ITMO
en/ en

ISSN: 1023-5086

en/

ISSN: 1023-5086

Научно-технический

Оптический журнал

Полнотекстовый перевод журнала на английский язык издаётся Optica Publishing Group под названием “Journal of Optical Technology“

Подача статьи Подать статью
Больше информации Назад

DOI: 10.17586/1023-5086-2026-93-08-101-109

УДК: 535.372

Флуоресцентный зонд на основе внутримолекулярного фотопереноса протона для обнаружения бычьего сывороточного альбумина

Мочалов М.О., Парфёнова Е.В., Слюсаренко Н.В., Слюсарева Е.А.
Ссылка для цитирования:

Мочалов М.О., Парфёнова Е.В., Слюсаренко Н.В., Слюсарева Е.А. Флуоресцентный зонд на основе внутримолекулярного фотопереноса протона для обнаружения бычьего сывороточного альбумина // Оптический журнал. 2026. Т. 93. № 8. С. 101–109. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2026-93-08-101-109

Mochalov M. O., Parfenova E. V., Slyusarenko N. V., Slyusareva E. A. Fluorescent probe based on intramolecular proton phototransfer for the detection of bovine serum albumin [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2026. V. 93. № 8. С. 101–109. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2026-93-08-101-109

Ссылка на англоязычную версию:
-
Аннотация:

Предмет исследования. Динатриевая соль 3-(1,3-бензотиазол-2-ил)-4-[(2-сульфонатобензоил) амино] бензолсульфокислоты, проявляющая индуцированную ультрафиолетовым излучением двухполосную люминесценцию в видимой области спектра. Цель работы. Проверка гипотезы чувствительности люминесценции данного соединения к связыванию с белком бычьим сывороточным альбумином. Метод. Исследование проведено методами стационарной, время-разрешённой и поляризованной люминесценции. Основные результаты. Было показано, что длинноволновая полоса люминесценции с аномально большим стоксовым сдвигом формируется за счёт конформеров люминофора, способных к фототаутомеризации. При добавлении бычьего сывороточного альбумина формируется комплекс «белок-люминофор», что приводит к росту интенсивности длинноволновой люминесценции. Соотношение амплитуд двух полос люминесценции может служить аналитическим сигналом на обнаружение белка в диапазоне концентраций до 50 мкМ с максимальной точностью до 1 мкМ. Практическая значимость. К преимуществам нового флуоресцентного зонда относится стабильность его люминесцентных свойств в широком диапазоне pH (3,2–9,9), отсутствие в его структуре тяжёлых атомов и возможность проведения количественного анализа на содержание белка без внешнего референса.

Ключевые слова:

флуоресцентный зонд, люминесценция, внутримолекулярный фотоперенос протона, внутримолекулярный перенос протона в возбуждённом состоянии, фототаутомеризация, бычий сывороточный альбумин, двухполосная люминесценция

Благодарность:

работа выполнена в рамках Госзадания Министерства образования и науки РФ, грант FSRZ-2026-0011. Авторы выражают благодарность С.В. Кулагину за предоставление люминофора, а также Л.А. Суковатому за молекулярное моделирование и визуализацию распределения электростатического потенциала на поверхности белка.

