Химики придумали новый способ стабилизации комплексов одновалентной меди

Комплексы одновалентной меди (медь (I)) — химические соединения, которые применяются для катализа многих органических реакций, включая востребованные в биомедицине. В 2022 году Нобелевская премия по химии была присуждена именно за разработку такой реакции медь-катализируемого азид-алкинового циклоприсоединения. Это так называемая клик-химия, предполагающая быстрое протекание химических реакций, что активно используется, например, для создания меченых белков.

В настоящее время комплексы меди (I) активно изучаются как возможная альтернатива дорогостоящим соединениям платины и иридия при производстве оптоэлектронных материалов. Однако такие соединения наименее стабильны на воздухе — при контакте с кислородом начинается реакция окисления меди. Сегодня химики активно изучают возможность повышения стабильности комплексов за счет образования циклов, содержащих атомы металла. Такой эффект, называемый хелатным, позволяет решить эту проблему и дает возможность использования соединений меди (I) в производстве.

Коллектив химиков из Санкт-Петербургского государственного университета🏛 и Томского политехнического университета🏛 при участии коллег из Университета Балеарских островов нашел новый подход к стабилизации комплексов одновалентной меди за счет нековалентного хелатирования, то есть увеличения стабильности меди, благодаря содействию нековалентных связей.

Работа опубликована в журнале 📕Inorganic Chemistry (IF = 5.44)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/601
#новости

Неандертальцы заселили Северный Кавказ сразу с двух сторон

В эпоху среднего палеолита (примерно 260-40 тысяч лет назад) на территории Европы и Юго-Западной Азии жили неандертальцы. При этом раскопки указывают на то, что на Кавказе в то время существовало несколько популяций этих древних людей, которые отличались культурными обычаями, в частности, по-разному обрабатывали каменные орудия. Однако происхождение и история расселения этих популяций, а также взаимоотношения между ними до сих пор плохо изучены.

Ученые из АНО «Лаборатория доистории» исследовали две стоянки неандертальцев — Мезмайскую пещеру, расположенную на Северо-Западном Кавказе недалеко от современного города Майкоп, и грот Сарадж-Чуко в Приэльбрусье, недалеко от города Нальчика. Также их коллега из Института географии РАН впервые провел абсолютное датирование образцов из грота Сарадж-Чуко, в результате чего доказал, что древние люди обитали  на этой стоянке наиболее активно в  период потепления — около 90 тысяч лет назад. 

Работа опубликована в журнале 📕PLoS ONE (IF = 3.75)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/602
#новости

Новый препарат смог подавить устойчивую к лекарствам пневмонию

Вентилятор-ассоциированая пневмония (ВАП) — тяжелое заболевание, возникающее у пациентов на искусственной вентиляции легких спустя примерно двое суток. Вызывают это заболевание грамотрицательные бактерии, обычно — Klebsiella pneumoniae, у которых есть высоковирулентные штаммы, приводящие к серьезным осложнениям, а зачастую обладающие полирезистентностью, то есть невосприимчивые сразу к нескольким классам антибиотиков. Классические штаммы тоже не отстают в своем становлении суперпатогенами: новые ферменты придают им устойчивость к цефалоспоринам третьего поколения и антибиотикам карбапенемам.

Разрабатываемые в настоящее время классические лекарства не смогут решить проблему антибиотикорезистентности. В связи с этим особую актуальность приобретают нетрадиционные подходы. Они направлены на профилактику или лечение бактериальных инфекций путем прямого или косвенного подавления роста бактерий, ингибирования вирулентности, повышения устойчивости к антибактериальным препаратам, укрепления иммунной системы человека, позитивного изменения и/или восстановления здорового микробиома.

Ранее московские ученые разработали новое низкомолекулярное соединение фтортиазинон, ингибитор бактериального белка T3SS — своего рода «сенсора» для обнаружения клетки потенциального хозяина и ее заражения.

В новой работе ученые сосредоточились на терапии модельной ВАП. Эксперименты на культуре клебсиеллы показали, что воздействие фтортиазинона предотвращает формирование типичных многослойных биопленок — эти пленки из бактерий в выделяемой ими слизи создают комфортные для микроорганизма условия, а еще способствуют увеличению его устойчивости за счет худшего проникания антибиотиков внутрь колонии, обмена полезными генами и прочих механизмов.

