Químicos de la Universidad Federal de los Urales han creado un sensor para determinar el pH de la saliva humana. Este es un fluoróforo con emisión fuerte y estable, que capta las más mínimas fluctuaciones en el pH de los fluidos biológicos. El análisis se realiza utilizando microdosis de la sustancia y un espectrómetro, en el que la sustancia se irradia con una lámpara especial. Los datos de pH aparecen en 5-7 segundos. Los primeros resultados de estudios conjuntos de muestras de saliva y el sensor, realizados por grupos científicos del Departamento de Química Orgánica y Biomolecular y el Departamento de Química Analítica se describen en la revista Dyes and Pigments .

"Los sensores de pH fluorométricos modernos se basan en pequeñas moléculas orgánicas. Por lo general, son muy sensibles y pueden detectar el analito deseado en concentraciones muy bajas, hasta nanoconcentraciones. Nuestro sensor se basa en un nuevo compuesto. Introdujimos un fragmento fluorado, y esto nos permitió obtener las propiedades fotofísicas y electroquímicas que necesitábamos", dice el ingeniero e investigador del Departamento de Química Orgánica y Biomolecular de UrFU Timofey Moseev.

El análisis del pH de la saliva es un método accesible y no invasivo de diagnóstico clínico. Con su ayuda, enfermedades gastrointestinales particulares, como gastritis, úlceras estomacales y duodenitis, pueden detectarse en una etapa temprana. El nivel de pH de la saliva también afecta a los dientes:incluso un ligero aumento en la acidez de la saliva puede causar caries y otros problemas.

El nuevo recinto es el resultado de muchos años de trabajo. Los investigadores han sintetizado y estudiado más de 70 nuevos compuestos desde 2015, seis de los cuales han mostrado los resultados deseados. Uno fue seleccionado como fluoróforo y formó la base del sensor. Como resultado, el sensor resultó ser no tóxico y respetuoso con el medio ambiente. Para crearlo, los químicos utilizaron un método de síntesis económico en átomos:no se requirieron catalizadores (níquel, cobre, paladio) ni reactivos adicionales. Además, el sensor es soluble en agua.

"En el método clásico de síntesis, dos moléculas requieren fragmentos activos que interactúan entre sí, y así se obtiene un nuevo compuesto. Pero los principios de la 'química verde' requieren que las reacciones se lleven a cabo sin subproductos, en ambientes no tóxicos. solventes (agua), y con un uso mínimo de fragmentos activos.Si se eliminan estos fragmentos activos, queda el enlace carbono-hidrógeno más simple de la química orgánica.La reacción se lleva a cabo entre los dos.De esta manera se obtiene un ahorro atómico.Ya que la reacción tiene lugar entre C-H/C-H, los subproductos son más a menudo agua o un compuesto similar. La síntesis da como resultado menos subproductos y productos nocivos", dice Moseyev.

Los nuevos quimiosensores obtenidos por los químicos de UrFU se pueden utilizar para analizar agua (acidez, presencia de metales o toxinas) y como sondas fluorescentes para iluminar procesos intracelulares. El compuesto se acumula en un lugar específico de la célula y tiñe una parte específica de la célula. Sin embargo, esta línea de aplicación aún no se ha explorado.

En general, además de las aplicaciones biomédicas, los fluoróforos orgánicos obtenidos por los químicos de UrFU son materiales prometedores también para otros campos debido a las amplias posibilidades de su aplicación práctica. En particular, los fluoróforos se utilizan en electrónica molecular. El "corazón" (elementos de trabajo) de las células solares son moléculas orgánicas similares. Otro ejemplo son las pantallas OLED de computadoras y monitores. También se basan en una molécula orgánica con ciertas propiedades fotofísicas. + Explora más

El equipo usa agua caliente para formar un fotocatalizador