КАРТОЧКА
ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер 24-23-00275
НазваниеРазгорание фосфоресценции металлорганических комплексов, вызванное агрегацией в блок-сополимерных мицеллах
РуководительЧелушкин Павел Сергеевич, Кандидат химических наук
Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет", г Санкт-Петербург
| Период выполнения при поддержке РНФ | 2024 г. - 2025 г. |
Конкурс№89 - Конкурс 2023 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами».
Область знания, основной код классификатора 03 - Химия и науки о материалах, 03-203 - Химия координационных соединений
Ключевые словаВызванное агрегацией разгорание фосфоресценции, металлорганические люминесцентные комплексы, платина(II), золото(III), иридий(III), блок-сополимерные мицеллы
Код ГРНТИ31.17.29
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Проект направлен на систематическое исследование эффекта разгорания (либо - усиления) фосфоресценции, вызванного агрегацией (эффект «aggregation-induced phosphorescence emission/enhancement», AIPE) на примере трёх серий фосфоресцентных металлорганических комплексов на основе платины(II), золота(III) и иридия(III), внедрённых в блок-сополимерные мицеллы структурного типа «ядро-оболочка» на основе амфифильных диблок-сополимеров с варьируемым гидрофобным блоком и гидрофильным блоком на основе полиэтиленгликоля.
Актуальность предлагаемого исследования заключается в том, что описываемый эффект AIPE является одним из возможных решений по улучшению фотофизических свойств различных люминесцентных систем. Среди возможностей, открывающихся при успешной реализации эффекта AIPE, прежде всего следует отметить увеличение квантового выхода люминофоров в результате агрегации эмиттеров (например, при создании наночастиц с высокой загрузкой по люминофору), а также батохромный сдвиг как полос поглощения, так и, в некоторых случаях, полос эмиссии, вплоть до переноса полосы эмиссии в ближнюю инфракрасную (БИК) область. Предлагаемый подход даёт альтернативную стратегию получения люминофоров с эмиссией в ближнем ИК-диапазоне, и в целом открывает новые возможности применения люминофоров для различных задач биоимиджинга.
Главной отличительной особенностью проекта является реализация идеи пространственной локализации процесса AIPE в строго ограниченном объёме полимерных наночастиц, в качестве которых в проекте выбраны диблок-сополимерные мицеллы структурного типа «ядро-оболочка». Успешная реализация вышеописанной идеи ведёт как минимум к двум существенным результатам:
1. Проведение процесса агрегации люминесцентных металлорганических комплексов в объёме гидрофобного домена («ядра») полимерных мицелл позволяет ограничивать размер получаемых агрегатов, что, в свою очередь, предоставляет возможность эффективно регулировать изменения фотофизических свойств образующихся агрегатов.
2. Внедрение агрегатов люминесцентных комплексов в полимерные частицы со структурой типа «ядро-оболочка», в которых внешняя оболочка представляет плотный слой гидрофильных полимерных цепей полиэтиленгликоля, позволяет достичь требуемой дисперсионной стабильности и оградить хромофорный центр, внедрённый в «ядро», от нежелательных взаимодействий с компонентами дисперсионной среды, создавая таким образом идеальные условия для применения получаемых люминофоров в качестве сенсоров на кислород в биологических системах.
Научная новизна проекта заключается в проведении первого систематического исследования явления разгорания фосфоресценции металлорганических комплексов, вызванного агрегацией в объёме дисперсионно-стабилизированных наночастиц. Кроме того, возможность реализации разгорания или усиления люминесценции в красной или ближней инфракрасной областях позволяет разрабатывать более эффективные фосфоресцентные кислородные зонды, отличающиеся как увеличенной яркостью эмиссии, так и возможностью детектирования сигнала в глубине биологических образцов.
Ожидаемые результаты
В результате выполнения проекта будет синтезирован ряд новых металлорганических комплексов платины(II), золота(III) и иридия(III) и разработаны методики приготовления новых фосфоресцентных полимерных наночастиц на основе блок-сополимерных мицелл с внедрёнными в них комплексами. На примере этих систем будет проведено систематическое исследование процессов разгорания фосфоресценции, индуцированных агрегацией хромофоров («aggregation-induced phosphorescence emission», AIPE), далее – эффект AIPE.
В случае выявления систем, демонстрирующих ярко выраженный эффект AIPE в сочетании с высокой дисперсионной стабильностью и чувствителньностью по отношению к кислороду, будет оценена их применимость в качестве сенсоров на кислород в биологических системах, действующих в режиме микроскопии времени жизни фосфоресценции («phosphorescence lifetime imaging», PLIM).
Предлагаемые исследования обладают несомненной актуальностью и научной значимостью, поскольку, с одной стороны, направлены на решение одной из важных фундаментальных задач химии люминесцентных соединений – исследования феномена разгорания фосфоресценции, индуцированной агрегацией, а с другой стороны, нацелены на создание нового поколения люминесцентных биосенсоров.
Исследования в рамках проекта имеют ярко выраженный междисциплинарный характер (сочетание в едином проекте химического синтеза, фотофизических исследований и клеточных экспериментов) и полностью соответствуют основным тенденциям развития химии в интересах биомедицины, а уровень планируемых результатов соответствует высоким международным стандартам. Общественная значимость результатов, полученных в ходе выполнения проекта, заключается в возможности их применения в биомедицинских исследованиях, направленных на борьбу с онкологическими заболеваниями и другими социально значимыми патологиями.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