Синтез флуоресцентного красителя и гидрогеля на его основе для детектирования глюкозы

Авторы

  • Алексей Александрович Вайтусёнок Научно-исследовательский институт физико-химических проблем БГУ, ул. Ленинградская, 14, 220006, г. Минск, Беларусь; Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь
  • Екатерина Витальевна Сокольникова Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь
  • Глеб Сергеевич Боровой Научно-исследовательский институт физико-химических проблем БГУ, ул. Ленинградская, 14, 220006, г. Минск, Беларусь
  • Григорий Игоревич Минаков Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь
  • Сергей Викторович Костюк Научно-исследовательский институт физико-химических проблем БГУ, ул. Ленинградская, 14, 220006, г. Минск, Беларусь

Ключевые слова:

антрацен, флуоресцентный краситель, гидрогель, непрерывный мониторинг глюкозы
Поддерживающие организации
Работа выполнена в рамках договора № 28/136-82/21 с производственным унитарным предприятием «ФреБор», а также в рамках государственной программы научных исследований «Химические процессы, реагенты и технологии, биорегуляторы и биооргхимия» (задание 2.2.02.04 «Синтез термочувствительных полимеров и гидрогелей на их основе для тканевой инженерии и доставки лекарств», № гос. регистрации 20211517).

Аннотация

Разработана пятистадийная методика синтеза чувствительного к глюкозе флуоресцентного красителя, состоящего из двух фрагментов бороновой кислоты и фрагмента антрацена. На основе полученного красителя был синтезирован флуоресцентный гидрогель. Показано, что интенсивность флуоресценции синтезированного красителя напрямую зависит от концентрации глюкозы, увеличение которой приводит к усилению флуоресценции. Полученный флуоресцентный гидрогель может использоваться при создании подкожного датчика глюкозы.

Биографии авторов

  • Алексей Александрович Вайтусёнок, Научно-исследовательский институт физико-химических проблем БГУ, ул. Ленинградская, 14, 220006, г. Минск, Беларусь; Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

    кандидат химических наук, доцент; старший научный сотрудник лаборатории катализа полимеризационных процессов Научно-исследовательского института физико-химических проблем БГУ, старший научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории радиохимии химического факультета Белорусского государственного университета

  • Екатерина Витальевна Сокольникова, Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

    магистрант кафедры высокомолекулярных соединений химического факультета. Научный руководитель – А. А. Вайтусёнок

  • Глеб Сергеевич Боровой, Научно-исследовательский институт физико-химических проблем БГУ, ул. Ленинградская, 14, 220006, г. Минск, Беларусь

    техник лаборатории катализа полимеризационных процессов

  • Григорий Игоревич Минаков, Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

    соискатель кафедры высокомолекулярных соединений химического факультета

  • Сергей Викторович Костюк, Научно-исследовательский институт физико-химических проблем БГУ, ул. Ленинградская, 14, 220006, г. Минск, Беларусь

    доктор химических наук, профессор; главный научный сотрудник лаборатории катализа полимеризационных процессов

