Результаты исследований сотрудников Института – на страницах "Наука в Сибири".

"Мы всегда стараемся уберечься от инфекций: моем руки перед едой, чихаем в платок, протираем руки после автобусных поручней. Однако есть места, невольно переполненные инфекциями: в частности, больницы и поликлиники. Конечно, в помещениях регулярно проводится дезинфекция, но она не способна защитить от всех заболеваний. Для предупреждения таких случаев сибирские ученые разработали специальные антибактериальные пленки."

Наука в Сибири, 11 июля 2018 г., эл. версия

ТАСС

Результаты исследований сотрудников Института – на страницах "Наука в Сибири".

"Фотодинамическая терапия не первый год применяется для борьбы с онкологическими заболеваниями. Лечение работает за счет воздействия световой волны — правда, из-за своей небольшой длины она не может повлиять на глубоко расположенные опухоли. Сибирские ученые придумали способ увеличить проникновение и, как следствие, эффективность этого метода."

Наука в Сибири, №18 (17 мая 2018 г.)

Результаты исследований сотрудников Института - на страницах "Наука в Сибири".

Сотрудники Института неорганической химии им. А.В. Николаева СО РАН изучают свойства кластерных комплексов молибдена, вольфрама и рения — это тяжелые металлы, которые хорошо поглощают рентгеновское излучение и могут использоваться как возможная перспективная замена нынешних рентгеноконтрастных препаратов.

Наука в Сибири, №12 (29 марта 2018 г.)

В основе существующих контрастных препаратов лежат производные трийодбензола. Данный класс соединений является безопасным, хорошо водорастворимым и имеет низкие значения токсичности — то есть для причинения вреда понадобилось бы большое количество вещества. Однако это не отменяет того факта, что оно всё равно имеет определенную токсичность. К тому же в нем есть йод, который можно принимать не всем — из-за аллергии или проблем со щитовидной железой. В таких случаях используют замену на основе металла гадолиния: такие препараты в основном применяются в качестве МР-контрастов для магнитно-резонансной томографии. Однако в отличие от производных трийодбензола они более токсичны и имеют склонность к накоплению в организме при частом применении. — Мы в лаборатории синтеза кластерных соединений и материалов ИНХ СО РАН начали исследование кластерных комплексов молибдена, вольфрама и рения, чтобы понять, можем ли конкурировать с гадолиниевыми контрастами, — рассказывает старший научный сотрудник ИНХ кандидат химических наук Михаил Александрович Шестопалов. — Оказалось, что наши вещества обладают меньшими токсическими показателями, и на данный момент разработка института ничуть не хуже гадолиниевого препарата — в случае, когда речь идет о рентгеновском контрасте. Так что теперь мы пошли дальше и пытаемся делать более дешевые и менее токсичные соединения, сопоставимые с основными типами контрастов по эффективности. По словам ученого, самый простой путь, чтобы не изобретать велосипед, — посмотреть на велосипед соседей. Дело в том, что, помимо бензольного ядра, к которому прикреплены три молекулы йода, в состав текущих контрастов входят карбоксильные, гидроскидные и другие функциональные группы. Йод здесь отвечает за контрастность, а вот благодаря этим группам препарат растворяется в воде, не проникает в клетки и выводится через почки. Гипотетически можно убрать трийодбензольное ядро и вставить туда более контрастное — с рением либо вольфрамом. Однако напрямую провести реакцию замещения даже теоретически невозможно. Поэтому ученые используют классические приемы неорганической и координационной химии, позволяющие поэтапно, кусочек за кусочком, «собрать» необходимый кластерный комплекс, обладающий такими же функциональными группами, как и современные контрастные агенты на основе трийодбензола. Такой подход поможет создать препарат с высокой локальной концентрацией тяжелых элементов (вплоть до 14, что в разы больше, чем три йода) и, как следствие, высокой продуктивностью — в перспективе это позволит визуализировать даже тончайшие капилляры. Наиболее эффективным из группы трех металлов оказался рений (Re): он достаточно безопасен, хорошо изучен, а соединения на его основе стабильны во многих средах. Ученые ИНХ СО РАН уже провели эксперименты на крысах совместно с Национальным медицинским исследовательским центром имени академика Е.Н. Мешалкина — вещество на основе рения работало не хуже существующих контрастов. Проблема в том, что Re, хоть и дешевле золота в несколько раз, всё равно очень дорогой и к тому же самый редкий металл на земле (среди обладающих стабильными изотопами). Поэтому нужно делать препарат более доступным. — Для этого подходит вольфрам (W): он имеет почти такую же массу, как рений, — добавляет Михаил Шестопалов. — Правда, стабильных в воде кластерных систем вольфрама существует очень мало — нам удалось получить некоторые относительно недавно. Мы уже провели пробные эксперименты на уровне клеток и планируем перейти на животных. Третий металл из группы — молибден (Mo) — также оказался полезен при разработке. Элементы Mo и W находятся рядом в таблице Менделеева и обладают схожими химическими свойствами. При этом молибден хорошо изучен, и статей о нем в сотни раз больше, чем о вольфраме. Молибденовый комплекс нетрудно сделать, но он быстро разрушается — вольфрамовый более сложен в плане синтеза, но гораздо устойчивее. Кроме того, ФАНО и гранты требуют частых публикаций, поэтому ученые сначала отрабатывают свои идеи на Mo, чтобы позднее реализовать их на W. — Даже если мы сделаем самый лучший контраст, он появится на рынке лет через двадцать, и то не в нашей стране, — заключает ученый. — Научного финансирования и ресурсов для таких серьезных работ совершенно не хватает, даже несмотря на гранты, так что мы обращались к инвесторам. Они сразу задают вопрос о стоимости производства, и если оно дорогое — отказывают. Поэтому мы и стараемся довести до конца разработку контраста на основе вольфрама.