Работа опубликована в журнале 📕 Journal of Antibiotics (IF = 3.42)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/603
#новости

Магнитный наноскальпель сможет бороться с неизлечимыми жидкими опухолями

Одно из наиболее трудноизлечимых онкологических заболеваний — злокачественный асцит, или жидкая опухоль, который может сопровождать рак матки, кишечника, желудка, груди, легких и других органов. При этой патологии в брюшной или грудной полости скапливается жидкость с опухолевыми и нормальными клетками, создающая специфическую среду. При этом поведение рака меняется: в частности, активируется ряд механизмов подавления иммунитета, что приводит к прогрессированию заболевания и неэффективности лечения, зачастую тяжелого и рискованного. В результате прогноз при злокачественном асците очень неблагоприятный — порой для пациента менее мучительно будет и вовсе отказаться от терапии.

Коллектив ученых из Красноярска, Томска и Владивостока предложил магнитный наноскальпель для адресной и малоинвазивной микрохирургии трудноизлечимых асцитных опухолей. Наноскальпель состоит из двух компонентов: распознающих опухоль молекул и магнитных нанодисков. 

Работа опубликована в журнале 📕Journal of Functional Biomaterials (IF = 4.90)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/604
#новости

Астрономы нашли новый способ измерять массу черных дыр

Во Вселенной встречаются двойные системы из звезд, которые связаны гравитацией и вращаются относительно общего центра масс. Они могут обмениваться массой между собой, тогда такая система называется тесной. Выяснилось, что бывают тесные двойные системы не только из звезд, но и из черных дыр. Обмен массой между черными дырами в тесной двойной системе звучит странно, ведь известно, что даже свет не может выбраться из-под горизонта событий черной дыры. Если это действительно так, то обмен масс в тесных двойных системах из черных дыр можно поставить в один ряд с испарением черных дыр по Хокингу. Тем и интересно исследование таких двойных систем.

Одним из примеров таких систем является пара сверхмассивных черных дыр (СМЧД) в центре галактики OJ 287. Ученые полагают, что двойные системы из СМЧД могут образовываться при столкновении двух галактик. Такие системы видели и раньше, однако они располагались ближе, что позволяло увидеть их с помощью телескопов. На большом расстоянии такой возможности нет, и определить, является ли ядро галактики двойной системой из черных дыр, можно только по косвенным признакам – например, по характеру вспышек. При этом возникают некоторые сложности в интерпретации полученных наблюдений.

Астрономы ГАИШ МГУ🏛 измерили массу сверхмассивной черной дыры в двойной системе в центре галактики OJ 287 с помощью метода скалирования. Метод применялся впервые, однако полученные результаты совпали с предыдущими оценками.

📑Работа опубликована в журнале Astronomy and Astrophysics (IF = 6.24)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/605
#новости

Наночастицы металла катализаторов оказались их собственными «отравителями»

Чтобы понять, как протекает тот или иной химический процесс, часто достаточно просто понаблюдать за ним. Однако такой подход неприменим к наноразмерным каталитическим системам, в которых реакция происходит при помощи катализатора, включающего в себя крошечные активные частицы. В этом случае исследователи изучают катализатор перед реакцией и после ее прохождения, но нельзя сказать, что объекты исследования соответствуют друг другу. По сути, анализируются разные порции вещества, которые могут отличаться между собой, да и сами измерения проводят для нескольких отдельных частиц, а получившиеся результаты экстраполируют на всю систему — и здесь могут возникать серьезные ошибки.

Альтернативный подход к работе с нанокаталитическими системами — наблюдать за конкретной частицей по ходу реакции. В этом случае удастся точно проследить, как она изменяется, однако до недавнего времени казалось, что такой способ едва ли осуществим: в наномире нужна высокая точность, чтобы случайно не переключиться на другой объект. В своей работе сотрудники Института органической химии имени Н.Д. Зелинского РАН🏛 нашли решение данной проблемы. Для этого им пришлось задействовать три типа электронной микроскопии, масс-спектрометрию ультравысокого разрешения, а также методы машинного обучения для отслеживания одних и тех же участков катализатора до и после реакции с атомарным разрешением.

Работа опубликована в журнале 📕Journal of the American Chemical Society (IF = 16.38)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/606
#новости

Биофизики раскрыли структуру активного центра тромболитического фермента пиявки

Гирудотерапия, или лечение медицинскими пиявками (Hirudo medicinalis), давно применяется при воспалительных и сердечно-сосудистых заболеваниях, тромбозах, а также после различных хирургических операций. Слюна этих животных содержит множество соединений, разжижающих кровь, — это нужно, чтобы та не свернулась во время кормления и в желудке пиявки. Есть среди них и фермент дестабилаза, способная растворять тромбы. Она расщепляет изопептидные связи между молекулами белков крови, и сгусток распадается. Такое вещество очень привлекательно в медицине для борьбы с тромбами, однако оно еще недостаточно хорошо изучено, чтобы можно было делать препараты на его основе. Кроме того, его активность подавляется в присутствии ионов натрия, обычных для биологических жидкостей.

