Изобретение относится к области люминесцентных соединений с поли(гетеро)ароматическим ядром, а именно к 6-метоксибензо[de]нафто[1,8-gh]хинолину. Данное соединение проявляет себя как оптический сенсор для обнаружения нитровзрывчатых веществ (нитро-ВВ) и может быть использовано в системах безопасности в дополнение к служебным собакам для предотвращения террористических актов в качестве средства обнаружения ВВ в составе сенсорного материала флуоресцентных детекторов ВВ, а также в армии и на флоте. 4 ил., 2 табл.

1. Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области люминесцентных соединений с поли(гетеро)ароматическим ядром - бензо[de]нафто[1,8-gh]хинолинов. Изобретение проявляет себя как химический сенсор, реагируя в растворе на присутствие нитросодержащих взрывчатых веществ (нитро-ВВ) тушением эмиссии при ее фотовозбуждении. Изобретение может быть использовано в системах безопасности в дополнение к служебным собакам для предотвращения террористических актов, в качестве средства обнаружения ВВ в составе сенсорного материала флуоресцентных детекторов ВВ, а также в армии и на флоте.

2. Уровень техники

Использование флуорофоров в качестве сенсоров для обнаружения взрывчатых веществ является одним из наиболее типичных и в то же время перспективных способов их применения. Флуоресцентный метод обнаружения нитро-ВВ основан на явлении изменения квантового выхода флуоресценции (или фосфоресценции) или времени жизни возбужденного состояния флуорофора (донора) за счет электронного переноса или переноса энергии (полного или частичного) при контакте с нитро-ВВ (акцепторами). На сегодняшний день в литературе описано большое количество органических хемосенсоров для обнаружения различных типов взрывчатых веществ и поли(гетеро)ароматические соединения в этой связи представляют особый интерес.

В литературе представлено достаточно много примеров хемосенсоров, являющимися представителями данной группы соединений. Так, в работе [Kachwal et all New J. Chem., 2018, 42, 1133] синтезирован и описан флуорофор на основе пирена – 2-(пирен-1-ил)пиридина. Полученное соединение охарактеризовано как высокоселективный, чувствительный и многофункциональный «turn-off» сенсор, который демонстрирует флуоресцентный отклик на пикриновую кислоту (PA), H⁺ и Al³⁺ с наблюдаемой чувствительностью (LOD): 56 нМ (12,82 ppb) для PA; 2,4 нМ (0,27 ppb) для трифторуксусной кислоты и 2,3 нМ (0,86 ppb для Al³⁺).

Кроме того, в работе [Sadieva et all Russ. Chem. Bull., Int. Ed., Vol. 70, No. 6, 1174-9] впервые охарактеризованы моноэфиры три- и тетрагликоля и 1-пиренкарбоновой кислоты как сенсоры на нитро-ВВ в водной среде. Наивысшее значения константы тушения флуоресценции Штерна — Фольмера (Ksv) составило 1,13•10⁴ M^-1 для 2,4,6-тринитротолуола (TNT).

Автором [Doganci et all Polym. Int. 2021; 70: 202–211] описан новый полилактидный полимер, содержащий боковые 5-(пирено-1-ил)-1H-1,2,3-триазоловые заместители (PLA), который применяется в качестве химического сенсора для определения нитроароматических соединений (1,2-динитробензол, 2,4-динитротолуол, 2,4,6-тринитрофенол, PA, 4-нитрофенол (4-NP), 2,4-динитрофенол (2,4-DNP), TNT, 4-нитротолуол) и ионов тяжелых металлов (Zn²⁺, Hg²⁺, Mn²⁺, Pb²⁺, Cd²⁺, Co²⁺). Среди всех аналитов наибольшая эффективность тушения была достигнута в присутствии PA (94,03%), 4-NP (91,11%) и 2,4-DNP (89,08%). При этом Ksv тушения PLA раствором пикриновой кислоты составила 2367 M^-1, что является весьма низким значением для данного нитро-ВВ.

В качестве примеров с более совпадающими признаками стоит отметить применение производных перилена. Например, авторами [Hussain et all Talanta 207 (2020) 120316] для флуоресцентного обнаружения PA разработан метод, основанный на тушении эмиссии мономеров и эксимеров бензо[ghi]перилена и коронена. Диапазон обнаружения составляет 0,1–120 мкМ (22,9–27,5 ppm). Для быстрого, портативного и селективного обнаружения нитро-ВВ были получены образцы флуоресцентной индикаторной бумаги на основе данных сенсоров, которая позволяет обнаруживать и количественно определять нитро-ВВ до 0,1 мкМ. Авторы утверждают, что благодаря высокой селективности сенсоров в процессе измерения отсутствуют часто встречающиеся помехи, такие как летучие органические соединения (ЛОС), кислоты, основания, кислород и солевые растворы.

