Дослідження можливості використання флуоресцентних барвників для детектування іонів важких металів

Abstract

Робота присвячена дослідженню можливостей створення чутливих, недорогих і біосумісних сенсорних платформ для виявлення іонів токсичних важких металів. Запропонований підхід ґрунтується на поєднанні амілоїдних фібрил з амілоїд-чутливими флуоресцентними барвниками, здатними зазнавати характерних спектральних змін при взаємодії з амілоїдними структурами та іонами металів. Методами абсорбційної та флуоресцентної спектроскопії досліджено вплив іонів важких металів на спектральні та фотофізичні властивості ряду барвників. Показано, що флуоресцентна відповідь бензантронових барвників визначається не лише їхнім прямим зв’язуванням з іонами металів, але й силою взаємодії металів з амілоїдними фібрилами. Виявлена подвійна чутливість зумовлює перспективність досліджуваних барвників як оптичних зондів для вивчення метал–білкових взаємодій та створення супрамолекулярних сенсорних платформ для екологічного моніторингу важких металів.

The thesis is devoted to the study of the feasibility of developing sensitive, low-cost, and biocompatible sensor platforms for the detection of toxic heavy metal ions. The proposed approach combines amyloid fibrils with amyloid-sensitive fluorescent dyes that exhibit characteristic spectral changes upon interaction with amyloid structures and metal ions. Using absorption and fluorescence spectroscopy, the effects of heavy metal ions on the spectral and photophysical properties of a series of dyes were investigated. It is shown that the fluorescence response of benzanthrone dyes is governed not only by their direct binding to metal ions but also by the strength of metal interactions with amyloid fibrils. This dual sensitivity highlights the potential of the studied dyes as optical probes for investigating metal–protein interactions and for developing supramolecular sensor platforms for environmental monitoring of heavy metals.