Синтез новых производных β-алкилпорфиринов – перспективных компонентов оптохимических биосенсоров тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Шкирдова Алена Олеговна

• Шкирдова Алена Олеговна
• кандидат наук
• 2022

Оглавление диссертации кандидат наук Шкирдова Алена Олеговна

2. Литературный обзор

2.1. Сенсоры на кислород

2.1.1. Методы обнаружения кислорода

2.1.2. О2-сенсоры на основе порфиринов

2.2. Сенсоры на pH

2.2.1. Применение оптических рН-сенсоров

2.2.2. pH-Сенсоры на основе порфиринов

2.3. Мультипараметрические О2/рН-сенсоры

2.4. Методы функционализации порфиринов

2.4.1. Получение формилпроизводных тетрапирролов при помощи

реакций окисления

2.4.2. Получение формилпроизводных тетрапирролов при помощи

нуклеофильных реакций

2.4.3. Получение формилпроизводных тетрапирролов при помощи электрофильных реакций

2.4.4. Использование реакции Вильсмейера в химии порфиринов

2.5. Синтез и свойства азометиновых производных формилпорфиринов

3. Обсуждение результатов

3.1. Синтез гидразонов металлокомплексов у#-алкилпорфиринов

3.2. Рентгеноструктурные исследования мезо-тозилгидразона М(П)-комплекса октаэтилпорфирина

3.3. Синтез азинов

3.4. Рентгеноструктурные исследования арилазинов

3.5. Синтез димерных азинов

3.6. Квантово-химические расчеты методом DFT

3.7. Синтез мезо-аминооктаэтилпорфирина и его трансформация по введенной аминогруппе

3.8. Синтез мезо-дизамещенных производных у#-октаэтилпорфирина

3.9. Синтез димерных молекул

3.10. Синтез конъюгатов у#-октаэтилпорфирина c азотсодержащими гетероциклами

3.11. Фотофизические исследования

3.12. Оценка сенсорных свойств синтезированных соединений

4. Экспериментальная часть

5. Выводы

Список сокращений

Список литературы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Синтез новых производных β-алкилпорфиринов – перспективных компонентов оптохимических биосенсоров»

1. Введение

Актуальность темы исследования. Одной из важнейших проблем современной медицины является ранняя диагностика заболеваний на той стадии, при которой еще отсутствуют видимые симптомы. Особенно ранняя диагностика актуальна для онкологических заболеваний, поскольку успех лечения в данном случае сильно зависит от стадии.

Молекулярный кислород (O2) имеет первостепенное значение для живых организмов и биологических систем. Уровень кислорода в тканях млекопитающих обычно строго регулируется и поддерживается в узких физиологических пределах. Снижение кислорода или дисбаланс между поступлением и потреблением O2 может быть вызван патологическими состояниями. Таким образом, кислород можно рассматривать как информативный маркер присутствия, жизнеспособности, метаболического статуса и физиологического поведения живых систем, которые потребляют, выделяют или зависят от уровня O2 в окружающей среде.

Перспективным методом диагностики является измерение pH в клетках и тканях организма. От значения pH зависит ряд процессов клеточного метаболизма. Аномальные значения pH обычно связаны с дисфункцией клеток и могут наблюдаться при некоторых заболеваниях, таких как рак и болезнь Альцгеймера. Таким образом, определение pH имеет большое значение для исследования физиологических и патологических клеточных процессов.

Датчики на O2 и pH являются ключевыми инструментами, которые позволяют проводить точный, неразрушающий, многопараметрический анализ основных путей выработки энергии в клетке. Такая информация имеет большое значение и ценность для биологов, фармакологов и клиницистов.

Определения метаболических характеристик живых клеток, при котором потоки O2 и H+ измеряются в определенных физиологических условиях обычно выполняются неразрушающим оптическим методом, in vitro, с использованием твердотельных биосенсорных материалов и платформ, основным компонентом которых являются фотолюминесцентные индикаторные пигменты, среди которых

наиболее перспективными являются производные порфиринов, благодаря их высоким коэффициентам молярной экстинкции, большим стоксовым сдвигам (при возбуждении в полосе Соре) и времени жизни фотолюминесценции в микросекундном диапазоне.

Имеющиеся в настоящее время пигменты не удовлетворяют предъявляемым требованиям. Среди их недостатков можно отметить низкую чувствительность, токсичность, ограниченность в применении только для определенных клеток и тканей и невозможность одновременного определения заданных параметров. Поиск новых более эффективных чувствительных компонентов сенсоров является актуальной задачей, решение которой позволит проводить одновременное определение указанных параметров с использованием одной индикаторной молекулы. Поэтому необходима разработка эффективных методов синтеза новых фотоактивных соединений, отвечающих предъявляемым требованиям. В качестве таких молекул перспективны мезо-функционализированные производные в-алкилпорфиринов, содержащие тяжелый атом палладия, который обеспечивает более высокую O2-чувствительность, а также pH-чувствительные функциональные группы.

Таким образом, актуальность представленной работы определяется необходимостью синтеза новых фотолюминесцентных мезо-функционализированных порфириновых структур с заданными оптохимическими свойствами, содержащих pH-чувствительные фрагменты, что позволит использовать их в качестве компонентов мультипараметрических O2/pH биосенсоров.

