Ural Federal Üniversitesi’ndeki kimyagerler, insan tükürüğünün pH’ını belirlemek için bir sensör yarattı. Bu, biyolojik sıvılarda pH’daki en küçük dalgalanmaları yakalayan, güçlü ve kararlı emisyona sahip bir florofor oldu. Analiz, maddenin mikro dozları ve maddenin özel bir lamba ile ışınlandığı bir spektrometre kullanılarak gerçekleştirildi. pH verileri 5-7 saniye içinde görünüyor. Organik ve Biyomoleküler Kimya Departmanı ve Analitik Kimya Departmanı’nın bilimsel grupları tarafından yürütülen tükürük örnekleri ve sensör üzerinde yapılan ortak çalışmaların ilk sonuçları, Boyalar ve Pigmentler dergisinde açıklandı.
“Modern florometrik pH sensörleri küçük organik moleküllere dayalıdır. Tipik olarak çok hassastırlar ve istenen analiti, nano konsantrasyonlara kadar çok düşük konsantrasyonlarda algılayabilirler. Sensörümüz yeni bir bileşiğe dayanmaktadır. Florlu bir parçayı tanıttık ve bu, ihtiyacımız olan foto fiziksel ve elektrokimyasal özellikleri elde etmemizi sağladı” diyor UrFU Timofey Moseev’de Organik ve Biyomoleküler Kimya Bölümü’nde mühendis-araştırmacı.
Tükürük pH analizi, erişilebilir ve invaziv olmayan bir klinik tanı yöntemidir. Yardımı ile gastrit, mide ülseri ve duodenit gibi belirli gastrointestinal hastalıklar erken bir aşamada tespit edilebilir. Tükürüğün pH seviyesi dişleri de etkiler: tükürüğün asiditesindeki hafif bir artış bile diş çürümesine ve diğer sorunlara neden olabilir.
Yeni bileşik, uzun yıllar süren çalışmaların sonucudur. Araştırmacılar, 2015’ten bu yana 70’den fazla yeni bileşik sentezledi ve çalıştı, bunlardan altısı istenen sonuçları gösterdi. Biri florofor olarak seçilmiş ve sensörün temelini oluşturmuştur. Sonuç olarak, sensörün toksik olmadığı ve çevre dostu olduğu ortaya çıktı. Bunu oluşturmak için kimyagerler atom-ekonomik bir sentez yöntemi kullandılar: katalizörler (nikel, bakır, paladyum) veya ek reaktifler gerekli değildi. Ek olarak, sensör suda çözünüyor.
“Klasik sentez yönteminde, iki molekül birbiriyle etkileşime giren aktif parçalara ihtiyaç duyar ve böylece yeni bir bileşik elde edilir. Ancak ‘yeşil kimya’ ilkeleri, reaksiyonların yan ürün olmadan, çözücüler (su) ve minimum aktif parça kullanımı ile toksik olmayan ortamda gerçekleşmesini gerektirir. Bu aktif fragmanlar çıkarılırsa, geriye organik kimyadaki en basit karbon-hidrojen bağı kalır. Reaksiyon ikisi arasında gerçekleşir. Bu şekilde atomik bir tasarruf elde edilir. Çünkü reaksiyon C-H/C-H arasında gerçekleşir, yan ürünler daha çok su veya benzer bir bileşiktir. Sentez, daha az yan ürün ve zararlı ürün ile sonuçlanır” diyor Moseyev.
UrFU kimyagerleri tarafından elde edilen yeni kemosensörler, suyu (asitlik, metallerin veya toksinlerin varlığı) analiz etmek ve hücre içi süreçleri aydınlatmak için floresan problar olarak kullanılabilir. Bileşik, hücrenin belirli bir yerinde birikir ve hücrenin belirli bir bölümünü boyar. Ancak, bu uygulama hattı henüz keşfedilmemiştir.
Genel olarak, biyomedikal uygulamalara ek olarak, UrFU kimyagerleri tarafından elde edilen organik floroforlar, pratik uygulamalarının geniş olanakları nedeniyle diğer alanlar için de umut verici malzemelerdir. Özellikle floroforlar moleküler elektronikte kullanılmaktadır. Güneş pillerinin “kalbi” (çalışan elementler) benzer organik moleküllerdir. Başka bir örnek, bilgisayarların ve monitörlerin OLED ekranlarıdır. Ayrıca belirli fotofiziksel özelliklere sahip organik bir moleküle dayanırlar.
Daha fazla bilgi: Timofey D. Moseev ve diğerleri, Fluoroaromatic 2H-imidazol bazlı push-pull floroforlar: Tükürükte pH’ı algılamak için problar olarak sentez, teorik çalışmalar ve uygulama fırsatları, Boyalar ve Pigmentler (2022). DOI: 10.1016/j.dyepig.2022.110251
