دو برابر روشن‌تر: مولکول رنگ هیبریدی چرخان، تشخیص بیماری‌های خونی را ساده‌تر می‌کند

به گزارش مجله خبری نگار، دانشمندان ماده‌ای را سنتز کرده‌اند که می‌تواند برای تشخیص بیماری‌ها بر اساس تغییرات ویسکوزیته خون مورد استفاده قرار گیرد. این ماده ترکیبی متشکل از دو رنگ مختلف است. یکی از اجزا حساسیت به نور را افزایش می‌دهد، در حالی که جزء دوم به عنوان آشکارساز ویسکوزیته یا اسیدیته موضعی عمل می‌کند. این بدان معناست که داروی توسعه‌یافته، علاوه بر عملکرد درمانی، دارای عملکرد سیگنال‌دهی نیز هست که امکان ارزیابی اثربخشی درمان را فراهم می‌کند. نتایج این مطالعه که با کمک مالی بنیاد علوم روسیه (RSF) پشتیبانی می‌شود، در مجله مایعات مولکولی منتشر شده است.

مولکول‌های لومینسانس به طور گسترده در زیست‌شناسی، شیمی و پزشکی برای نظارت بر فرآیند‌های رخ داده در سلول‌های زنده و حرکت دارو‌ها در بدن انسان استفاده می‌شوند. یک دسته از این مولکول‌ها، رنگ‌های فلورسنت یا درخشان BODIPY هستند. قطعاتی از این مولکول‌ها توانایی چرخش نسبت به یکدیگر را دارند.

چنین رنگ‌هایی می‌توانند به عنوان نشانگر‌های لومینسانس در تشخیص بیماری‌های مختلف مورد استفاده قرار گیرند. آنها تغییرات ظریف در ویسکوزیته یا اسیدیته مایع سلولی را، چه مربوط به خود بیماری و چه مربوط به اثرات درمان، رصد می‌کنند. در حال حاضر تحقیقاتی برای گسترش کاربرد‌های عملی این مولکول‌های رنگ، به عنوان مثال، با افزایش پایداری آنها، افزایش حساسیت لومینسانس آنها به تغییرات ویسکوزیته محیط و بهبود زیست‌سازگاری، در حال انجام است.

دانشمندان موسسه شیمی محلول G.A. Krestov از آکادمی علوم روسیه (ایوانوو) و دانشگاه کاتولیک لوون (بلژیک) یک ترکیب هیبریدی محلول در آب جدید بر اساس رنگ‌های طبقات مختلف - BODIPY و پورفیرین - توسعه داده‌اند که می‌تواند اکسیژن "فعال" را برای از بین بردن سلول‌های پاتولوژیک تولید کند و همچنین به عنوان یک آشکارساز فلورسنت ویسکوزیته و اسیدیته موضعی عمل کند. برای به دست آوردن این ترکیب، محققان BODIPY جدیدی را سنتز کردند که قابل توجه‌ترین پاسخ‌ها را در محدوده ویسکوزیته مربوط به خون انسان نشان می‌دهد. سپس نویسندگان BODIPY حاصل را با یک مولکول پورفیرین پیوند عرضی دادند. پورفیرین یک جزء شیمیایی هموگلوبین است، پروتئینی که اکسیژن را به بافت‌های بدن منتقل می‌کند.

ترکیب مولکول‌های پورفیرین و BODIPY در یک سیستم واحد، توانایی پورفیرین را در تولید اکسیژن "فعال" برای از بین بردن سلول‌های پاتولوژیک و همچنین خواص تشخیصی BODIPY افزایش داد. دانشمندان با استفاده از روش‌های فیزیکوشیمیایی مدرن کشف کردند که به دلیل توانایی قطعات مولکولی در چرخش نسبت به یکدیگر، درخشندگی کمپلکس در محیط‌های چسبناک‌تر دو برابر شدیدتر از مولکول‌های BODIPY به صورت جداگانه است.

رنگ ترکیبی پیشنهادی به تغییرات کوچک در ویسکوزیته محیط در محدوده‌ای که مربوط به ویسکوزیته خون سالم انسان است، حساس است. این امر امکان ایجاد دستگاه‌های مولکولی هوشمند برای نظارت بر فرآیند‌های فیزیولوژیکی و پاتولوژیک در خون و همچنین ارزیابی اثربخشی کلی درمان را فراهم می‌کند. نتایج به‌دست‌آمده، راه را برای گذار مؤثر به پزشکی شخصی، مراقبت‌های بهداشتی پیشرفته و فناوری‌های حفظ سلامت هموار می‌کند.

نوگزار مامارداشویلی، رئیس آزمایشگاه شیمی هماهنگی ترکیبات ماکروسیکلیک در موسسه شیمی محلول G. A. Krestov آکادمی علوم روسیه و رهبر این پروژه که با کمک مالی بنیاد علوم روسیه پشتیبانی شده است، توضیح می‌دهد: «مولکول رنگ ترکیبی سنتز شده می‌تواند به عنوان یک دستگاه مولکولی برای تعیین بدون تماس خواص محیطی، مانند ویسکوزیته موضعی یا اسیدیته مایع درون سلولی، مورد استفاده قرار گیرد. در آینده، ما قصد داریم مواد ترکیبی مشابهی را بر اساس پورفیرین‌ها با سایر رنگ‌ها که خواص افزایش حساسیت به نور و لومینسانس را ترکیب می‌کنند، توسعه دهیم.»

این مطالب توسط سرویس مطبوعاتی بنیاد علوم روسیه ارائه شده است.