Также в публикации [Geng et all Analytica Chimica Acta 1011 (2018) 77-85] сообщается о синтезе сопряженный микропористый полимер на основе бисимида перилентетраангидрида (DP2A2). Авторами обнаружено, что DP2A2 демонстрирует высокую чувствительность и селективность обнаружения о-нитрофенола (о-NP) в ТГФ с константой Ksv = 2,00 • 10⁴ M^-1 и пределом обнаружения (LOD) от 1,50 • 10^-9 М.

Среди описанных в литературе поли(гетеро)ароматических флуорофоров наиболее совпадающие признаки имеют незамещённый бензо[de]нафто[1,8-gh]хинолин, а также его 6-циано- и 6-оксизамещённые аналоги, синтезированные Grico и соавторами [Grico et all J. Org. Chem. 2010, 75, 1297–1300]. Данные соединения обладают перспективными флуоресцентными характеристиками: так, максимумы эмиссии расположены в зелёной области диапазоном 456 – 561 нм, а квантовые выходы достигают 90 %. Однако, более подробного изучения фотофизических и хемосенсорных свойств данных флуорофоров описано не было, поэтому нами предложен новый гетероароматический сенсор на нитро-ВВ - 6-метоксибензо[de]нафто[1,8-gh]хинолин.

3. Сущность изобретения

Сущность изобретения составляет растворимый в органических растворителях 6-метоксибензо[de]нафто[1,8-gh]хинолин, который способен уменьшать интенсивность эмиссии, вызванную фотовозбуждением, при контакте с нитро-ВВ, что делает его “turn-off” хемосенсором на присутствие нитро-взрывчатых веществ.

Представляемое изобретение демонстрирует хорошие результаты при обнаружении нитро-ВВ в растворах, а также пригодно для качественной оценки присутствия нитро-ВВ с пределом обнаружения 22.4, 12.5 и 1.4 ppm для 1,3,5-тринитро-1,3,5-триазациклогексана (RDX), 2,4-динитротолуола (DNT) и пикриновой кислоты (PA) соответственно.

4. Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

4.1. Описание способа получения сенсора 6-метоксибензо[de]нафто[1,8-gh]хинолина

В круглодонной колбе, оснащённой магнитной мешалкой, обратным холодильником и линией подачи инертного газа растворили 300 мг 6,7-диметоки-1-(нафтален-1-ил)-3,4-изохинолина 2 [Tóth J, et all 1,7-Electrocyclization reactions of stabilized α,β:γ,δ-unsaturated azomethine ylides. Tetrahedron. 2006, 62, 5725–35] (1,05 ммоль) в сухом толуоле (25 мл); затем добавляли 421 мг калия (10,5 ммоль). Колбу вакуумировали, заполнили инертным газом и перемешивали находящийся в ней раствор при 95 °C при в течение 6 часов, а затем охладили до комнатной температуры. В получившийся раствор чёрного цвета добавили 25 мл изопропилового спирта (ИПС) для гашения непрореагировавшего остатка калия, после чего отфильтровали получившийся раствор с помощью флэш-хроматографии на силикагеле и упарили при пониженном давлении. Полученный остаток промыли в делительной воронке с этилацетатом (3•20 мл), органический слой высушили безводным сульфатом натрия и упарили при пониженном давлении. Остаток очистили колоночной хроматографией на силикагеле, смесью гексан:ИПС 20:1, (R_f = 0.9). Элюент отогнали при пониженном давлении, остаток растворили в 20 мл смеси дихлорметан:гексан 1:1, выдержали в течение 4 ч при при -18 °C, отфильтровали полученный осадок под вакуумом, а фильтрат упарили при пониженным давлением. Остаток высушили в вакуум-камере при 100 °С в течение 4 ч.

6-Метоксибензо[de]нафто[1,8-gh]хинолин. Выход 99 мг (33 %). ¹H ЯМР (400 МГц, CDCl₃, δ, м.д.): 3.56 (с, 3H), 7.35 (д, J = 7.2 Гц, 1H), 7.46 – 7.49 (м, 2H), 7.63 (д, J = 5.6 Гц, 1H), 7.85 (д, J = 8.9 Гц, 1H), 7.94 – 8.02 (м, 2H), 8.53 (д, J = 6.8 Гц, 1H), 8.60 (д, J = 6.5 Гц, 1H). ESI-MS, m/z: 284.10 [M+H]⁺. Найдено, %: C 84.82, H 4.66, N 4.84. C₂₀H₁₃NO. Вычислено, %: C 84.87, H 4.62, N 4.94.