Алёна Литвиненко Фото автора

Материалы статьи сотрудников Института, опубликованной в Dalton Transactions - на сайте РНФ.

Российские ученые проанализировали условия синтеза комплексных соединений металлов, содержащих полигалогенидные фрагменты, и описали три новых соединения этого класса. Собрав данные о протекании реакций в различных условиях, химики рассчитывают сделать синтез полигалогенидных комплексов более предсказуемым. Статья с результатами работы опубликована в журнале Dalton Transactions. Исследование поддержано грантом Российского научного фонда.

 

Molecular bromine is trapped

Фрагмент структуры (3-ClPyH){BiBr5]. Атомы висмута темно-синие, атомы брома – оливковые. Супрамолекулярные контакты Br...Br показаны пунктиром.

Авторы статьи исследовали реакции получения галогенидных комплексов – соединений атомов металлов и галоген-ионов (заряженных атомов галогенов: фтора, хлора, брома или йода). Изучая галогенидные комплексы висмута, ученые обнаружили, что если эти комплексы синтезируются в среде, содержащей растворенный бром (Br2), то он может быть «пойман» комплексными анионами и выделен в твердую фазу. Фрагменты этого брома удерживаются в твердом теле особыми связями, так называемыми галогеновыми. Такие соединения могут выступать в качестве удобных аналогов брома в органическом синтезе: если бром, едкую ядовитую, темно-красную жидкость, растворить в бромистоводородной кислоте и добавить туда соли висмута и различные катионы, то может быть получено соединение, в котором соединенные ковалентной связью два атома галогена находятся в твердом виде. При этом он сохраняет свою химическую активность, в частности избирательно реагирует с кратными связями углерод-углерод, что может сделать это соединение ценным бромирующим агентом для органической химии.

В последней работе химики дали несколько новых примеров соединений такого рода и показали, в каких условиях реакция по такой схеме идет, а в каких – нет. Как выяснили ученые, образование полигалогенидных комплексов, их состав и структура зависят от того, какие органические катионы присутствуют в среде, в которой протекает реакция.

«Главная цель работы – создать некую модель, которая позволит предсказывать, что же в этих системах образуется. Дело в том, что у обычных галогенидных комплексов, даже без дигалогена, которые известны сотни лет, есть одно забавное свойство: в присутствии разных катионов они образуют совершенно разные структуры анионов, и предсказать, что именно у вас образуется, на данный момент практически невозможно, это дело случая», – рассказал один из авторов работы, старший научный сотрудник Института неорганической химии имени А.В. Николаева СО РАН Сергей Адонин.

Пока, несмотря на множество проведенных реакций, авторам работы не удалось объяснить, почему в присутствии некоторых катионов полигалогенидные комплексы образуются, а при других — нет. Химики рассчитывают, что большей определенности удастся добиться, когда будет собран большой объем данных об условиях и результатах реакций. Таким образом, можно будет сделать эту область химии более предсказуемой.