Коды OCIS: 300.6280, 300.6390, 170.6280

Список источников:
  1. Sharma A. Small organic molecules-based fluorescent biosensors and their applications. Boca Raton: CRC Press, 2025. 220 p.
  2. Ужинов Б.М., Химич М.Н. Конформационные эффекты в реакциях внутримолекулярного фотопереноса протона органических соединений // Успехи химии. 2011. № 80(6). С. 580-604.                                           Uzhinov B.M., Khimich M.N. Conformational effects in reactions of intramolecular phototransfer of a proton of organic compounds // Successes of Chemistry. 2011. № 80(6). P. 553-577. DOI: 10.1070/RC2011v080n06ABEH004144
  3. Udhayakumari D., Jerome P., Vijay N., Oh T.H. ESIPT: An approach and future perspective for the detection of biologically important analytes // Journal of Luminescence. 2024. V. 267. P. 120350. DOI: 10.1016/j.jlumin.2023.120350
  4. Pivovarenko V., Klymchenko A. Proton transfer for probing biomolecular environment // Chem. Rec. 2024. V. 24. P. e202300321. DOI: 10.1002/tcr.202300321
  5. Stoerkler T., Pariat Th., Laurent A.D., Jacquemin D., Ulrich G., Massue J. Excited-state intramolecular proton transfer dyes with dual-state emission properties: Concept, examples and applications // Molecules. 2022. V. 27. P. 2443. DOI: 10.3390/molecules27082443
  6. Valle L., Morán Vieyra F.E., Borsarelli C.D. Hydrogen-bonding modulation of excited-state properties of flavins in a model of aqueous confined environment // Photochem. Photobiol. Sci. 2012. V. 11. P. 1051-1061. DOI: 10.1039/c2pp05385c
  7. Химич М.Н., Бирген Е.А., Болотин Б.М., Жаданов Б.В., Ужинова Л.Д., Кузнецов А.С., Ужинов Б.М. Конформационные эффекты в реакциях внутримолекулярного фотопереноса протона в n-замещенных 2-(2-аминофенил)-4H-3,1-бензоксазин-4-онах // Химия высоких энергий. 2010. Т. 44. № 6. С. 1-6.                   Khimich M.N., Birgen E.A., Bolotin B.M., Zhadanov B.V., Uzhinova L.D., Kuznetsov A.S., Uzhinov B.M. Conformational effects in excited-state intramolecular proton transfer in N-substituted 2-(2-aminophenyl)-4H-3,1-benzoxazin-4-ones // Chemistry of high energy levels. 2010. V. 44. P. 492-497. DOI: 10.1134/S0018143910060068
  8. Iijima T., Momotake A., Shinohara Y., Sato T., Nishimura Y. Arai excited-state intramolecular proton transfer of naphthalene-fused 2-(2′-Hydroxyaryl)benzazole Family // J. Phys. Chem. A. 2010. V. 114. № 4. P. 1603–1609. DOI: 10.1021/jp904370t
  9. Болотин Б.М. Органические люминофоры с аномально большим сдвигом Стокса // Химическая промышленность сегодня. 2014. № 1. C. 18-24.                                                                                                Bolotin B.M. Organic phosphors with an abnormally large Stokes shift // Chemical industry today. 2014. № 1. P. 18–24.
  10. Парфёнова Е. В., Слюсаренко Н. В., Кулагин С. В., Рогова А.В., Томилин Ф. Н., Слюсарева Е. А. Фотофизические свойства люминофоров на основе 3-(1,3-бензотиазол-2-ил)-4-гидроксибензолсульфокислоты // Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2024. Т. 88. № 6. C. 960–966. DOI: 10.31857/S0367676524060182                                                                                                   Parfenova E.V., Slyusarenko N.V., Kulagin S.V., Rogova A.V., Tomilin F.N., Slyusareva E.A. Photophysical properties of luminophores based on 3-(1,3-Benzothiazol-2-yl)-4-hydroxybenzenesulfonic acid // Bulletin of the Russian Academy of Sciences: Physics. 2024. V. 88. P. 940–945. DOI: 10.1134/S1062873824706858
  11. Surzhikova D.P., Nemtseva E.V., Sukovatyi L.A., Borgoyakova A.V., Slyusareva E.A. Local optical probing of proteins of various sizes and charges with FITC label // Biophysical Chemistry. 2025. V. 325. P. 107488. DOI: 10.1016/j.bpc.2025.107488
  12. Sun S., Yuan Z., Lu Y.Q. Characterization of the interaction between ligustroflavone and bovine serum albumin // Journal of Optical Technology. 2020. V. 87. № 6. P. 349–354. DOI: 10.1364/JOT.87.000349                                   Sun S., Yuan Z., Lu Y.Q. Характеризация взаимодействия лигустрофлавона с бычьим сывороточным альбумином // Оптический журнал. 2020. Т. 87. № 6. С. 34–42. DOI: 10.17586/1023-5086-2020-87-06-34-42
  13. Бирген Е.А., Болотин Б.М., Кукушкина М.Л., Яковлева Е.В. Бесцветные, растворимые в воде органические люминофоры // Патент РФ № 2287007, кл. C09K11/06, C07D265/14, C07D277/66. 2006.
  14. Lakowicz J.R. Principles of fluorescence spectroscopy. New York: Springer Science & Business Media, 2006. 954 p.
  15. Slyusareva E., Gerasimova M., Slabko V., Abuzova N., Plotnikov A., Eychmüller A. Synthesis and characterization of chitosan-based polyelectrolyte complexes, doped with xanthene dyes // Chem. Phys. Chem. 2015. V. 16(18). P. 3997-4003. DOI: 10.1002/cphc.201500634
  16. Dayong L., Xuening F., Ran L., Yingchun G., Yalin T., Jianguo Z., Baolian Z. A large stokes-shifted fluorescent dye synthesized as a new probe for the determination of protein // J. Fluoresc. 2016. V. 26. P. 1511–1520. DOI: 10.1007/s10895-016-1851-y