Уральский федеральный университет: где используются флуорофоры

Флуорофоры (вещества, светящиеся под воздействием радиации) сейчас используются в самых разных областях – от отбеливания рубашек до сжигания опухолей. Флуорофоры (вещества, светящиеся под воздействием радиации) сегодня используются в широком спектре применений: от бытовой и медицинской техники до электроники и безопасности. «Существуют разные способы возбуждения люминесценции – триболюминесценция, хемолюминесценция, электролюминесценция и другие. Эти методы зависят от того, что воздействует на молекулы и как выделяется энергия излучения. Например, грибы, планктон и насекомые обладают флуоресценцией. Так, у светлячков свечение возникает в результате химической реакции», — поясняет Игорь Ковалев, ведущий научный сотрудник Лаборатории перспективных материалов, экологических методов и биотехнологий УрФУ. Яркий пример использования флуоресценции в быту — дарение одежды белый цвет. Для этого в порошок добавляют оптические отбеливатели. Это синтетические красители, которые оседают на ткани и при солнечном свете флуоресцируют светло-голубым цветом, благодаря чему желтоватый оттенок маскируется, и вещь кажется белее, чем есть на самом деле. Еще один пример использования флуорофоров – окраска рек. Таким способом можно идентифицировать подводные течения, русла рек или окрасить их в зеленый цвет, как это делается в День святого Патрика. «Флуорофоры также помогают идентифицировать вредные вещества в воде – ртуть, кадмий, цинк. Эти технологии существуют. Для обнаружения требуется небольшая портативная ультрафиолетовая лампа (детектор валюты), датчик бумажной полоски и темное помещение, где можно провести обработку. Флуорофоры также эффективны при экспресс-анализе почв, грунтовых и сточных вод для бытовых целей, когда необходимо проверить их на наличие гербицидов, техногенных отходов или, например, следов лекарственных препаратов», — добавляет Игорь Ковалёв.Медицина Еще одна область применения флуорофоров. С их помощью можно проследить, как лекарство усваивается теми или иными органами человеческого тела, какие изменения происходят в органах и тканях человека, насколько они доброкачественны. «Они выбирают определенный вид органической молекулы, которая светится, и прикрепляются к ней. Это фрагмент, привлекательный для раковой клетки. Пациент получает такое вещество, и оно накапливается в раковой опухоли. Во время операции, во-первых, можно осветить четкие границы опухоли ультрафиолетом, во-вторых, сжечь только раковые клетки, не повреждая близлежащие здоровые клетки. Это связано с тем, что на молекуле действующего вещества имеется флуорофорный фрагмент, позволяющий генерировать активные формы кислорода, убивающие данную клетку. Эта технология в основном используется для лечения кожных заболеваний, так как лазерное излучение не может проникнуть глубоко», — говорит Игорь Ковалев. «Поведение» флуорофоров также служит индикатором наличия взрывчатых веществ. При этом рецепторы ярко светящихся флуорофоров образуют несветящиеся комплексы с молекулами взрывчатых веществ воздуха в виде паров или растворов. Примерно так же, как собака обнаруживает взрывчатку обонятельными рецепторами своего носа. При контакте с взрывчатыми веществами флуорофор, как правило, гаснет, так как происходит тушение флуоресценции, и это фиксируется специальным прибором. Следует отметить, что научный коллектив химиков Уральского федерального университета и Института ООО «Органический синтез» УрО РАН уже много лет работает над созданием экологически чистых (с использованием метода «зеленой химии», безотходных и малоотходных технологий), недорогих и простых флуорофоров медицинского назначения. цели и вопросы безопасности.