Библиографические ссылки

  1. Zimmet P, Alberti KG, Shaw J. Global and societal implications of the diabetes epidemic. Nature. 2001;414(6865):782–788. DOI: 10.1038/414782a.
  2. Guerra SD, Lupi R, Marselli L, Masini M, Bugliani M, Sbrana S, et al. Functional and molecular defects of pancreatic islets in human type 2 diabetes. Diabetes. 2005;54(3):727–735. DOI: 10.2337/diabetes.54.3.727.
  3. Koya D, King GL. Protein kinase C activation and the development of diabetic complications. Diabetes. 1998;47(6):859–866. DOI: 10.2337/diabetes.47.6.859.
  4. Brownlee M. Biochemistry and molecular cell biology of diabetic complications. Nature. 2001;414(6865):813–820. DOI: 10.1038/ 414813a.
  5. Lee TH, Marcantonio ER, Mangione CM, Thomas EJ, Polanczyk CA, Cook EF, et al. Derivation and prospective validation of a simple index for prediction of cardiac risk of major noncardiac surgery. Circulation. 1999;100(10):1043–1049. DOI: 10.1161/01.cir.100.10.1043.
  6. Nestler EJ, Barrot M, DiLeone RJ, Eisch AJ, Gold SJ, et al. Neurobiology of depression. Neuron. 2007;34(1):13–25. DOI: 10.1016/s0896-6273(02)00653-0.
  7. Kondepati VR, Heise HM. Recent progress in analytical instrumentation for glycemic control in diabetic and critically ill patients. Analytical and Bioanalytical Chemistry. 2007;388(3):545–563. DOI: 10.1007/s00216-007-1229-8.
  8. Klonoff DC. Continuous glucose monitoring: roadmap for 21st century diabetes therapy. Diabetes Care. 2005;28(5):1231–1239. DOI: 10.2337/diacare.28.5.1231.
  9. Shibata H, Heo YJ, Okitsu T, Matsunaga Y, Kawanishi T, Takeuchi S. Injectable hydrogel microbeads for fluorescence-based in vivo continuous glucose monitoring. PNAS. 2010;107(42):17894–17898. DOI: 10.1073/pnas.1006911107.
  10. Zenkl G, Mayr T, Klimant I. Sugar-responsive fluorescent nanospheres. Macromolecular Bioscience. 2008;8(2):146–152. DOI: 10.1002/mabi.200700174.
  11. Zenkl G, Klimant I. Fluorescent acrylamide nanoparticles for boronic acid based sugar sensing – from probes to sensors. Microchimica Acta. 2009;166(1–2):123–131. DOI: 10.1007/s00604-009-0172-0.
  12. Rounds RM, Ibey BL, Beier HT, Pishko MV, Coté GL. Microporated PEG spheres for fluorescent analyte detection. Journal of Fluorescence. 2007;17(1):57–63. DOI: 10.1007/s10895-006-0143-3.
  13. Russell RJ, Pishko MV, Gefrides CC, McShane MJ, Coté GL. A fluorescence-based glucose biosensor using concanavalin A and dextran encapsulated in a poly(ethylene glycol) hydrogel. Analytical Chemistry. 1999;71(15):3126–3132. DOI: 10.1021/ac990060r.
  14. Turner RFB, Harrison DJ, Rajotte RV, Baltes HP. A biocompatible enzyme electrode for continuous in vivo glucose monitoring in whole blood. Sensors and Actuators, B: Chemical. 1990;1(1):561–564. DOI: 10.1016/0925-4005(90)80273-3.
  15. Abel PU, von Woedtke T. Biosensors for in vivo glucose measurement: can we cross the experimental stage. Biosensors and Bioelectronics. 2002;17(11–12):1059–1070. DOI: 10.1016/s0956-5663(02)00099-4.
  16. Kenausis G, Chen Q, Heller A. Electrochemical glucose and lactate sensors based on «wired» thermostable soybean peroxidase operating continuously and stably at 37 °C. Analytical Chemistry. 1997;69(6):1054–1060. DOI: 10.1021/ac961083y.
  17. Wilson GS, Hu Y. Enzyme-based biosensors for in vivo measurements. Chemical Reviews. 2000;100(7):2693–2704. DOI: 10.1021/cr990003y.
  18. Ballerstadt R, Evans C, McNichols R, Gowda A. Concanavalin A for in vivo glucose sensing: a biotoxicity review. Biosensors and Bioelectronics. 2006;22(2):275–284. DOI: 10.1016/j.bios.2006.01.008.

Загрузки

Опубликован

2025-05-20

Выпуск

№ 1 (2025): Журнал Белорусского государственного университета. Химия

Раздел

Оригинальные статьи

Лицензия

Авторы, публикующиеся в данном журнале, соглашаются со следующим:

  1. Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial. 4.0 International (CC BY-NC 4.0).
  2. Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договоренности, касающиеся неэксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге) со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.
  3. Авторы имеют право размещать их работу в интернете (например, в институтском хранилище или на персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу. (См. The Effect of Open Access).

Как цитировать

[1]
Вайтусёнок, А.А. и др. 2025. Синтез флуоресцентного красителя и гидрогеля на его основе для детектирования глюкозы. Журнал Белорусского государственного университета. Химия. 1 (май 2025), 37–47.