Международная группа сотрудников ведущих университетов и научных организаций России и Франции в обширном междисциплинарном исследовании открыли новый путь к разработке высокочувствительных и биосовместимых термометров. Предложенный метод основан на использовании координационной химии люминесцентных двумерных материалов.
Материалы о совместных разработках с участием сотрудников Института представлены на сайте Российской академии наук (16.05.2025). 
 

Исследователи считают, что разработка открывает возможности для широкого спектра применения в биомедицине. Статья опубликована в престижном высокорейтинговом журнале Advanced Functional Materials (Q1, top 3 % SJR).

Научная группа синтезировала и продемонстрировала люминесцентную термометрию особого класса материалов — двумерных металл-органических каркасов. Авторы показали, что металл-органические соединения (Metal-organic frameworks, MOFs) могут представлять фундаментальный и коммерческий интерес для решения самых актуальных задач биомедицины, поскольку малоинвазивный и не токсичный для животных метод люминесцентной термометрии обеспечивает высокую точность и динамичность измерений с высоким пространственным разрешением, и открывает пути к созданию биосовместимых температурных сенсоров нового поколения.

Биотестирование MOF-нанолистов при введении в живой организм (Danio rerio)

В работе учёным удалось создать новые двумерные металл-органические каркасы, которые удовлетворяют требованиям биосовместимости и эффективной люминесцентной термометрии in vivo. В ходе работы были получены нанолисты, которые можно легко вводить в живые организмы без потери их функциональности длительное время. Основная часть работы проходила на базе сразу нескольких научных центров — Национального исследовательского университета ИТМО (Санкт-Петербург), Национального медицинского исследовательского центра им. В.А. Алмазова (Санкт-Петербург), Университета Лотарингии (Франция), Национального научного центра морской биологии им. А.В. Жирмунского ДВО РАН (Владивосток), при участии сотрудников Института неорганической химии им. А.В. Николаева СО РАН (Новосибирск) и других научных учреждений России и Китая.

Исследователи использовали биологическую модель — одних из самых распространённых модельных рыбок Danio rerio. Живучие, легко адаптируемые к воздействию рыбки, показали, как люминесцентные MOF- нанолисты эффективно меняют свой цвет в зависимости от температуры тела рыбок. Это стало возможным с применением современных методов оптики и световой микроскопии. При этом испытуемые рыбки не отличались от контрольной группы по поведению и выживали после внедрения MOFs. Данные подтверждают высокую биосовместимость, нетоксичность, стабильность и безопасность полученных люминесцентных термометров.

Рыбки Danio в аквариальной ННЦМБ ДВО РАН

Синтезированные MOF-нанолисты при введении в живой организм (Danio rerio) показали 100 % выживаемость животных, а также эффективную люминесцентную термометрию органов животного с точностью до 10 °C в диапазоне температур от 7 К до 300 К. Полученные данные могут стать основой для разработки высокочувствительных и биосовместимых люминесцентных термометров на основе координационных полимеров.

Результаты работы демонстрируют возможность безопасного использования новых люминесцентных термометров в живых организмах, сохраняя при этом их функциональность, что подчёркивает их потенциальное использование в области медицины, включая диагностику и терапию.

Источник: пресс-служба Минобрнауки России.

Maria Timofeeva, Yuliya Kenzhebayeva, Pavel Alekseevskiy, Anastasiia Efimova, Artem N. Abramov, Sergei Shipilovskikh, Alexander S. Novikov, Nikolay V. Somov, Dmitry I. Pavlov, Xiaolin Yu, Andrei S. Potapov, Pascal Boulet, Nikita Burzak, Aleksandra R. Knyazeva, Nan Li, Vyacheslav Dyachuk, Valentin A. Milichko "Topological Design of Pyrene-Based Metal-Organic Framework Nanosheets as a Luminescent Thermometer for Live Bioimaging" // Advanced Functional Materials. 2025. 2425904. DOI: 10.1002/adfm.202425904

Сибирские ученые разработали люминесцентный сенсор, способный обнаруживать четыре типа загрязнителей в воде: сульфаты, дигидрофосфаты, алюминий и галлий. Этот результат поможет быстро проверять качество воды в домашних условиях. Статья об этом опубликована в журнале Applied Organometallic Chemistry
Материалы о разработке сотрудников Института опубликованы в газете "Наука в Сибири" (19.06.2025 № 25, 21.05.2025 - эл. версия)  и представлены на сайте Российской академии наук (22.05.2025). 
 
Сотрудник лаборатории демонстрирует люминесцентный эффект Люминесцентный эффект
 

Для удобства использования сенсор в виде порошка вмешивают в гидрогель — вещество, по структуре похожее на пищевой желатин. Затем полученную массу распределяют тонким слоем по плоской поверхности, чтобы получилась полимерная пленка. На нее наносят каплю воды и светят ультрафиолетовым фонариком. Если в воде есть опасные вещества — пленка начинает светиться зеленым цветом: чем сильнее свечение, тем выше концентрация загрязнений. Чувствительность сенсора очень высокая: он способен обнаруживать минимальные количества загрязнителей, выявляя всего 35 миллиграммов вещества в 1 000 литров воды, что сравнимо с обнаружением чайной ложки соли в большом плавательном бассейне.

Люминесцентный сенсор позволяет быстро обнаруживать сульфаты. Ранее не существовало материалов, способных так точно их ловить, так как сульфат-ионы не имеют окраски, не изменяют кислотность воды и не поглощают свет, что делает их замаскированными для традиционных методов анализа и визуального обнаружения в воде. «Сейчас для обнаружения сульфатов используют гравиметрический метод, анализ занимает несколько часов. Наш сенсор делает это за секунды и с высокой точностью», — пояснил главный научный сотрудник лаборатории металлорганических координационных полимеров ИНХ СО РАН доктор химических наук Андрей Сергеевич Потапов.

