Проекты

Радиоактивные металлы как средство для терапии и диагностики

Работа победителя открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» в секции «Прикладная химия, физическая химия» среди индивидуальных работ учащихся 10−11 классов

Направление работы: Органическая химия, Медицинская химия
Авторы работы: ГБОУ Школа им. А. Боровика
Предметы: Химия
Классы: 10 класс
Мероприятия: Открытая городская научно-практическая конференция «Инженеры будущего» 16−17 апреля 2018 года

Описание

Перспективным направлением онкологии является разработка контрастных агентов (КА), которые можно использовать для комбинированной диагностики и терапии онкологических заболеваний. Аминоамиды бактериохлорофилла а имеют интенсивное поглощение в ближней ИК-области и обладают химической и фотостабильностью, а также большей гидрофильностью за счёт протонирования терминальной аминогруппы. Это позволяет рассматривать их в качестве перспективных фотосенсибилизаторов для фотодинамической терапии рака. Отличительной особенностью данных соединений является высокий коэффициент накопления фотосенсибилизатора (ФС) в опухолевых клетках (~100 в сравнении со стандартным для ФС коэффициентом 3). Введение изотопа металла найдёт применение такого КА в комбинированных методах терапии и диагностики ПЭТ/ФДТ, ПЭТ/ФД и др.

Цель

Разработать перспективный радиофармпрепарат.

Результаты

  1. Проведён обзор литературных источников, связанных с методами и особенностями ядерной медицины.
  2. Изучены особенности ПЭТ.
  3. Выбрано и синтезировано лидерное соединение для дальнейшего введения Cu(II) .
  4. Получен и охарактеризован Cu-комплекс метилового эфира
  5. Изучены физико-химические и фотофизические свойства, а также сделаны выводы о полученных результатах.
  6. Установлено присутствие антистоксовой люминисценции.
  7. Время жизни флуоресценции для соединения − (4) 2,18 наносекунды.
  8. Константа связывания ЧСА с (4) при pH буферного раствора 7,4 составила 20 000 М-1.
  9. Отмечена устойчивость в кислых средах (не выбивается металл). Для этого были подготовлены растворы с pH 2-7 после добавления в них медного комплекса, растворенного в DMSO, с последующим выделением методом экстракции (вода: метилен) и изучением свойств. Со всех образцов были сняты электронные спектры поглощения, которые оказались идентичными Cu-комплексу (5).

Сотрудничество с вузом при создании работы

Проект был выполнен на базе МТУ ИТХТ имени М.В. Ломоносова на кафедре химии и технологии органической и медицинской химии.

Оснащение и оборудование, использованное в работе

Исследования выполнены с помощью

  • спектрофотометра Shimadzu UV-1800;
  • флуориметра PerkinElmer MPF-44B;
  • роторного испарителя;
  • силикагеля 60 (Merck);
  • УФ-Стектрометра Shimadzy 3101;
  • спектрофлуариметра FluoTime 300 PicoQuant.

Масс-спектры получены на времяпролетном масс-спектрометре Bruker Ultraflex TPF/TOF и Bruker Daltonics Autoflex II методом MALDI с использованием в качестве матриц 2,5-дигидроксибензойной кислоты (DHB) и транс-2-[3-(4-трет-бутилфенил)-2-метил-2-пропилиден] малононитрила (DCTB).

Растворители были очищены и подготовлены по стандартным методикам. Все реакции проводили с использованием дегазированных растворителей при защите от прямого света в атмосфере аргона. Для препаративной ТСХ использовали силикагель 60 (Merck) на пластинах 20˟20 см с толщиной слоя 1 мм.

Награды/достижения

Победитель конференции «Инженеры будущего».

Перспективы развития результатов работы

  1. Изучить константу связывания МеБФБ(4) c HSA при pH 5.0.
  2. Изучить флуоресценцию медного комплекса на приборе FlouTime300 PicoQuant.
  3. Произвести анализ полученных данных и расчёт константы связывания CuМеБФБ(4) c HSA при оптимальном pH.
  4. Организовать поиск НИИ, готовых сотрудничать и предоставить изотоп 64Сu для изучения биологической активности на животных.
  5. Более точно проанализировать влияние металла на свойства молекулы.

Особое мнение

«Я надеюсь, что моя работа принесёт большую пользу в области разработки препаратов для терапии и диагностики различных заболеваний.

Но на этой стадии я не остановлюсь, в будущем я планирую продолжать исследования.

«Инженерный класс в московской школе» − это прекрасная возможность для учащихся 10−11 классов попробовать себя в инженерной сфере, ведь профильное образование помогает нам определиться с местом обучения и с будущей профессией.

Благодаря этому проекту я смогла написать проектно-исследовательскую работу, которая в будущем должна внести вклад в разработку радиофармпрепаратов.

Я получила удовольствие от участия в конференции «Инженеры будущего». Благодаря ей мною был обретён опыт выступления с проектом в области химии.

Я увидела множество интересных и перспективных проектов. Эта конференция – отличная возможность познакомиться с такими же творческими ребятами, как я. Конференция была организована на высшем уровне. Очень понравились лекции, проходившие во время её проведения»