Соединение представляет собой кристаллическое вещество жёлто-зелёного цвета, растворимое в хлороформе, 1,2-дихлорэтане и толуоле, нерастворимое в воде.

4.2. Флуориметрическое титрование сенсора 1 1,3,5-тринитро-1,3,5-триазациклогексаном (RDX), 2,4-динитротолуолом (DNT) и пикриновой кислотой (PA) в среде ацетонитрила

Была исследована возможность использования 6-метоксибензо[de]нафто[1,8-gh]хинолина 1 для фотохимического обнаружения компонентов нитро-ВВ. Фотофизические характеристики заявленного в патенте соединения и перилена указаны в Таблице 1. Нормализованные спектры абсорбции/эмиссии соединения 1 изображены на Фигуре 1.

Таблица 1. Фотофизические характеристики соединения 1

Соединение	Максимумы абсорбции, λ_max, нм	Максимумы эмиссия, λ_max, нм	Абсолютный квантовый выход Φ
Перилен	387, 407, 434	437, 466, 498	0.72
1	226, 417, 441	457,482	0.54

Изучение взаимодействия соединения 1 с нитроароматическими соединениями проводили в растворе сухого ацетонитрила с концентрацией сенсора 5•10^-5 М. Флуоресцентное титрование проводили, используя растворы нитроароматических соединений в сухом ацетонитриле с концентрациями: 1,3,5-тринитро-1,3,5-триазациклогексаном (RDX), 2,4-динитротолуол (DNT), 5·10^-3 М; пикриновая кислота (PA), 5·10^-4 М. Критерием для оценки эффективности заявленного соединения являлось значение константы Штерна-Фольмера - константы тушения, она же константа ассоциации полученного комплекса соединения 1 и нитроароматических соединений, которая выражается уравнением

I₀/I=1+K_sv*[Q],

где I₀, I – интенсивность флуоресценции до и после добавления нитроароматического соединения (quencher); Q – концентрация нитроароматического соединения, моль/л; K_sv – значение константы, (моль/л)^-1.

Показано, что флуоресцентное титрование раствора соединения 1 растворами нитроароматических соединений приводит к интенсивному тушению интенсивности флуоресценции 1. Тушение флуоресценции 1 при добавлении аликвот (10 мкл) растворов нитро-ВВ развивается по линейному закону (на Фигурах 2, 3, 4 приведены графики зависимостей тушения флуоресценции от концентраций нитро-ВВ: RDX, DNT, PA соответственно.). По результатам флуоресцентного титрования были определены константы Штерна-Фольмера (тушения), указанные в таблице 2. Полученные данные соответствуют значениям констант, описанных в литературе для большинства гетероциклических химических сенсоров.

Таблица 2. Значения констант тушения флуоресценции соединения 1

Тушитель	K_SV соединения 1, M^-1	K_SV перилена, M^-1
RDX	853	~ 0
DNT	1773	297
PA	21587	4386

4.3. Подтверждение сенсорных свойств сенсора 1 и порога обнаружения 1,3,5-тринитро-1,3,5-триазациклогексана (RDX), 2,4-динитротолуола (DNT) и пикриновой кислоты (PA) путем флуориметрического титрования сенсора 1 в среде ацетонитрила

Предел обнаружения сенсора 1 был вычислен на основании данных флуоресцентного титрования (см. п. 4.2) по описанной методике [A. Shrivastava, V. Gupta, Methods for the determination of limit of detection and limit of quantitation of the analytical methods, Chronicles Young Sci. 2 (2011) 21. https://doi.org/10.4103/2229-5186.79345], согласно которой были построены графические зависимости между интенсивностью флуоресценции и концентрации нитроаналита для получения линейного уравнения регрессии. Далее предел обнаружения рассчитывался по формуле:

где LOD – предел обнаружения нитро-ВВ, М; σ - стандартное отклонение интенсивности флуорофора в отсутствие аналита, полученное с помощью функции «СТОШYX» в MS Excel; k – коэффициент уравнения кривой регрессии.

Расчёт значений LOD при титровании анализируемого сенсора нитро-ВВ:

LOD (RDX)=3•1305.9/49482200=7.92•10^-5M=17.58 мг/л=22.4 ppm

LOD (DNT)=3•2223.79/123633000=5.39•10^-5M=12.54 мг/л=12.5 ppm

LOD (PA)=3•5350.95/3290560000=4.88•10^-6M=14.27 мг/л=1.4 ppm

Полученные результаты свидетельствуют о том, флуорофоры ряда бензо[de]нафто[1,8-gh]хинолинов являются перспективными сенсорами для визуального обнаружения нитроароматических соединений. Следует указать на низкий порог обнаружения пикриновой кислоты (PA) данным сенсором. Также у представляемого изобретения имеется отклик на трудно обнаруживаемый RDX, в то время как у перилена отклик на RDX отсутствует.

