Ученые из Университета ИТМО создали новое вещество — барбитурат меламина, которое может быть полезно для решения задач биохимии и молекулярной биологии.
Фото: Евгений Павленко, Коммерсантъ / купить фото
Фото: Евгений Павленко, Коммерсантъ / купить фото
Новый материал создали ученые Научно-образовательного центра инфохимии ИТМО в процессе исследования системы, основанной на осаждении цианурата меламина. Цианурат меламина — это удобное модельное соединение, построенное на системе кратных водородных связей. В промышленности его добавляют в полимеры и краски для снижения их горючести.
«У цианурата меламина достаточно много интересных свойств и сфер применения. Но нас привлекло именно то, что он образует нерастворимый осадок уже при ничтожных концентрациях реагентов. В частности, мы решили проверить, получится ли осадок, если мы немного понизим симметрию одного из исходных веществ, и взяли барбитуровую кислоту вместо циануровой»,— рассказывает один из авторов работы Владимир Шиловских.
Изначально ученые не планировали посвящать экспериментальному материалу много времени, но в ходе первичных тестов барбитурат меламина проявил интересные свойства: он образовывает хорошо ограненные крупные кристаллы и люминесцирует при «накачке» ультрафиолетовым излучением. Чтобы узнать природу его люминесценции, исследователи сняли спектр электронного парамагнитного резонанса. Он указал на наличие радикалов в веществе, причем «внешних», а не родных.
«Молекулярная структура и меламина, и барбитуровой кислоты буквально нашпигована атомами азота и водорода, которые, в свою очередь, должны расщеплять сигнал в спектре электронного парамагнитного резонанса. Если неспаренный электрон хотя бы на какую-то долю локализован на этих атомах, то должно произойти значимое расщепление сигнала. Здесь мы этого не наблюдаем. Получается, что барбитурат меламина как-то захватывает радикалы из окружающей среды и стабилизирует их в своей структуре. Вероятно, люминесценция и связана с этими “внешними” радикалами»,— объясняет Владимир Шиловских.
Это свойство материала заинтересовало ученых, поскольку свободные радикалы играют большую роль в различных биологических реакциях: если вещество способно захватывать из окружающей среды радикалы, то с его помощью можно наблюдать за подобными процессами и даже контролировать их. Барбитурат меламина образуется в водном растворе при комнатной температуре и нейтральном pH, что, по словам исследователей, потенциально дает возможность использовать его при манипуляции с клетками.
Все это и способность аккумулировать радикалы из раствора может оказаться полезным для биологических исследований. «К примеру, вещество потенциально может быть использовано как биорегулятор при экспериментах с ростом бактерий. Если вещество будет захватывать свободные радикалы, возникающие в процессе жизнедеятельности бактерий, мы узнаем больше о жизненном цикле бактерий и о роли радикалов в этом цикле»,— рассказывает господин Шиловских.
В настоящий момент проведен первый комплекс исследований, ученые НОЦ инфохимии Университета ИТМО продолжают работу по изучению нового материала.
Использована статья в журнале Chemistry: The European Journal
Melaminebarbiturate supramolecular assembly as pHdependent radical trap material; V.V. Shilovskikh, A.A. Timralieva, P.V. Nesterov, A.S. Novikov, P.A. Sitnikov, E.A. Konstantinova, A.I. Kokorin, E.V. Skorb