Флуоресцентные молекулы для освещения жизни: упрощенный синтез с использованием формальдегида

  • Пользователь Алексей Коровин опубликовал
  • 1 октября 2024 г., 15:16:23 MSK
  • 0 комментариев
  • 24 просмотра
Команда ученых разрабатывает эффективный метод синтеза органических флуорофоров с использованием формальдегида.

Исследовательская группа, возглавляемая профессором Янг-Тэ Чангом из химического факультета POSTECH и доктором Сун Хек Ли из Института фундаментальных научных исследований POSTECH, недавно совершила прорыв в синтезе органических флуорофоров с использованием формальдегида, простейшей молекулы углерода, более экономичного и атомарного, чем когда-либо прежде. Их результаты были опубликованы в "Angewandte Chemie International Edition", ведущем мировом журнале по междисциплинарной химии, 18 сентября.

Органические флуорофоры, известные своей способностью флуоресцировать, поглощая свет определенной длины волны, широко используются в медицинской диагностике и биовизуализации, включая отслеживание раковых клеток и генетический анализ. Однако при синтезе триметинцианина (Cy3), широко используемого органического флуорофора, традиционно используется сложное соединение с высокой молекулярной массой, что приводит к многочисленным побочным продуктам и низкой эффективности использования атомов.

Чтобы решить эту проблему, команда использовала формальдегид (HCHO) - простую молекулу, состоящую из одного атома углерода (C), двух атомов водорода (H) и одного атома кислорода (O). Хотя формальдегид может стать токсичным, вступая в реакцию с белками и ДНК in vivo, он служит ценным инструментом в органическом синтезе для образования новых углерод-углеродных связей.

Используя формальдегид вместо обычных комплексных соединений для добавления углерода в молекулярную цепь, что является критическим этапом в синтезе Cy3, команда значительно уменьшила размер молекул, необходимый для этого процесса, максимально увеличив атомарную эффективность. Кроме того, они превратили традиционный многостадийный асимметричный синтез Cy3 в одностадийную реакцию, исключив дополнительные стадии и повысив эффективность синтеза.

Команда также изучила, можно ли применить их метод к клеткам и тканям, учитывая, что определенные количества формальдегида естественным образом вырабатываются in vivo в процессе метаболизма. При анализе тканей тонкого кишечника крыс они обнаружили, что в группе, вызванной воспалением, сигнал флуоресценции был слабее, чем в нормальной группе. Это было связано с относительно низким уровнем формальдегида во время воспаления, что ограничивало синтез Cy3. Эти результаты демонстрируют, что метод команды применим не только для синтеза in vitro, но и в естественных условиях.

Профессор Янг-Тэ Чанг, возглавлявший исследование, отметил: "Это первый успешный синтез молекул Cy3 с использованием формальдегида". Он продолжил: "Наш метод не только экономичен и обладает высокой атомной эффективностью, но и может быть использован in vivo, расширяя возможности применения органических флуорофоров в исследованиях и диагностике в области естественных наук".

Исследование было проведено при поддержке Министерства науки и информационных технологий и проекта Glocal University 30.

Комментарии

0 комментариев