6-Метоксибензо[de]нафто[1,8-gh]хинолин – мономолекулярный оптический сенсор для обнаружения нитровзрывчатых веществ.

Настоящее изобретение относится к области биотехнологии, в частности к новому антителу, которое специфически связывается с лизил-тРНК-синтетазой, и может быть использовано в медицине. Более конкретно изобретение позволяет получить антитело, которое способно специфически связываться с N-концевым доменом фермента лизил-тРНК-синтетазы (KRS, лизил-тРНК-синтетаза), экспонированным на внеклеточной мембране.

Составы и способы для лечения рака // 2781116

Изобретение относится к области биотехнологии. Описана группа изобретений, включающая антитело, способное связываться с растворимым белком внеклеточного домена CD39 человека (НТФДазы 1) и ингибировать его АТФазную активность (варианты), набор для обнаружения белка CD39, содержащий вышеуказанное антитело, и рекомбинантную клетку-хозяина, продуцирующую вышеуказанное антитело.

Способ лечения эпизодической мигрени // 2781099

Изобретение относится к области медицины, а именно к неврологии, и предназначено для лечения мигрени. Способ лечения эпизодической мигрени включает определение в сыворотке крови пациента содержания антител IgG4, специфичных к пищевым аллергенам продуктов, входящих в рацион питания пациента.

Способ неразрушающего контроля микроструктуры металла // 2780883

Изобретение относится к области исследования свойств материалов. Раскрыт способ неразрушающего контроля микроструктуры стали 15Х1М1Ф-Ш, включающий несколько стадий механического шлифования и полирования исследуемой поверхности указанной стали, при этом способ включает чередование многократного химического травления реактивом, в состав которого входит раствор, содержащий в расчете на 100 мл: 2÷4 мл соляной кислоты HCl с концентрацией хлороводорода 35-38%, остальное до 100 мл - метиловый спирт СН3(ОН), с добавлением 1,8÷2,2 г на 100 мл кристаллической пикриновой кислоты НОС6Н2(NO2)3, и полирование исследуемой поверхности указанной стали; причем нанесение реактива осуществляют с помощью капиллярного дозатора, изготовленного из кислотостойкого материала; изучение микроструктуры металла полученного шлифа на исследуемой поверхности указанной стали с помощью переносного оптического микроскопа или получение реплики со шлифа с последующим отделением полученной реплики от шлифа и изучением отделенной реплики на стационарном микроскопе.

Способ диагностики аллергической бронхиальной астмы // 2780687

Изобретение относится к медицине, а именно к молекулярной иммунологии и аллергологии, и может быть использовано для диагностики аллергической бронхиальной астмы. В пробы крови добавляют моноклональные антитела к TNFRI, TNFR2, CD19, CD5, CD4, CD8, CD45RA.

Трехмерные полимерные сетки и их применение // 2780656

Изобретение относится к способу получения трехмерной гидрогелевой сетки, имеющей один или большее количество транспортных каналов. Способ включает: (a) обработку смеси, включающей: (i) по меньшей мере два типа одновалентных ионов щелочных металлов, обладающих полной концентрацией, равной по меньшей мере 500 мМ, (ii) растворимые в воде полимерные цепи, (iii) фрагменты сшивающего реагента и (iv) необязательно молекулы-зонды, при условиях, обеспечивающих образование кристаллов соли, необязательно, в котором смесь находится на поверхности субстрата, и необязательно в котором условия, обеспечивающие образование кристаллов соли, содержат дегидратацию смеси или охлаждение смеси, пока относительное содержание соли в смеси не увеличивается до превышающего предел растворимости, тем самым образуя смесь, содержащую один или большее количество кристаллов соли; (b) сшивание полимерных цепей в смеси, содержащей один или большее количество кристаллов соли, тем самым образуя гидрогель, содержащий один или большее количество кристаллов соли; и (c) взаимодействие гидрогеля, содержащего один или большее количество кристаллов соли, с растворителем, в котором растворимы один или большее количество кристаллов соли, тем самым растворяя кристаллы соли; и тем самым получая трехмерную гидрогелевую сетку, которая содержит один или большее количество транспортных каналов.

