Учёные из Бата модифицировали азулен для создания более ярких флуоресцентных зондов

Химики из Университета Бата показали, что небольшие молекулярные изменения существенно влияют на цвет и яркость флуоресцентных зондов на основе азулена — открытие, которое может привести к более мощным инструментам визуализации для обнаружения таких заболеваний, как болезнь Альцгеймера, Паркинсона и рак.

Под руководством профессора Саймона Льюиса, профессора Тони Джеймса и доктора Дэна Пантоса команда университета трансформировала азулен — природное синее соединение, встречающееся, например, в грибах и кораллах — в универсальную платформу для биологической визуализации и химического зондирования.

Учёные поясняют, что химические зонды связываются с определёнными молекулами внутри клетки и светятся под микроскопом, позволяя наблюдать биологические процессы и отслеживать изменения, связанные с болезнями.

Флуоресцентные зонды состоят из «рецептора», который распознаёт цель, и «флуорофора» — части, поглощающей свет одной длины волны и излучающей другой, обычно более длинной, что и даёт характерный цвет.

Именно это излучение делает молекулы заметными при визуализации.

Исследование, профинансированное EPSRC и опубликованное в Organic Chemistry Frontiers, показало, как изменения в молекулярной структуре азуленовых флуорофоров влияют на цвет и яркость материалов, создавая основу для целенаправленного проектирования будущих зондов для научных и диагностических задач.

Вдохновлённые природой, учёные отметили, что

азулен отвечает за насыщенный синий цвет у некоторых видов, например у гриба Lactarius indigo и ряда кораллов; этот пигмент применяется и в отдельных косметических средствах для снятия раздражения. Азулен пригоден в роли флуорофора, поскольку способен поглощать свет одной длины волны и излучать другую.

Исследователи использовали это свойство для создания платформы AzuFluor^®, в рамках которой получилось целое семейство азуленовых зондов, способных визуализировать важные биологические процессы.

Программа, финансируемая EPSRC, была нацелена на разработку инструментов для исследования таких заболеваний, как болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона, рак и астма, позволяя наблюдать молекулярные события внутри живых клеток в реальном времени.

Первый автор работы, постдокторантка доктор Кьяра Фаверио, синтезировала и проанализировала широкий набор новых производных азулена, что позволило команде систематически изучить, как тонкие структурные изменения влияют на цвет и интенсивность флуоресценции.

Важной вехой стало то, что

исследователи разработали молекулу, которая в пять раз ярче по сравнению с исходным азуленом — качество, которое делает её перспективным кандидатом для дальнейших приложений в зондировании и визуализации.

Доктор Фаверио сказала: «Флуоресцентные зонды действуют как молекулярные маяки, загораясь в ответ на определённые биологические цели и позволяя исследователям видеть процессы, которые в противном случае остались бы невидимыми».

«Возможность создавать более яркие и чувствительные зонды открывает новые возможности для изучения клеточных изменений, связанных с нейродегенеративными заболеваниями, раком и другими серьёзными патологиями».

Профессор Льюис отметил: «Когда мы начали исследовать азуленовые флуорофоры в 2019 году, мы осознали их необычный и многообещающий потенциал».

«Эта работа выявляет молекулярные факторы, которые контролируют яркость и спектр излучения, и даёт понятную дорожную карту для разработки всё более эффективных зондов для зондирования и биоизображения».

Помимо того что публикация является заметным результатом программы, финансируемой EPSRC, она также стала 50-й статьёй профессора Тони Д. Джеймса в 2026 году, подчёркивая его особенно продуктивный год в области супрамолекулярной химии, сенсорных технологий, флуоресцентной визуализации и молекулярной диагностики.