Новости химической науки > Теперь гидразину не спрятаться

Ученые из США и Южной Кореи разработали аналитический метод, который может детектировать высокотоксичный гидразин в различном окружения, включая живые клетки и живую ткань.

Гидразин играет важную роль во многих промышленных процессах. Он используется в получении пестицидов, при обслуживании атомных и обычных электростанциях с целью уменьшения коррозии, и как газообразующее вещество в автомобильных подушках безопасности. Гидразин и его производные также входят в состав ракетного топлива.

Хотя контакт с небольшим количеством гидразина вряд ли причинит вред, однако длительное воздействие может разрушить печень, почки и центральную нервную систему. Также гидразин классифицируется американским агентством по защите окружающей среды (EPA) как возможный канцероген.

Соединение-индикатор реагирует с гидразином, образуя пятичленный цикл, что приводит к формированию флуоресцентного отклика и изменению цвета, которое можно наблюдать невооруженным глазом. (Рисунок из Chem. Sci., 2013, DOI: 10.1039/c3sc51813b)

Шанс случайной утечки гидразина в окружающую среду крайне невелик, а поскольку гидразин быстро разрушается в присутствии кислорода, обнаружение высоких уровней гидразина в окружающей среде маловероятно. Однако воздействие гидразина на рабочем месте может действительно быть опасным для людей, которые находятся в контакте с ним. Таким образом, это делает разработку гидразиновых сенсоров важной областью исследования.

Сенсор, разработанный Джонатаном Сесслером (Jonathan Sessler) из Техасского университета в Остине в США совместно с коллегами, основан на производном нафталимида, которое специфически связывается с гидразином в результате чего происходит циклизация и появляется флуоресцентный отклик, который можно наблюдать по видимому изменению цвета. Продемонстрировано, что такой флуоресцентный отклик может применяться для обнаружения гидразина в воде и в воздухе, но наиболее примечательным является тот факт, что сенсор достаточно биосовместим для его использования в живых клетках. Сесслер объясняет, что такая способность сенсора даст возможность ученым контролировать случаи отравления, связанные с воздействием гидразина, в режиме реального времени.

Главным преимуществом нового сенсора является то, что он селективно детектирует гидразин среди других имеющих сходные структурные фрагменты соединений, как например аммиак или другие амины. Сенсор является также очень чувствительным. Его предел чувствительности составляет 3,2 миллиардные доли, что намного ниже предельно допустимого уровня воздействия, который, в соответствии с рекомендациями агентства по защите окружающей среды США, составляет 10 миллиардных долей.

Тони Джеймс (Tony James), эксперт в области сенсоров из Университета Бат в Великобритании, описывает новый сенсор как революционный продукт. Он восхищается простотой, чувствительностью и высокой селективностью сенсора. Джеймс подчеркивает, что новый сенсор может применяться для решения различных практических задач – от создания индикаторной бумаги на гидразин до клеточной томографии.

Команда Сесслера в настоящее время разрабатывает наноразмерные подложки-носители для того, чтобы упростить применение нового сенсора.

Источник: Chem. Sci., 2013, DOI: 10.1039/c3sc51813b

метки статьи: #аналитическая химия, #вопросы экологии, #новые материалы, #органическая химия, #химическая технология