Сегодня в составе большинства аналогичных высокочувствительных термометров используют редкоземельные элементы — например, евробий или тербий — из-за их люминесцентных свойств. Исследователи РУДН совместно с учеными Университета ИТМО и Национального научного центра морской биологии им. А.В. Жирмунского предложили альтернативные инновационные нанотермометры на основе металлоорганических каркасов (MOF), в составе которых отсутствуют редкоземельные элементы.
Новый биоматериал позволит проводить точный температурный мониторинг при операциях, диагностировать воспалительные процессы и использоваться в разработке других «умных» биоматериалов.
«Новый класс MOF-материалов был синтезирован на основе ионов цинка (биосовместимый металл), органического лиганда H₄TBAPy с применением инновационного топологического дизайна (2D и 3D структуры). Синтезированные пористые кристаллические структуры обладают рекордной чувствительностью — до 2.12% K⁻¹, широким температурным диапазоном —
7-300 К (—266 °C до +27 °C), полной биосовместимостью. Также заложена возможность визуализации и отслеживания в реальном времени», — Александр Новиков, научный сотрудник объединенного института химических исследований РУДН.
Преимущество разработанных высокочувствительных нанотермометров перед аналогами заключается в следующем:
- Не содержат редкоземельных элементов.
- Обладают оптимальной пористой структурой благодаря топологическому дизайну.
- Можно создавать как 2D, так и 3D конфигурации.
«Для проверки эффективности наночастицы MOF мы вводили внутрисердечно и через пищеварительную систему в прозрачную рыбу Casper. Эксперимент продемонстрировал 100% выживаемость организма после введения вещества, что говорит об отсутствии токсичности и подтверждено тестами MTT и иммуногистохимией. Также препарат позволил точно измерить температуру внутренних органов — цвет люминесценции менялся от зеленого до синего при охлаждении с 30 до 0 °C, что позволило отслеживать температуру органов in vivo», — Александр Новиков, научный сотрудник объединенного института химических исследований РУДН.
Результаты исследования опубликованы в журнале Advanced Functional .
Читайте также о разработке в ТАСС Наука.
