ИСТИНА

С целью создания высокоэффективных таргетных фотодинамических препаратов нового типа разработана методика создания гибридных молекулярных структур краситель-фуллерен-вектор на основе использования патента №RU02462473 C2 совместно с Романовой В.С. (ИНЭОС РАН). Особенностью данной методики синтеза является получение полифункционального производного фуллерена путем поэтапного присоединения к фуллереновому ядру двух различных функциональных групп. В качестве первой функциональной группы может быть присоединение аминокислоты или векторной группы, обеспечивающий таргетное взаимодействие соединения с опухолью, а второй – триплетно или синглетно возбуждаемый краситель, обеспечивающий эффективное поглощение кванта света в красной области спектра и конвертацию энергии в виде переноса энергии возбуждения или электрона в генерацию активных форм кислорода. Фотохимическая активность такой гибридной структуры примерно в 5.5 раз превышает активность свободного хлорина е6 а счет поглощения кванта света хлорином и эффективной передачи возбуждения с красителя на фуллерен, который генерирует активные формы кислорода в 55 раз эффективнее, чем традиционные красители. Открывается возможность использовать для создания фотодинамических препаратов нового поколения красителей, возбуждаемые не только в триплетное, но и в синглетное состояние. В результате значительно повышается фотодинамическая активность традиционных красителей и расширяются пути поиска новых красителей, удовлетворяющих широкому спектру разносторонних требований, предъявляемых к фотодинамическим препаратам. При фотодинамическом действии таких гибридных нанноструктр в результате эффективного переноса возбуждения с красителя на фуллерен значительно снижается квантовый выход флуоресценции красителя. В рамках развития методов детектирования таких производных фуллерена и ковалентных диад фуллерен-хлорин е6 в воде и в биологических объектах развит метод регистрации таких гибридных структур с помощью методики гигантского комбинационного рассеяния (SERS) и с помощью поверхностно-усиленной флуоресценции (SEF) на подложках и в растворе с серебряными наночастицами. Было обнаружено, что ковалентные диады фуллерен-хлорин не обладают флуоресценцией, присущей хлорину е6, вследствие эффективного переноса электрона или сигнлетного возбуждения с красителя на ядро фуллерена. Показано, что производные хлорина е6 и ковалентные диады фуллерен-хлорин, в которых флуоресценциях хлорина потушена, при осаждении на серебряных наноподложках обладают близкими по структуре характерными спектрами SERS. В то же время у диад фуллерен-хлорин наблюдается SEF, тогда как у свободного производного хлорина флуоресценция SEF на подложке практически потушена, что согласуется с теорией, предсказывающей обратную зависимость интенсивности флуоресценции SEF от квантового выхода обычной флуоресценции соединений в растворе. В водном растворе концентрационная зависимость интенсивности SEF линейна для исследуемых соединений в диапазоне 0.1-1 мкМ, что позволяет их уверенно детектировать в биологических структурах Новизна результатов, их научная и практическая значимость. Полученные гибридные наноструктуры фуллерен-хлорин-гиалуроновая кислота обладают высокой растворимостью в воде и выраженной фотохимической активностью, что позволяет рассматривать их в качестве потенциальных фотосенсибилизаторов. Предлагаемые методики SERS и SEF впервые позволяют исследовать процессы накопления гибридных слабофлуоресцирующих соединений (в том числе и производных фуллерена) в биологических структурах. Работа выполнена по теме Государственного задания, № гос. регистрации_01201361875, исследования поддержаны Программой Президиума РАН №1 «Наноструктуры: физика, химия, биология, основы технологий» и грантом РФФИ №16-34-01156-мол_а.