Аннотация результатов, полученных в 2019 году
В ходе выполнения первого этапа были синтезированы соединения BODIPY, флуоресцирующие в зеленом спектральном диапазоне (GFBDP), и содержащие метилкарбоксильный, деценовый, хлорный, карбоксильный и азидный функциональные заместители в мезо- положении. Были получены водорастворимые дисульфо- анионные и бис-диметиламино- катионные производные GFBDP. Для изучения фотофизических процессов, происходящих в мультихромофорных конъюгатах на основе GFBDP, были синтезированы олиго мезо-децен-GFBDP производные на основе силоксановых матриц. Синтезированы моно-, бис- и трис-стирильные производные BODIPY, флуоресцирующие в красном спектральном диапазоне. Получены также их бис- и трис-флуорофорные производные. Осуществлен синтез тушителя флуоресценции BHQ-1. Проанализированы оптические свойства полученных соединений в различных растворителях.

Аннотация результатов, полученных в 2020 году
На данном этапе выполнения проекта из водорастворимых производных BODIPY, полученных на предыдущем этапе в форме сложных эфиров, были получены соответствующие карбоновые кислоты. Были получены водорастворимые бис-сульфобетаиновое и бис-триметиламмониевое производные BODIPY. Было получено малимидное производное BHQ-1 для дальнейшей конъюгации с аминокислотными остатками цистеинов в составе пептидов и белков. Была предпринята попытка получения конъюгатов пептидов с BHQ-1 на С-конце пептида и несколькими водорастворимыми красителями на N-конце. Также предпринята попытка получения олигонуклеотидов, меченных на 5’-конце несколькими водорастворимыми красителями. Показана неприменимость к используемым в настоящем проекте системам стандартных подходов для конъюгации биомолекул с NHS-эфирами красителей в водной среде. Изучен потенциал применимости белков в качестве основы для получения мультихромофорных зондов. Проведены первичные эксперименты по двухфотонному возбуждению красных флуоресцентных производных BODIPY. Синтезированы и очищены мультихромофорные конъюгаты BODIPY на силоксановом ядре, детально изучены их фотофизические свойства.

Аннотация результатов, полученных в 2021 году
В отчетном году были оптимизированы методики получения водорастворимых производных сульфо-BODIPY. Отработаны методики его конъюгации с биомолекулами. Оптимизированы методики получения малеимидных производных тушителей флуоресценции серии BHQ. Синтезирована серия зеленого, оранжевого и красного производных BODIPY для необратимого мечения эукариотических клеток по мембранным структурам. Также на данном этапе был синтезирован бихромофорный сенсор синглетного кислорода на основе BODIPY и дифенилантрацена, проанализированы его сенсорные свойства. Получены и проанализированы фотофизические характеристики мультихромофорных красителей на основе BODIPY, синтезированных на предыдущих этапах. Получены данные по двухфотонному возбуждению серии олигомерных красных производных BODIPY. Осуществлено запланированное мечение синтезированным водорастворимым производным BODIPY адресных белков. Эффективность связывания полученных конъюгатов с целевыми клеточными рецепторами протестирована методами конфокальной флуоресцентной микроскопии и проточной цитометрии. Получены конъюгаты пептидов и белков, содержащие с одной стороны от сайта расщепления модельной протеазы несколько хромофоров, а с другой тушитель флуоресценции. Проанализировано изменение свойства полученных конъюгатов в присутствии модельной протеазы. Получены олигонуклеотиды, меченые несколькими флуорофорами на 5’-конце. Показано, что такие олигонуклеотиды по сравнению со стандартными олиигонуклеотидами имели высокую яркость и могут использоваться для повышения чувствительности гибридизационных методов детекции целевой ДНК.

Аннотация результатов, полученных в 2022 году
В 2022 году, согласно установленному плану, были продолжены работы по получения водорастворимых и фотосенсибилизирующих производных BODIPY, а также мультихромофорных зондов для флуоресцентной визуализации процессов в живых системах. Были изучены свойства мультихромофорных соединений на основе зеленых и красных флуоресцентных производных BODIPY, синтезированных ранее. Для теоретического обоснования их фотофизических свойств проведено моделирование с использованием методов теории функционала плотности (DFT). Октахромофорный краситель проявлял ярковыраженное изменение оптических свойств в ответ на изменение параметров среды, и в этом году была показана принципиальная возможность его использования для мониторинга параметров мембраны живых клеток при помощи микроскопии с определением времен жизни флуоресценции (FLIM). Продемонстрирована применимость серии оранжево-красных стирильных производных вместе с зеленым флуоресцентным предшественником для необратимо мечения живых клеток в задачах флуоресцентной микроскопии и проточной цитофлуориметрии. Показано, что дистирильные производные BODIPY можно использовать в качестве фототрансформируемых меток. Детально изучены фотофизические свойства водорастворимых сульфированных производных BODIPY. Показана применимость этих соединений в качестве белковых меток и для микроскопических задач, в том числе и FLIM. Детально охарактеризован сенсор синглетного кислорода на основе диады 9,10-дифенилантрацен (DPA) – BODIPY. Получены промежуточные соединения для получения водорастворимого варианта DPA-BODIPY. Продолжена синтетическая работа по получению водорвстворимых производных BODIPY с аммониевыми и сульфобетаиновыми заместителями, а также биоконъюгируемых фотосенсибилизаторов. Получены в том числе и красные водорастворимые производные BODIPY для биовизуализации и фотосенсибилизационных применений. На клеточных моделях показано, что фотосенсибилизаторы, в том числе и адресные, на основе BODIPY проявляют исключительно высокую активность в сравнении с другими органическими и белковыми фотосенсибилизаторами.