Ученые из Тринити-колледжа в Дублине (Ирландия) черпали вдохновение в природе для создания люминесцентных самовосстанавливающихся гелей с широким набором потенциальных применений, начиная от защиты банкнот и заканчивая биологическим зондированием нового поколения. Об этом сообщает Technology Networks. Перевод основных положений публикации представлен изданием discover24.ru.
Самым важным в разработке исследователей из Тринити-колледжа является то, что они смогли ввести в созданные гели гуанозин и добавить другие значительные дополнения, в том числе ионы лантаноидов, которые обладают уникальными свойствами, включая люминесценцию, магнетизм и способность ускорять определенные реакции. Гели с гуанозином обладают хиральностью (в данном случае левосторонней спиралью), и ученые сосредоточились на переносе этой характеристики на лантаноидные элементы гелей после добавления ионов.
Это достижение – не просто очередной шаг в химической рецептуре, это крупный прорыв, который открывает двери для множества новых применений, поскольку полученные гели могут с высокой точностью сигнализировать о различной интенсивности того процесса, к которому они предназначены. С медицинской точки зрения это может означать, например, точное определение присутствия и количества интересующего биомаркера. Но новых возможностей прибавилось и во множестве иных направлений.
Оксана Котова, научный сотрудник Школы химии Тринити-колледжа и постдокторант Центра передовых материалов и биоинженерных исследований SFI (с 2011 года), является одним из ведущих авторов опубликованного исследования. Согласно данным сайта научной группы Тринити-колледжа, ранее она получила степень кандидата технических наук в Московском государственном университете им. М.В. Ломоносова, а также работала в Физическом институте им. П.Н. Лебедева.
Доктор Котова отметила: «Супрамолекулярные гидрогели открывают множество возможностей для новых применений в различных областях – от биологии до материаловедения. Перенеся хиральность на лантанидные элементы этого геля, мы смогли изменить реакцию хиральной люминесценции последнего, что может помочь в будущем понять недавно открытые биологические функции лантанидов, а также помочь в разработке сенсоров и агентов визуализации нового поколения».
Торфиннур Гуннлаугссон, профессор химии Тринити и AMBER, руководитель научной группы, добавил следующее: «Идея Оксаны заключалась в том, чтобы использовать биостимулированные строительные блоки ДНК для создания люминесцентного чувствительного мягкого материала, который не только излучает под световым излучением, но и самовосстанавливается, что само по себе может привести к различным применениям, таким как как при адаптивной печати чернилами».
Это означает, что с помощью метода, называемого люминесценцией с круговой поляризацией (CPL), ученым стало возможно наблюдать либо «правостороннее», либо «левостороннее» (например, поляризованное) излучение материала. Использование данного спектроскопического метода быстро становится очевидным, и его применение в химических и биологических исследованиях находит свою нишу. Это имеет серьезные последствия для потенциального применения мягкого материала на основе лантанидов.
Профессор Гуннлаугссон указал в числе примеров применения новых гелей их использование для мониторинга биологических процессов, визуализации живых клеток и доставки лекарств. Техника CPL также является важным средством разработки сверхчувствительных красок в печати банкнот (для защиты их от подделок) и других полиграфических продуктов. Таким образом, открыты огромные возможности для будущих разработок в самых разных направлениях.