乌拉尔联邦大学的化学家创造了一种用于确定人类唾液 pH 值的传感器。这是一种具有强烈而稳定发射的荧光团，它可以吸收生物体液中 pH 值的最小波动。使用微剂量物质和光谱仪进行分析，其中物质用特殊的灯照射，pH 数据出现在 5-7 秒内。由有机和生物分子化学系和分析化学系的科学小组进行的唾液样本和传感器联合研究的成果在《染料和颜料》杂志上进行了描述。

化学传感器的样本。图片来源：UrFU / Regina Pidgaetskaya

“现代荧光 pH 传感器基于有机小分子。通常，它们非常灵敏，能够检测极低浓度的所需分析物，最高可达纳米浓度。我们的传感器基于一种新化合物。我们引入了一种氟化片段，这使我们能够获得所需的光物理和电化学特性，”UrFU Timofey Moseev 有机和生物分子化学系的工程师兼研究员说。

唾液 pH 值分析是一种易于使用且无创的临床诊断方法。在它的帮助下，可以在早期发现特定的胃肠道疾病，包括胃炎、胃溃疡和十二指肠炎。唾液的 pH 值也会影响牙齿：即使唾液酸度略有增加也会导致蛀牙和其他问题。

新化合物是多年工作的结果。自 2015 年以来，研究人员已合成和研究了 70 多种新化合物，其中六种已显示出预期的结果。一个被选为荧光团并形成传感器的基础。结果，该传感器被证明是无毒且环保的。为了创造它，化学家使用了一种原子经济的合成方法：不需要催化剂（镍、铜、钯）或额外的试剂。此外，传感器是水溶性的。

“在经典的合成方法中，两个分子需要相互作用的活性片段，从而获得一种新的化合物。但‘绿色化学’的原则要求反应发生时没有副产物，无毒溶剂（水），并且活性片段的使用最少。如果去除这些活性片段，有机化学中最简单的碳-氢键就会留下。反应发生在两者之间。这样就节省了原子。反应发生在 CH/CH 之间，副产物通常是水或类似化合物。合成导致副产物和有害产物减少，”Moseyev 说。

UrFU 化学家获得的新型化学传感器可用于分析水（酸度、金属或毒素的存在）并作为荧光探针照亮细胞内过程。该化合物积聚在细胞的特定位置并染色细胞的特定部分。然而，这条应用线还有待探索。

一般来说，除了生物医学应用外，UrFU化学家获得的有机荧光团由于其实际应用的广泛可能性，在其他领域也是很有前景的材料。特别是，荧光团用于分子电子学。太阳能电池的“心脏”（工作元素）是类似的有机分子。另一个例子是计算机和显示器的 OLED 屏幕。它们还基于具有某些光物理特性的有机分子。