| Название НИОКТР |
Разработка нового класса хромо-флуорогенных сенсоров ионов цинка и кадмия на основе дипиррометеновых хелатных лигандов
|
| Аннотация |
Оценка содержания ионов тяжелых металлов в растворах и различных природных объектах является одной из важнейших задач экологии, биохимии, фармацевтики, различных отраслей промышленности. Основной путь решения этой задачи направлен на разработку новых высокочувствительных, селективных сенсоров и надежных методик быстрого обнаружения микроколичеств ионов металлов. Наиболее перспективные современные направления аналитического контроля основаны на высоко контрастных колористических и флуоресцентных откликах реакций хромофорных лигандов с определяемыми катионами металлов. Получаемые при этом показатели чувствительности, обратимости и селективности напрямую определяются устойчивостью образующихся комплексов, эффективностью хромофорно-флуоресцентных свойств реагентов и продуктов реакций, характеристичностью спектров. Применение таких сенсоров для решения задач биохимии, медицины возможно при условии их низкой цитотоксичности. Отсутствие цитотоксичности бис(дипиррометенов) обусловлено их структурным родством с биоаналогами билиновой и порфириновой природы, что обеспечивает им общие метаболические пути. Наличие пиррольных и пирролениновых атомов азота и особенности геометрии (“ridge tile” конформация) обеспечивают высокую избирательность координационных взаимодействий: бис(дипиррометеновые) лиганды эффективно координируются ионами нескольких металлов (Cо2+, Ni2+, Cu2+, Zn2+, Cd2+ и Hg2+) в органических растворителях с образованием устойчивых внутримолекулярных геликатов с интенсивными (ε выше 200000 л/моль•см) полосами в ЭСП. Реакция комплексообразования сопровождается красным (до 90 нм) сдвигом и гиперхромизмом полосы поглощения раствора. Однако, именно образование комплексов Zn(II) и Cd(II) сопровождается разгоранием флуоресценции, квантовый выход которых может достигать 100% в неполярных органических растворителях. Наиболее яркие колористические и спектральные эффекты наблюдаются в реакциях образования комплексов цинка(II) с бис(дипиррометенами). Модификация периферии бис(дипиррометена) позволяет настраивать спектральные, в том числе сенсорные, характеристики лигандов под конкретные практические задачи.
Проект направлен на разработку новых чувствительных сенсоров для аналитического определения ионов Zn2+ и Cd2+ в водных и водно-органических средах. Для этого планируется получить серию бис(дипиррометенов) с различным замещением периферии лигандов. Для оценки возможности применения бис(дипиррометенов) в роли оптических сенсоров будет разработана методология обнаружения аналитов, которая будет включать выбор и обоснование эффективных методик количественного и качественного детектирования ионов Zn2+ и Cd2+ в растворах; подбор оптимальных условий аналитического детектирования, в частности, оценка влияния соотношения органический растворитель/вода на показатели спектральных откликов реакции сенсора с аналитом. Для количественного обнаружения ионов металлов в воде будут получены калибровочные зависимости оптических откликов от концентрации аналита; для качественной оценки содержания ионов металлов в водных средах будут разработаны сенсорные материалы типа dpm@cotton-swabs или dpm@cellulose tablets. Определение и сравнительный анализ основных сенсорных характеристик (чувствительность, селективность, обратимость) позволит обосновать эффективность предлагаемых бис(дипиррометеновых) сенсоров по сравнению с известными сенсорами другой природы. По результатам исследований будет выявлены преимущества практического применения сенсоров на основе бис(дипиррометенов) для аналитического детектирования ионов Zn2+ и Cd2+ в водных средах.
|
| Доступ к ОКОГУ исполнителя |
False
|
| Количество связанных РИД |
0
|
| Количество завершенных ИКРБС |
0
|
| Сумма бюджета |
3000.0
|
| Дата начала |
2025-08-01
|
| Дата окончания |
2026-12-31
|
| Номер контракта |
30-2025-004031
|
| Дата контракта |
2025-07-25
|
| Количество отчетов |
2
|
| УДК |
542.8:544.14 542.8:539.19
|
| Количество просмотров |
3
|
| Руководитель работы |
Бумагина Наталья Анатольевна
|
| Руководитель организации |
Киселев Михаил Григорьевич
|
| Исполнитель |
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ИНСТИТУТ ХИМИИ РАСТВОРОВ ИМ. Г.А. КРЕСТОВА РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК
|
| Заказчик |
ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ ИВАНОВСКОЙ ОБЛАСТИ
|
| Федеральная программа |
Отсутствует
|
| Госпрограмма |
—
|
| Основание НИОКТР |
Грант
|
| Последний статус |
2025-12-02 08:27:35 UTC, 2025-12-02 08:27:35 UTC
|
| ОКПД |
Нет
|
| Отраслевой сегмент |
—
|
| Минздрав |
—
|
| Межгосударственная целевая программа |
—
|
| Ключевые слова |
Аналитический агент; хелатный лиганд; бис(дипиррометен); хромо-флуорогенный сенсор; реакция комплексообразования; геликат; колористический и спектральный отклик; предел аналитического определения; избирательность; сенсорный материал
|
| Соисполнители |
—
|
| Типы НИОКТР |
Фундаментальное исследование
|
| Приоритетные направления |
—
|
| Критические технологии |
—
|
| Рубрикатор |
31.15.15 - Исследования строения и свойств молекул и химической связи
|
| OECD |
—
|
| OESR |
Физическая химия
|
| Приоритеты научно-технического развития |
в) переход к персонализированной, предиктивной и профилактической медицине, высокотехнологичному здравоохранению и технологиям здоровьесбережения, в том числе за счет рационального применения лекарственных препаратов (прежде всего антибактериальных) и использования генетических данных и технологий;
|
| Регистрационные номера |
ikrbs: {'card_list': [{'id': 'PYE9MYJZVYXKBJCARAQLIYCW'}]}
|