Ученые планируют расширить линейку сенсоров для обнаружения других опасных веществ, например сейчас исследуют новую методику с чувствительным откликом на ртуть. Также в их планы входит создание детекторов — портативных устройств с полимерной пленкой внутри. Такой девайс поможет проверять на наличие токсинов воду в квартирах, на дачах, а также в походах.

 

Работа выполнена при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ и Российского научного фонда, № 23-43-00017.

Подготовили студентки отделения журналистики
Гуманитарного института Новосибирского государственного университета
Марина Смолянинова и Дарья Обгольц для спецпроекта «Мастерская “Науки в Сибири”»

Фото авторов

Dudko E. , Pavlov D. , Ryadun A. , Guselnikova T. , Fedin V. , Yu X., Potapov A. "Lanthanum(III) Coordination Polymer Decorated With 2,1,3‐Benzoxadiazole Units for Sensitive Luminescent Recognition of Sulfate Anion" // Applied Organometallic Chemistry. 2025. V.39. N3. e70082:1-9. DOI: 10.1002/aoc.70082

В Институте неорганической химии имени А.В. Николаева СО РАН состоялось награждение сотрудников, которые внесли значительный вклад в повышение боевой готовности подразделений, выполняющих задачи в зоне СВО. Репортаж - в газете Навигатор, 21 апреля 2025.
 
 
Награждение проходило 17 апреля. Медали и благодарности вручали военный комиссар Советского и Первомайского районов Новосибирска Александр Евлахов и заместитель главы администрации Советского района Иван Конобеев. Зная не понаслышке о боевых действиях, военный Александр Юрьевич сердечно поблагодарил сотрудников ИНХ СО РАН, отметив, что там, «за ленточкой», поддержка жителей Новосибирска и всей страны крайне важна. Ощущение надёжной опоры и поддержки со стороны соотечественников придаёт сил для выполнения задач, поставленных перед военнослужащими.
 
С января 2023 года сотрудники Института неорганической химии с согласия администрации и профсоюзной организации НИИ начали оказывать адресную помощь подразделениям, отправленным на СВО. Однозначно целью сборов средств было сохранение жизней военных и приближение победы, поэтому внимание сосредоточили на приобретении тепловизоров, прицелов, приборов ночного видения, «дронобоек». Добыли даже УАЗ «Буханка». И, конечно, заботились о медицине.
 
Инициаторы сбора стараются максимально эффективно тратить средства и рационально выстраивать логистику: заказы (часто со скидками или оплатой доставки) из магазинов и с производств направляются сразу в ближайшие к подразделениям доступные населенные пункты, позволяя в кратчайшие сроки поставлять необходимое.
 
– Мы проводим сборы для взвода конкретного полка, который был сформирован на базе НВВКУ в ходе мобилизации осенью 2022 года, и дружественным подразделениям. Это ребята из Советского района Новосибирска, в том числе и сотрудники нашего института, это ребята из Бердска, много парней из Иркутской области, есть из Красноярска, – рассказала Татьяна, одна из награждённых. – Военные ценят поддержку тыла. Благодарности, которые сегодня нам вручили, пришли в военкомат «из-за ленточки», от командования полка. Эти бумаги шли с февраля – и вот они в руках тех, кто помогает парням уже больше двух лет. Суммы были собраны действительно серьёзные, например, только обезболивающих закупили на полтора миллиона рублей. Учитывая, что доходы очень разные, посильный вклад от каждого очень важен и, безусловно, вызывает уважение. Мы очень стараемся закрывать потребности в снабжении и беречь наших на передовой. Спасибо всем, кто участвует в этом важном деле и помогает сохранять жизни наших мужчин – мужей, отцов, братьев, сыновей!

Татьяна Осипова

 
Материалы о разработке сотрудников Института представлены на сайте Российской академии наук. "Сотрудники Института металлоорганической химии им. Г.А. Разуваева РАН (Нижний Новгород) в коллаборации с Институтом неорганической химии им. А.В. Николаева СО РАН (Новосибирск) впервые применили высокосимметричные дитопные мягкоосновные лиганды на основе тиазольных и оксазольных гетероциклов для синтеза металл-органических координационных полимеров (МОКП). Для получения указанных лигандов, являющихся структурными изомерами, были разработаны простые one-pot протоколы."
 
 

На примере натрия продемонстрировано, что оба лиганда имеют плоскую геометрию и способны формировать двумерные металл-органические координационные полимеры. Характеристики полученных МОКП, такие как строение металлоцентра, тип координации (мостиковый или смешанный мостиковый/хелатный) и люминесцентные свойства, зависят от типа лиганда и природы используемого растворителя.

Синтезированные МОКП натрия при комнатной температуре демонстрируют интенсивную флуоресценцию в диапазоне 370–450 нм и умеренную микросекундную фосфоресценцию в диапазоне 500–670 нм, а при температуре жидкого азота наблюдается увеличение интенсивности эмиссии и длительность времени жизни фосфоресцентной компоненты.

Полученные результаты открывают новые для химии координационых полимеров центросимметричные бензоксазольный и бензотиазольный лиганды, которые могут использоваться в качестве дитопных или тетратопных линкеров для создания люминесцентных МОКП.

Работа опубликована в журнале Dalton Transactions.

Rogozhin A.F., Ilichev V.A., Pavlov D.I. , Bochkarev M.N. "Structurally Isomeric Ditopic 2-Mercaptobenzoxazole and 2-Hydroxybenzothiazole as Ligands for Design of 2D Sodium-Based Luminescent Coordination Polymers" // Dalton Transactions. 2025. V.54. N11. P.4589-4598.