Химики создали соединения для обнаружения взрывчатых веществ
Специалисты УрФУ и УрО РАН улучшили широко известные соединения и сделали из них флуорофоры. Это молекулы с высокой интенсивностью свечения, широким диапазоном цвета и крайне высокой чувствительностью. На их основе в перспективе можно создать светящиеся сенсоры для обнаружения вредных или взрывчатых веществ, контроля сточных вод в промышленности и других целей. Описание новых систем исследователи опубликовали в Journal of Photochemistry & Photobiology, A: Chemistry. Работу поддержал Российский научный фонд (грант № 23-73-10050).
«Целью нашей работы было получить пуш-пульные флуорофоры посредством модификации существующих соединений, а также изучить их фотофизические свойства. В итоге мы продумали метод получения целевых соединений, экспериментально и теоретически показали их работу, изучили кинетику, механизм тушения. И показали, что подобные молекулы могут стать эффективной платформой для разработки сенсоров для нитроароматических соединений, что актуально в сферах антитеррористической безопасности, криминалистике (обнаружение взрывчатых веществ), а также в промышленной безопасности, экологии (контроль сточных вод)», — рассказывает соавтор работы, инженер-исследователь лаборатории органического синтеза УрФУ Ярослав Штайц.
Модифицированные соединения показали высокие значения сдвигов Стокса (важны в биологических приложениях: биовизуализация, фотодинамическая терапия), у них также значительно выросла эффективность свечения (квантовый выход люминисценции), поясняют ученые. Некоторые соединения показали значения эффективности вплоть до 58 %.
«Результаты показали, что у молекул есть ожидаемый пуш-пульный эффект — у них есть высокие значения сдвигов Стокса — до 181 нм, которые в первую очередь интересны с точки зрения биологических приложений. Однако наши соединения не подходят для этого из-за поглощения в ультрафиолетовой области: для биомедицинского приложения важно поглощение в ближней ИК области, поскольку УФ излучение может убивать здоровые клетки», — добавляет Ярослав Штайц.
Соединения уральских химиков подходят для создания сенсоров, реагирующих на металлы, а при модификации могут стать и сенсорами для обнаружения нитроароматики. Полученные соединения интересны и с точки зрения практического использования (экономическая целесообразность), и с точки зрения простоты синтеза, добавляют ученые.
«Особенность наших соединений в том, что обычно они рассматриваются как сенсоры на катионы металлов за счет координационных связей. Мы же показали, что при определенной модификации они могут быть и сенсорами на нитроароматические соединения за счет другого типа взаимодействий и, что самое важное, — показали, что их эффективность в этом не уступает аналогам», — констатирует Ярослав Штайц.
О практическом применении разработки говорить пока рано, предупреждает ученый. В планах исследователей — изучить отклик соединений (свечение, интенсивность и др. параметры) на такие распространенные компоненты взрывчатых веществ, как динитротолуол и тринитротолуол.
Источник: Пресс –служба УрФУ