Des chimistes de l'Université fédérale de l'Oural ont créé un capteur pour déterminer le pH de la salive humaine. Il s'agit d'un fluorophore à émission forte et stable, qui capte les moindres fluctuations de pH dans les fluides biologiques. L'analyse est effectuée à l'aide de microdoses de la substance et d'un spectromètre, dans lequel la substance est irradiée avec une lampe spéciale. Les données de pH apparaissent en 5 à 7 secondes. Les premiers résultats d'études conjointes d'échantillons de salive et du capteur, menées par des groupes scientifiques du Département de chimie organique et biomoléculaire et du Département de chimie analytique sont décrits dans la revue Dyes and Pigments .

"Les capteurs de pH fluorométriques modernes sont basés sur de petites molécules organiques. Typiquement, ils sont très sensibles et sont capables de détecter l'analyte recherché à de très faibles concentrations, jusqu'à des nanoconcentrations. Notre capteur est basé sur un nouveau composé. Nous avons introduit un fragment fluoré, et cela nous a permis d'obtenir les propriétés photophysiques et électrochimiques dont nous avions besoin », explique Timofey Moseev, ingénieur-chercheur au département de chimie organique et biomoléculaire de l'UrFU.

L'analyse du pH de la salive est une méthode de diagnostic clinique accessible et non invasive. Avec son aide, certaines maladies gastro-intestinales telles que la gastrite, les ulcères d'estomac et la duodénite peuvent être détectées à un stade précoce. Le niveau de pH de la salive affecte également les dents :même une légère augmentation de l'acidité de la salive peut provoquer des caries dentaires et d'autres problèmes.

Le nouveau composé est le résultat de plusieurs années de travail. Les chercheurs ont synthétisé et étudié plus de 70 nouveaux composés depuis 2015, dont six ont montré les résultats escomptés. L'un a été sélectionné comme fluorophore et a formé la base du capteur. En conséquence, le capteur s'est avéré non toxique et respectueux de l'environnement. Pour le créer, les chimistes ont utilisé une méthode de synthèse économe en atomes :aucun catalyseur (nickel, cuivre, palladium) ou réactif supplémentaire n'était nécessaire. De plus, le capteur est soluble dans l'eau.

"Dans la méthode de synthèse classique, deux molécules nécessitent des fragments actifs qui interagissent entre eux, et ainsi un nouveau composé est obtenu. Mais les principes de la 'chimie verte' exigent que les réactions se déroulent sans sous-produits, dans des conditions non toxiques. solvants (eau), et avec une utilisation minimale de fragments actifs. Si ces fragments actifs sont éliminés, il reste la liaison carbone-hydrogène la plus simple de la chimie organique. La réaction a lieu entre les deux. De cette façon, une économie atomique est obtenue. Depuis la réaction a lieu entre C-H/C-H, les sous-produits sont plus souvent de l'eau ou un composé similaire. La synthèse entraîne moins de sous-produits et de produits nocifs", explique Moseyev.

Les nouveaux chimiocapteurs obtenus par les chimistes de l'UrFU peuvent être utilisés pour analyser l'eau (acidité, présence de métaux ou de toxines) et comme sondes fluorescentes pour éclairer les processus intracellulaires. Le composé s'accumule à un endroit spécifique de la cellule et colore une partie spécifique de la cellule. Cependant, cette ligne d'application n'a pas encore été explorée.

En général, outre les applications biomédicales, les fluorophores organiques obtenus par les chimistes de l'UrFU sont également des matériaux prometteurs pour d'autres domaines en raison des larges possibilités de leur application pratique. En particulier, les fluorophores sont utilisés en électronique moléculaire. Le "cœur" (éléments de travail) des cellules solaires sont des molécules organiques similaires. Un autre exemple est celui des écrans OLED des ordinateurs et des moniteurs. Ils sont également basés sur une molécule organique avec certaines propriétés photophysiques. + Explorer plus loin

L'équipe utilise de l'eau chaude pour former un photocatalyseur