Способ определения членов семейства s100 связывающих кальций белков посредством иммунотурбидиметрии // 2780565

Группа изобретений относится к турбидиметрическому иммуноанализу. Раскрыт способ измерения in vitro присутствия кальпротектина в биологическом образце от пациента с помощью турбидиметрического иммуноанализа с усилением частицами латекса, включающий стадии сбора предопределенного количества указанного биологического образца; экстракции указанного биологического образца в предопределенном количестве водного органического буфера, и гомогенизации матрикса указанного биологического образца с последующим удалением любого материала в форме частиц для получения раствора образца с присутствием солюбилизированного гетеродимерного кальпротектина; смешивания определенного количества полученного раствора с некоторым количеством реагента, содержащего наночастицы, имеющие иммобилизованные два или более моноклональных антител или их фрагментов, специфически связывающих кальпротектин для получения реакции связанное с частицами антитело–антиген для кальпротектина, который присутствует как гетеродимер S100A8 и S100A9; инкубации смеси; получения оптических свойств смеси и определения сигнала, показательного для содержания кальпротектина, на основании оптических свойств смеси; установления связи указанного содержания с калиброванным контролем и оценки клинического состояния указанного пациента на основании измеренного присутствия кальпротектина в указанном биологическом образце.

Новый биспецифический формат, подходящий для применения в скрининге с высокой пропускной способностью // 2780436

Изобретение относится к области биотехнологии, в частности к биспецифическому белковому комплексу, имеющему формулу A-X:Y-B где: A-X представляет собой слитый белок; Y-B представляет собой второй слитый белок; X:Y представляет собой гетеродимерный связующий фрагмент; : обозначает связывающее взаимодействие между X и Y; А представляет собой первый белковый компонент биспецифического белкового комплекса, выбранный из фрагмента Fab или Fab'; В представляет собой второй белковый компонент биспецифического белкового комплекса, выбранный из фрагмента Fab или Fab'.

Способ определения специфического клеточного иммунного ответа на антигены коронавируса (sars-cov-2) // 2780369

Изобретение относится к медицине, а именно к иммунологии, и может быть использовано для определения специфического клеточного иммунного ответа на антигены коронавируса SARS-CoV-2. Осуществляют выделение мононуклеаров крови, стимуляцию выделенных мононуклеаров крови в лунках полистироловых планшетов с сорбированными в них антигенами SARS-CoV-2, сбор надосадочной жидкости по окончании стимуляции и последующее определение концентрации интерферона гамма (IFNγ) в надосадочной жидкости методом иммуноферментного анализа (ИФА).

Способ прогнозирования продуктивных качеств цыплят-бройлеров по элементному составу пера // 2780105

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Раскрыт способ прогнозирования продуктивных качеств цыплят-бройлеров по элементному составу пера, включающий отбор образцов пера, путём выщипывания маховых перьев крыла в возрасте 7 суток, с дальнейшей оценкой концентраций Al и Zn методами атомно-эмиссионной и масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой, при этом в качестве критерия оценки при прогнозировании продуктивных качеств используется коэффициент токсической нагрузки, и при значении коэффициента токсической нагрузки ниже 1,43 ед., цыплят-бройлеров следует относить группе с высоким потенциалом весового роста, при значении коэффициента в границах 1,44-5,61 ед., к группе со средним и при значении выше 5,61 ед., к группе с низким потенциалом весового роста.

Способ определения содержания асфальтенов в нефтепродуктах и асфальтосмолопарафиновых отложений // 2780759

Изобретение относится к способам определения асфальтенов. Описан способ определения содержания асфальтенов в нефтепродуктах с высоким содержанием смолистых веществ и/или парафинов и в асфальтосмолопарафиновых отложениях (АСПО), согласно которому содержащую асфальтены исходную пробу нефтепродукта или АСПО взвешивают, обрабатывают изопропиловым спиртом (ИПС) при Т:Ж=1:(20-25), нерастворившийся осадок отделяют фильтрованием, промывают изопропиловым спиртом, высушивают на воздухе, затем при Т:Ж=1:4 растворяют его в смеси растворителей, содержащей нефрас-толуол в объемном соотношении 1:1, отфильтровывают образовавшийся на этой стадии осадок, промывают на фильтре упомянутой смесью растворителей и смывают его с фильтра горячим бензолом в предварительно взвешенную колбу, которую после упаривания бензола вместе с осадком высушивают при 105°С до постоянного веса и взвешивают, при этом разницу в весе колбы пустой и с высушенным осадком принимают за вес асфальтенов m1 и вычисляют их относительное содержание А в исходной пробе по формуле A=m1/m2⋅100%, где m1 - вес высушенного осадка асфальтенов; m2 - вес исходной пробы.