Проект посвящен созданию новых люминогенов на основе AIE/AIEE-эффекта, который позволяет существенно улучшить фотофизические характеристики (сильная флуоресцентная эмиссия с высоким квантовым выходом, узкий профиль полосы поглощения и эмиссии, настраиваемый сдвиг Стокса и т.д.), расширить область применения, приблизить процесс исследования к реальным условиям потенциального применения (концентрированная фаза, агрегированное состояние). Проект основан на разработанных ранее в группе оригинальных методиках синтеза ароматических и гидрированных гетероциклов и гетероциклических систем, содержащих различные по электронной природе и пространственному эффекту заместители и функциональные группы, сопряженные и несопряженные линейные фрагменты с разным количеством и типом гетероатомов. В ходе исследования предполагается постепенное усложнение структуры гетероциклического фруорофора, обладающего AIE- или AIEE-эффектом за счет образования новых циклических конструкций с четырех-координированным бором (HetBF2, HetBAr2), их модификацию. Гетероциклические флуорофоры, которые мы планируем использовать для конструирования наночастиц, отличаются небольшим размером и являются в большинстве своем малотоксичными, биогенными веществами. Это выгодно отличает их от тех, что использовали ранее или используют в настоящее время в других научных лабораториях. Более того, они способны к образованию слабых взаимодействий с другими биомолекулами, обеспечивающими транспорт и проникновение через клеточную мембрану, и сами могут проявлять терапевтический эффект, т.е. могут расширить область применения полученных АIE/AIEE-флуорофоров (например, как нанолекарства).
В ходе выполнения проекта будет проведено систематическое исследование флуоресцентных свойств полученных гетероциклических AIE/AIEE-флуорофоров, а также их борорганических производных в различных растворителях, при разных pH среды, включая и условия, имитирующие биологические.
Для получения количественных и качественных закономерностей влияния различных факторов (строение флуорофора, характеристики растворителей, присутствие аналитов) на фотофизические свойства исследуемых соединений будут проведены квантово-механические расчеты (DFT/B3LYP/6-311G). При выполнении проекта будут исследованы физико-химические свойства полученных флуорофоров, размеры образующихся при агрегации наночастиц и стабильность полученных систем, изучены процессы самоорганизации их структур с образованием супрамолекулярных архитектур.
Таким образом, реализация предложенных исследований приведет к обнаружению новых химических превращений и разработке оригинальных и эффективных методов синтеза новых AIE/AIEE-флуорофоров различного строения и конфигурации, позволит получить новые данные о химических и физических свойствах этих соединений, наметить пути их биомедицинского применения и направления использования в биологии, медицине и оптоэлектронике.