ИСТИНА

Биовизуализация - это один из наиболее информативных инструментов современной биомедицины. Среди возможных вариантов биовизуализации (магнитная, радиоактивная, оптическая) оптическая визуализация, основанная на использовании люминесцирующих биометок, зарекомендовала себя как надежная и недорогая технология. Известные на данный момент оптические методы - оптическая когерентная томография, оптические ловушки, а также классическая флуоресцентная томография в видимом диапазоне - позволяют проводить зондирование на глубину не более 4-5 мм. Эта ситуация создает потребность в развитии новых подходов, которые обеспечили бы оптическую биовизуализацию с высоким разрешением и контрастностью, чтобы проводить оптическое зондирование биотканей на большую глубину (до десятков миллиметров) и выявлять опухоли или другие аномалии глубоко под кожей. Для решения этой проблемы необходимо создать люминесцентные биометки, излучающие в ближнем ИК диапазоне, который попадает в «окно прозрачности» биологической ткани (~700-1300 нм). Конкретной задачей предлагаемого проекта является поиск и разработка методов синтеза биосовместимых координационных соединений РЗЭ (КС РЗЭ), люминесцирующих с большим квантовым выходом в ближнем ИК диапазоне (900-1500 нм), для использования в диагностистических биометках для оптической биовизулизации и в составе мультифункциональных тераностичеких агентов. Ключевым моментом в поставленной задаче является выбор КС РЗЭ в качестве основы для создания новых систем биовизуализации и тераностики (диагностика + терапия). Особенности механизма возбуждения КС РЗЭ, а именно поглощение энергии органическим лигандом с большим коэффициентом молярной экстинкции, эффективная передача поглощенной энергии на ион РЗЭ и последующая эффективная ионная люминесценция, позволяют при правильном подборе лиганда сочетать высокий квантовый выход люминесценции с высоким поглощением. Это открывает возможность целенаправленно модифицировать органические лиганды, сочетая в их молекулах функциональные группы, обеспечивающие сенсибилизацию люминесценции, с периферийными фрагментами, участвующими в образовании биоконъюгатов и/или иммобилизации на поверхности наночастицы, выполняющей транспортную и терапевтическую функции. Оригинальность запланированного исследования состоит не только в том, что для биовизуализации будут предложены новые люминесцентные КС РЗЭ, но и в том, что эти соединения будут включены в состав гибридных тераностических агентов в качестве диагностической части (фрагмента). С этой целью авторы настоящего проекта намерены разработать гибридные наноматериалы (~100 нм), в которых в качестве люминофора будут использованы КС РЗЭ с кислород- и азот-донорными лигандами, излучающие в ближнем ИК диапазоне, а в качестве наночастиц-носителей - сложно-оксидные магнитные сферические частицы (La1-xAgуMnO3+d) субмикронного размера с контролируемой температурой Кюри. Такие материалы позволят сочетать в одном тераностическом агенте функции люминесцентной ИК биовизуализации и терапии методом магнитной гипертермии. Выполнение проекта требует последовательного решения ниже перечисленных задач: 1. Разработка методов синтеза новых КС РЗЭ, люминесцирующих в ИК диапазоне. Оценка фотофизических характеристик и химической устойчивости синтезированных соединений. Выбор наиболее перспективных КС РЗЭ. 2. Модифицирование выбранных лигандов или синтезированных КС с целью введения в их состав различных периферийных функциональных групп, обеспечивающих образование биоконъюгатов и/или прививку на поверхность наночастицы. Оценка фотофизических характеристик и химической устойчивости синтезированных КС РЗЭ с модифицированными лигандами. 3. Разработка методов получения биоконъюгатов и прививки синтезированных КС РЗЭ, излучающих в ИК диапазоне, на поверхность магнитных наночастиц La1-xAgуMnO3+d. Выполнение этих задач позволит решить проблему создания не только ИК люминесцентных биометок, но и мультифункциональных тераностических агентов, обеспечивающих сочетание биовизуализации с повышенной глубиной проникновения и терапии методом гипертермии.

1. Синтезированы и охарактеризованы новые координационные соединения лантанидов с фторированными ароматическими карбоксилатами и основаниями Шиффа, среди которых выявлены соединения, проявляющие эффективную люминесценцию в ИК области спектра. Предложены новые люминесцентные метки. 2.Отработка методов прививки КС РЗЭ, люминесцирующих в ближнем ИК диапазоне,на поверхность магнитных наночастиц. Синтезированы бифункциональные наночастицы, проявляющие свойства гипертермии и люминесценции в видимой области. 3. Сформулированы основные принципы дизайна органических лигандов, комплексы лантанидов которых проявляют люминесценцию в ИК области и удовлетворяют требованиям, предъявляемым к биометкам.