Российские исследователи вместе с зарубежными коллегами выяснили структуру дестабилазы при помощи рентгеноструктурных методов с разрешением до 1,1 Å. Они изучили комплекс фермента с ионом натрия чтобы понять, какой именно фрагмент белка обеспечивает его функции (и блокируется) — в дальнейшем, как вариант, его можно изменить и создать лекарство, нечувствительное к ионам.

Работа опубликована в журнале 📕 Scientific Reports (IF = 5.00)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/607
#новости

Химики представили иридиевые красители для «фотосинтезирующих» солнечных батарей

Ячейка Гретцеля, или сенсибилизированный красителем солнечный элемент, — перспективное устройство для получения энергии из солнечного света. Принцип его работы часто сравнивают с фотосинтезом растений — конструкция тоже содержит окрашенное вещество, из которого под действием света выбивается электрон. Затем он отправляется на полупроводник и дальше на прозрачный электрод, откуда попадает во внешнюю цепь, генерируя электрический ток. Ячейки Гретцеля достаточно дешевы, и могут достигать больших значений эффективности в рассеянном свете, однако краситель в них должен выдерживать нагревание и воздействие излучения. Традиционные комплексы рутения и органические молекулы зачастую страдают от недостаточной стабильности, и потому нужны альтернативные варианты.

В этом качестве могут выступать циклометаллированные комплексы иридия(III), которые также являются популярным объектом исследований в органических светоизлучающих диодах, в фотодинамической терапии, биоимиджинге, фотокатализе и сенсорике. Такие комплексы выделяются в том числе своей вариабельностью оптических и электрохимических свойств, достигаемой изменением заместителей в циклометаллированных лигандах. Соответственно, их необходимо адаптировать к использованию в солнечных элементах. В ячейках Гретцеля важно обеспечить подходящую локализацию заряда для его эффективного переноса с красителя на полупроводник, а также максимально возможное поглощение света в видимой области.

Российские исследователи синтезировали серию гетеролептических комплексов иридия (III) с циклометаллированными бензимидазольными лигандами и вспомогательным дикетонатным лигандом, содержащим «якорную» группу для обеспечения связи красителя с полупроводниковой основой ячейки. В бензимидазолах была осуществлена вариация полиароматических фрагментов, и показано, что от их структуры зависит фотофизическое и окислительно-восстановительное поведение комплексов.

Работа опубликована в журнале 📕Dalton Transactions (IF = 4.57)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/608
#новости

Лаборатория электрохимической энергетики

📍Организация: Объединенный институт высоких температур РАН🏛
🧑🏻‍🔬Области науки: Альтернативная энергетика, Электрохимия, "Умные" материалы

🔬Направления исследований:

— Моделирование электрокаталитических свойств дефектов в графене

👇🏻Подробнее на странице лаборатории
https://colab.ws/labs/462

#лаборатории

Материаловеды научились печатать на 3D-принтере металлическую пену

Пенометалл — класс материалов, внешне похожих на жесткую губку из металла. Они легкие, пористые и обладают большой прочностью на сжатие. Применяется металлическая пена в фильтрах для удаления примесей из нефти и газа. Она также хорошо подходит для звуко- и виброизоляции, например шумного отсека с корабельным двигателем. Есть два традиционных подхода к изготовлению пенометалла: горячее прессование порошка и вспенивание расплава металла инертным газом.

Ученые из Сколтеха🏛 нашли способ печатать на 3D-принтере металлическую пену — особую форму металла, пригодную, например, для очистки нефти и газа от примесей, отвода тепла от горячих элементов кондиционера, гашения вибраций и звукоизоляции в автомобилях, самолетах и другом транспорте или на производстве. Новый подход к производству пенометалла экономит сырье, электроэнергию и время и снижает расходы на производство. Кроме того, расширяются возможности тонкой настройки свойств материала: можно варьировать размер и плотность расположения пор от одного участка детали к другому.

Работа опубликована в журнале 📕 Journal of Porous Materials (IF = 2.52)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/609
#новости

С днём Весны и Труда!🔬

Желаем всем удачной реализации поставленных задач в учебе и работе, а также достижения желаемых результатов.

Благодарим за трудолюбие, упорство и преданность науке. Спасибо за то, что вы делаете мир лучше. С праздником!

