В лаборатории фото- и хемилюминесцентных процессов ИБХФ РАН в течение последних двух лет изучаются кислотно-основные, спектрально-люминесцентные, фотохимические и фотофизические свойства тиазиновых красителей, прежде всего, наиболее распространенного из них – метиленового синего и его производных. Метиленовый синий был впервые синтезирован ровно 150 лет назад Генрихом Каро, положившим тем самым начало химии фенотиазинов. Это не просто «синий краситель» (в разговорной речи известный как «синька»): у вещества есть медицинская активность (вещество применяется при некоторых отравлениях, как антисептик для наружного и местного применения, как фотосенсибилизатор), оно применяется для окрашивания препаратов в микроскопии и в титриметрии, и в промышленности — например, в красках или чернилах. Вещество также находит применение молекулярной фотонике и фотовольтаике. Несмотря на давнюю историю получения этого широко используемого соединения, метиленовый синий и его свойства таят в себе еще много загадок. Даже, его «паспортные» спектральные характеристики, опубликованные различными авторами, демонстрируют удивительный разброс, чему есть множество причин.
В исследовании, выполненном в упомянутой лаборатории Ю.Б. Цаплевым и А.В. Трофимовым, при участии коллег по институту (И.Г. Плащина) и из МИФИ (В.В. Максименко) и опубликованном в журнале Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy, были впервые изучены возникновение, свойства и превращения наночастиц метиленового синего в зависимости от состава среды в смесях апротонных растворителей (бензол, толуол, диметилсульфоксид). С использованием совокупности методов – спектроскопии поглощения, флуоресценции и резонансного рэлеевского светорассеяния – авторами установлено влияние содержания диметилсульфоксида (ДМСО) на существование форм исследуемого красителя.
На шкале мольных долей ДМСО (xd) в смешанном растворителе ученые выделили три области (Рисунок 1): в первой из них одновременно присутствуют наночастицы красителя (npMB), ионные пары (MB+, Cl–) и немного катионов MB+, во второй - ионные пары и катионы MB+, а в третей – только MB+. Интенсивность резонансного рэлеевского рассеяния послужила маркером и мерой концентрации наночастиц красителя npMB в растворе, а интенсивность молекулярной флуоресценции являлась мерой «свободных» (сольватированных) ионов MB+. «Обнаруженные нами особенности существования различных форм метиленового синего необходимо учитывать и использовать при дальнейшей разработке спектрально-люминесцентных методов для аналитических и биоаналитических применений с использованием данного красителя. В самом деле, физические и химические взаимодействия красителя (например, с биомолекулами) зависят от того, в какой форме он в каждом конкретном случае находится», - прокомментировал доктор химических наук Алексей Владиславович Трофимов.
Рисунок 1. Распределение фракций наночастиц метиленового синего (npMB), ионных пар (MB+, Cl–) и сольватированных ионов MB+ в зависимости от мольной доли ДМСО (xd) (по данным сопроводительных материалов к опубликованной статье: Yu.B. Tsaplev, V.V. Maksimenko, I.G. Plaschina, A.V. Trofimov, Properties and transformations of methylene blue nanoparticles, Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy 2026, 358, 127889.).
Работа выполнена в рамках государственного задания по теме «Молекулярные основы фотохимических и фотобиологических процессов» (001201253314).
Источник: Минобрнауки России
