ИСТИНА

В рамках данного проекта предусматривается создание новых бифункциональных систем на основе природных хлорофиллов с флуоресцентными красителями ряда нафталимида, исследование их взаимного влияния в водных и неводных растворах, влияния на протекание фотохимических процессов органических макромолекул и кислорода, что представляется важным для медицины. Наличие в структуре порфиринового фрагмента должно, с одной стороны, способствовать селективному накоплению конъюгата в раковых клетках и генерации в них синглетного кислорода при фотовозбуждении, а с другой стороны, наличие флуоресцентного красителя, обладающего большим Стоксовым сдвигом, должно обеспечить эффективную флуоресцентную диагностику опухоли. Кроме того, сочетание природных производных хлорофилла с нафталимидными красителями позволит получить структуры, эффективно поглощающие в длинноволновой области спектра. Для анализа структуры и исследования оптических свойств заявленных в проекте соединений будет использован широкий комплекс современных физико-химических методов, включающих стационарную и разрешенную во времени оптическую спектроскопию, ЯМР-спектроскопию, масс-спектрометрию, рентгеноструктурный анализ и квантово-химические расчеты.

В рамках настоящего проекта предполагается получение молекулярных систем, способных поглощать видимый свет и использовать его энергию для осуществления флуоресцентной навигации новообразований и генерации синглетного кислорода, обеспечивающего гибель раковых клеток. Разрабатываемые ансамбли производных нафталимида и хлорофилла представляют интерес для получения современных и эффективных противораковых препаратов. Мы надеемся, что запланированный цикл работ позволит расширить знания и оценить перспективность систем на основе нафталимидов для использования в качестве биосенсоров для клеточных исследований и создания препаратов для фотодинамической терапии рака. Важным моментом предстоящей работы является тот факт, что функциональные системы в проекте будут построены на основании соединений, которые уже зарекомендовали себя как подходящие элементы оптических устройств. Исследования, проводимые с учетом современных достижений, имеют более высокий потенциал. Кроме того, следует учесть, что предлагаемые в качестве флуоресцентной платформы производные 1,8-нафталимидов легко модифицируются для получения систем с флуоресценцией в более длинноволновой области видимого спектра. Знание принципов взаимодействия двух типов хромофоров –нафталимида и бактериохлорина позволит подстраивать оптические системы под требования биологических и медицинских целей. Таким образом, мы планируем получить новые и интересные результаты по механизмам и условиям реализации фотопревращения световой энергии в неизвестных ранее молекулярных бифункциональных системах на основе нафталимида и природных хлорофиллов, которые будут проведены на современном высоком уровне, а результаты которых могут быть опубликованы в рейтинговых российских и зарубежных журналах и представлены на российских и международных конференциях.

Ранее авторами проекта были выполнены фундаментальные и поисковые исследования в данной области. Участниками проекта были предложены оригинальные методы получения широкого круга производных 1,8-нафталимида, которые можно использовать при построении бифункциональных оптических устройств. Также были изучены флуоресцентные свойства ряда производных 1,8-нафталимида. Полученные результаты имеют признанный мировой приоритет, подтвержденный патентами и публикациями в наиболее авторитетных международных и российских научных журналах. Предпосылками выполнения проекта по получению конъюгатов нафталимида с хлоринами является то, что проект будет выполняться в тесном сотрудничестве с МИТХТ им. Ломоносова. Исполнители имеют большой опыт работы в области природных хлоринов и бактериохлоринов. Ими разработан доступный метод получения бактериохлорина из биомассы пурпурных бактерий Rhodobacter Capsulatos, а также разработаны оригинальные методики их модификации. Совместные работы участников данного проекта уже позволили получить и опубликовать в журнале Journal of Photochemistry and Photobiology B, Biology (ссылка 3 в списке основных публикаций коллектива) результаты по синтезу и исследованию первых двух конъюгатов на основе бактериохлорофилла и 1,8-нафталимида. Недостатком первых полученных систем является обнаруженный эффективный процесс обмена энергией между компонентами конъюгатов, хотя, как продемонстрировано, увеличение длины спейсера позволяет снизить эффективность процесса с 99 до 50%. Исследования вышеописанных фотоактивных систем проводили с использованием комплекса физико-химических методов анализа, включающего оптическую и ЯМР-спектроскопию, масс-спектрометрию, электрохимию и квантово-химические расчеты. Участники проекта имеют необходимый опыт работы с выбранным типом соединений. В ИНЭОС РАН имеется все необходимое оборудование для проведений исследований разнообразными физико-химическими методами.