Учёные из Москвы, Санкт-Петербурга и Дубны вновь доказали, что многое в науке ещё ждёт своих первооткрывателей. Они обнаружили новые соединения редкоземельных химических элементов, обладающие уникальными свойствами. Их можно использовать для диагностики и лечения различных заболеваний.
Исследователи впервые синтезировали и описали новые соединения, существование которых химики-теоретики предсказали более полувека назад. Речь о соединениях редкоземельных элементов и молочной кислоты. Они относятся к так называемым a-гидроксикислотам. В виде индивидуальных соединений их ранее синтезировать не удавалось никому.
И это несмотря на то, что современные химические методы позволяют получать невероятное количество новых соединений с удивительными свойствами! Химию редкоземельных элементов изучают уже многие десятки лет, поэтому обнаружение ранее неизвестных соединений удивительно вдвойне.
Почему именно редкоземельные элементы? Они придают веществам уникальные свойства: в первую очередь магнитные и люминесцентные (свечение). Не меньший интерес для учёных и медиков представляет и их биологическая активность.
Коллектив ученых из Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН, совместно с коллегами из Петербургского института ядерной физики НИЦ "Курчатовский институт", Национального исследовательского университета Высшей школы экономики, Российского химико-технологического университета им. Д.И. Менделеева и Лаборатории нейтронной физики им. И.М. Франка Объединенного института ядерных исследований осуществил синтез нового кристаллического лактата иттрия, а также аморфного лактата иттрия, имеющего чрезвычайно необычную структуру.
"Многие соединения редкоземельных элементов проявляют биологическую активность, и их можно использовать для диагностики и терапии различных заболеваний. Для понимания механизма такой активности нужно знать, как ионы редкоземельных элементов взаимодействуют с органическими веществами, участвующими в метаболизме.
Одним из таких важных веществ является молочная кислота, которая формируется в организме человека при распаде глюкозы и является маркером различных нарушений, вызванных гипоксией.
Исследования химического взаимодействия редкоземельных элементов с молочной кислотой были начаты много лет назад, но, как ни странно, кристаллических лактатов никто до нас получить не смог. Кстати, о солях редкоземельных элементов с другими a-гидроксикислотами известно ещё меньше. Мы предложили стратегию синтеза и смогли выделить кристаллы первой соли редкоземельного элемента и молочной кислоты – лактата иттрия", – объясняет Алексей Япрынцев, научный сотрудник Лаборатории синтеза функциональных материалов и переработки минерального сырья ИОНХ РАН.
Российские химики в ходе своих экспериментов выяснили ещё одну любопытную вещь: если немного изменить условия синтеза (а именно, уменьшить количество молочной кислоты), то можно получить похожее по составу вещество, которое образует не кристаллы, а гель. Он состоит из тончайших нитей диаметром около 30 нанометров.
Дело в том, что соединения редкоземельных элементов крайне редко образуют гели. Волокнистые гели и вовсе практически не изучены наукой.
А ещё, если аккуратно высушить такой гель, то образуется прочный гибкий материал, напоминающий по своим свойствам обычную бумагу. В таком виде новое соединение может найти массу важных применений. Например, такую "бумагу" можно использовать для создания новых люминесцентных тест-систем, позволяющих обнаружить в воздухе вредные органические соединения.
Кроме того, полученные соединения можно использовать для изучения метаболизма человека и контроля состояния организма.
Статья с результатами работы российских химиков вышла в журнале RSC Advances. Научная работа была поддержана Министерством науки и высшего образования Российской Федерации.
Больше новостей из мира науки вы найдёте в разделе "Наука" на медиаплатформе "Смотрим".
