نشرت المجلة الدولية المرموقة "Journal of Materials C" مقالة بعنوان «إنشاء أصباغ D-A-D باستخدام الأشعة تحت الحمراء البعيدة...»، وكان أحد مؤلفيها تيموفي تشموفج، أحد كبار الباحثين في مركز أبحاث تكنولوجيا النانو في جامعة جنوب الأورال الحكومية، جنبا إلى جنب مع زملائهم من معهد الفيزياء باسم. ب.ن. ليبيديف التابع للاكاديمية الروسية للعلوم، معهد ن.د. زيلينسكي للكيمياء العضوية. وجامعة موسكو الحكومية باسم لومونوسوف. يمكن استخدام الأصباغ التي طوروها، والتي تتفسفر في نطاق 1110-900 نانومتر، في علم الأورام لتحديد الخلايا السرطانية.
الجميع يعرف الفوسفور - المواد التي يمكن أن تتألق، أي امتصاص الطاقة وإصدار الضوء. تتوهج بعض المواد بالأشعة تحت الحمراء. غالبا ما تستخدم التقنيات الحديثة هذا التأثير - في أجهزة الرؤية الليلية، في أجهزة الاستشعار، في جميع أنواع الأجهزة المتعلقة بمعالجة الصور.
من الأمور ذات الأهمية الخاصة، ولكنها تمثل أيضًا تحديًا خاصًا، الفوسفورات المستخدمة في طب الأورام. ومن خلال "صبغ" أو "تسليط الضوء" على الخلايا غير الصحية، يمكنك استهدافها باستخدام الليزر والإشعاع والعلاج الكيميائي. ومع ذلك، فإن العبء الواقع على جسم مريض السرطان مرتفع بالفعل، لذلك يجب أن تحتوي صبغة الفوسفور على الحد الأدنى من السمية الخلوية. بمعنى آخر، يجب أن تكون آمنة للخلايا التي يكون معظمها سليمًا، وسيتعامل الأطباء مع الخلايا المريضة بأنفسهم.
التلألؤ ليس توهجًا حراريًا. ما هي طبيعته الجسدية؟ تحت تأثير الإشعاع الخارجي، يتم إثارة الذرة أو الجزيء، وتنتقل الإلكترونات الموجودة فيه من مستوى إلى آخر.
ما هو المطلوب لتسليط الضوء على الخلايا؟ بحيث يكون الإشعاع مستقرًا أثناء قيام الأطباء بالتلاعب، بحيث يخترق أغشية الخلايا.
كبير الباحثين في مركز أبحاث تكنولوجيا النانو تيموفي تشموفج وزملاؤه ينظرون إلى أصباغ D-A-D. لديهم أجزاء مانحة غنية بالإلكترونات، وهناك جزء متقبل - مستقبلات الإلكترون. لضمان النقل الأمثل للإلكترونات من الجهة المانحة إلى الجزء المستقبل من الجزيء، يحاول العلماء تطوير استراتيجيات جديدة لتمليحها، بما في ذلك إدخال حلقات عطرية إضافية بينهما - الفينيل والثيوفين (وهذا يضمن اقتران π).
في هذه الحالة، المهمة هي التحايل على قاعدة كاشا - التي سميت على اسم الفيزيائي الأمريكي. وفقًا لهذه القاعدة، بغض النظر عن الطول الموجي الذي يثيره الجزيء، فإنه سيصدر دائمًا ضوءًا بنفس الطيف. يتم تحديد الفجوة بين الأطوال الموجية الممتصة والمنبعثة بواسطة إزاحة ستوكس.
يعد إنشاء الأصباغ التي لا تخضع لقاعدة كاشي مهمة صعبة. لا تتوهج العديد من الأصباغ في طيف الأشعة تحت الحمراء القريب مع حد أقصى للانبعاث يزيد عن 900 نانومتر، وحتى أقل من 1000 نانومتر.
قام تيموفي تشموفج وزملاؤه بتصنيع أصباغ جديدة تتفسفر بشكل ثابت في المنطقة من 900 إلى 1100 نانومتر. كان العلماء أول من استخدم 1,2,5-سيلينوديازولو[3,4-د]بيريدازين باعتباره الجزء المستقبل للجزيء. لعبت دور الكتل المانحة بواسطة جزيئات الكاربازول ومشتقات الديهيدرويندول.
تم إجراء اختبارات السمية الخلوية للدواء على خلايا الشبشب الهدبي (Paramecium caudatum). وأظهرت التجربة أن الخلية، تحت تأثير المادة الجديدة، التي كانت تحتوي بدقة على أجزاء مانحة من الكاربازول، لم تتعرض لأي آثار ضارة، على الأقل في تركيز الصبغة التي يمكن للأطباء استخدامها لصبغ الخلايا. يمكن للمرء أن يأمل أن يكون آمنًا أيضًا للبشر.
يحل مركز العلوم التعليمي «تقنيات النانو» التابع لجامعة جنوب الأورال الحكومية مجموعة واسعة من المشكلات المتعلقة بقضايا علم المواد سواء في دراسة المواد النانوية أو في دراسة المواد المستخدمة على نطاق واسع (المعادن والسبائك، والسيراميك والزجاج، والبناء، والبوليمر، والمواد المركبة وغيرها). يتم تنفيذ العمل في إطار المنح الضخمة المقدمة من مؤسسة العلوم الروسية للمشروع الوطني «العلوم والجامعات» والمشروع الإقليمي «تطوير مشاريع علمية وعلمية وتكنولوجية واسعة النطاق في مجالات البحث ذات الأولوية».