Команда CoLab.ws🔥

Аэрогель поможет вернуть в оборот перспективное многофункциональное лекарство

Кремнеземные аэрогели — это хрупкие материалы с пористой структурой, обладающие большой площадью поверхности. Они недорогие, не вызывают раздражения кожи и слизистых оболочек, что позволяет использовать их в качестве веществ, переносящих лекарства в организме человека. Одно из таких соединений — мефенамовая кислота, обладающая обезболивающим, противовоспалительным и жаропонижающим действием. Однако в последнее время ее использование приостановлено из-за низкой растворимости кристаллических форм этого вещества в биологических жидкостях. При этом она потенциально может применяться в лечении рака молочных желез, ревматоидного артрита, воспалительных заболеваний кишечника. Чтобы вернуть кислоту в терапию, необходимо улучшить ее форму, а также разработать механизм ее доставки.

Сотрудники из Института химии растворов имени Г.А. Крестова РАН🏛, Института химии Санкт-Петербургского государственного университета🏛 и Университета Коимбры изучили аэрогели в качестве систем доставки мефенамовой кислоты. Они предположили, что лекарство и носитель реагируют друг с другом и это влияет на свойства каждого их них — это может как решить проблемы использования кислоты, так и добавить новых, например, сделав ее неактивной. Для проверки гипотезы авторы использовали ЯМР-спектроскопию — метод, при котором частицы, помещенные в магнитное поле, испускают разные электромагнитные волны в зависимости от своего строения и состава.

Работа опубликована в журнале 📕International Journal of Molecular Sciences (IF = 6.21)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/611
#новости

Белок кальмара стал основой каркаса для выращивания клеток и тканей

Коллаген — основной белок, составляющий межклеточный матрикс, то есть «окружающую среду» для клеток в соединительных тканях нашего организма, таких как сухожилия, кости и хрящи. Он похож на длинные нити, сплетающиеся в трехмерные сети. Те, в свою очередь, создают своего рода каркас ткани. Благодаря тому, что коллагеновые волокна прочные и эластичные, а также служат сигналами, определяющими «судьбу» клеток, в медицине их используют в качестве среды для ускорения роста и дифференциации тканей, например при заживлении ран. Чаще всего такие материалы синтезируют искусственно из растворенного в воде коллагена, однако даже самые современные технологии не позволяют получать коллагеновые «сети», в точности повторяющие структуру естественного клеточного окружения, которое наиболее благоприятно для регенерации, то есть восстановления, ткани.

Ученые из Балтийского федерального университета имени Иммануила Канта 🏛 с коллегами из Воронежского государственного университета предложили использовать в качестве каркаса для выращивания клеток не искусственно синтезированный коллаген, а естественный белок, выделенный из кальмара Dosidicus gigas. Это крупное морское животное — наиболее популярный промысловый вид кальмаров, который используется кулинарами для приготовления блюд, а также учеными в исследованиях мозга животных и их поведения. В связи с доступностью и большими объемами вылова Dosidicus gigas — до 700 тысяч тонн в год — этот вид может стать источником коллагена для медицинских целей в промышленных масштабах.

Работа опубликована в журнале 📕Polymers (IF = 4.97)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/610
#новости

#конференции

📌Всероссийская научная конференция «Современные проблемы органической химии»

🏛Место проведения — Новосибирск, НИОХ СО РАН🏛;
🗓Даты проведения — 26-30 июня 2023;
⏰Сроки регистрации — до 10 мая 2023;
👥Способ проведения — офлайн/онлайн;
🔗Подробнее — по ссылке

Холод помог ускорить заживление дефектов кости у крыс

Криотерапия — воздействие холодом, которое используется в хирургии (сильное охлаждение заставляет ткани, например опухолевые, отмирать); в физиотерапии (например, для закаливания организма); как средство охлаждения (например, при ушибах, когда футболисту «замораживают» ногу, чтобы он мог играть дальше) и консервации (например, для хранения компонентов крови). Так, если быстро и на короткий промежуток времени охладить кожу, увеличивается приток крови и ускоряется обмен веществ. Это стимулирует процессы восстановления. Кроме того, охлаждение препятствует формированию отека и уменьшает боль, так как изменение температуры влияет на нервные клетки, а еще снижает воспаление и увеличивает потенциал местного иммунитета.

Однако охлаждать непосредственно кость, чтобы ускорить ее заживление после перелома, неудобно для применения на практике. Российские ученые из Московского государственного технического университета имени Н.Э. Баумана🏛, Национального медицинского исследовательского центра травматологии и ортопедии имени Н.Н. Приорова и Сеченовского университета проверили, сохраняется ли положительный эффект криотерапии, если воздействовать холодом на костный дефект через кожу.

Работа опубликована в журнале 📕Journal of Thermal Biology (IF = 3.19)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/613
#новости