Степень разработанности научной тематики. Опубликовано большое число работ по разработке различных сенсорных красителей и основанных на них аналитических платформ для раздельного определения O2 и рН в клетках. Методы на основе оптических сенсоров для анализа клеток были представлены Becton Dickinson, PreSens, Luxcel Biosciences и Seahorse Biosciences, причем последние два реализуют адекватную чувствительность и совместимость с клеточными культурами. В настоящее время также широко используются сенсоры на основе

порфиринов. Проведенные ранее исследования таких сенсоров показали, что имеющиеся в настоящее время красители не удовлетворяют предъявляемым требованиям. Так, среди их недостатков можно отметить низкую чувствительность, токсичность используемых соединений, ограниченность в применении только для определенных клеток и тканей. Кроме того, в настоящее время отсутствуют сенсоры, которые обеспечивают одновременное, простое и эффективное измерение O2 и рН в различных клетках млекопитающих неразрушающим оптическим методом. Поэтому необходима разработка новых сенсорных материалов, отвечающих предъявляемым требованиям. На данный момент, отсутствуют данные по получению 02-чувствительных порфиринов, содержащих в мезо-положениях pH-чувствительные гидразоновые, азиновые фрагменты, а также фрагменты азотсодержащих гетероциклов, и исследованию сенсорных свойств указанных соединений.

Целью исследования является разработка и оптимизация препаративных методов синтеза фотолюминесцентных pH-чувствительных мезо-функционализированных производных у#-алкилпорфиринов - перспективных компонентов оптохимических биосенсоров для одновременного определения концентрации O2 и значений pH в клетках.

Задачи исследования:

• Разработать общий метод получения гидразонов мезо-формилзамещенных производных октаэтилпорфирина и копропорфирина I с использованием реакции нуклеофильного присоединения с последующей дегидратацией;

• С использованием полученных N-незамещенных гидразонов получить ряд азинов, содержащих заместители различной природы;

• Разработать методы получения конъюгатов производных октаэтилпорфирина с азот- и серосодержащими гетероциклами;

• Применить разработанные методы для создания «push-pull» молекул с заместителями, расположенными в противоположных мезо-положениях порфиринового макроцикла;

• Исследовать особенности структур, физико-химических и сенсорных свойств полученных соединений;

Теоретическая и практическая значимость заключается в разработке нового этапа в развитии методов модификации тетрапиррольных соединений, направленных на раскрытие синтетического потенциала мезо-формил-в-алкилзамещенных порфиринов в реакциях с N и ^нуклеофилами. Впервые при помощи серии простых трансформаций продемонстрированы разносторонние синтетические возможности данных соединений, позволяющие реализовывать подходы к получению новых поли- и гетерофункциональных порфиринов. Синтезировано 38 не описанных ранее соединений.

Результаты исследования фотофизических и сенсорных свойств материалов на основе полученных фотолюминесцентных порфириновых структур могут быть использованы для разработки и прогнозирования свойств мультипараметрических оптохимических молекулярных сенсорных систем для клеточного анализа. Выявленные закономерности структура молекулы - свойства позволят использовать полученные материалы для изготовления 02 и рН сенсоров, пригодных для проведения точного, неразрушающего анализа главных энергетических путей клетки в специфических физиологических условиях. Такая информация является очень важной и ценной для биологов, фармакологов и врачей.

Научная новизна работы:

• Разработана методика получения ранее недоступных гидразонов и азинов в-алкилзамещенных порфиринов путем последовательных реакций соответствующих формил-производных порфиринов с гидразином и различными карбонильными соединениями.

• Разработаны методы введения донорных и акцепторных заместителей в мезо-положения в-октаэтилпорфирина. В качестве донорных заместителей были использованы амино, н-пропиламино и трифторацетиламино группы, в то время как азино-группа была введена в качестве акцептора электронов.

• Впервые исследованы направления протекания реакции формилирования мезо-(трифторацетамидо)-у#-октаэтилпорфирина. Установлено, что в ходе реакции Вильсмейера-Хаака происходит частичное окисление трифторацетамидного фрагмента с образованием соответствующей гидроксамовой кислоты.

• Путем мезо-функционализации М(П)-комплекса ^-октаэтилпорфирина впервые получены его конъюгаты с азот- и серосодержащими гетероциклами. Для этого была использована реакция Кневенагеля М(П) мезо-формилоктаэтилпорфирина с СН-кислотами: малоновым эфиром, тиогидантоином и тиобарбитуровой кислотой.

• С использованием методов рентгеноструктурного анализа, электронной спектроскопии поглощения и эмиссии, расчетов методом DFT впервые исследовано влияние азинового линкера, соединяющего два хромофора, на спектральные характеристики всей молекулы.

• На основе полученных фотофизических характеристик, таких как квантовый выход и время жизни флуоресценции, удельная яркость, время жизни фосфоресценции, зависимость изменения максимумов поглощения в электронных спектрах от рН была произведена оценка сенсорных свойств материалов на основе азинов Рё(П)-комплексов октаэтилпорфирина.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Методы получения ранее недоступных гидразонов, азинов мезо-формилзамещенных производных октаэтилпорфирина и копропорфирина I, азинов октаэтилпорфирина, содержащего донорные и акцепторные заместители в мезо-положениях макроцикла, а также конъюгатов №(П) комплекса мезо-формилоктаэтилпорфирина с малоновым эфиром, тиогидантоином и тиобарбитуровой кислотой.

2. Синтез ряда азиновых диад, содержащих два различных тетрапиррольных макроцикла - порфирин и хлорин, а также димера октаэтилпорфирина и пирофеофорбида d, содержащего донорную группу в мезо-положении порфирина.

3. Определение фотофизических характеристик полученных красителей: параметров поглощения света, квантовых выходов и времен жизни флуоресценции. Оценка сенсорной способности синтезированных соединений по отношению к кислотности среды, измерение генерации синглетного кислорода.

Методы исследования и технические средства решения задач. При проведении исследований были применены методы ЯМР-спектроскопии, масс-спектрометрии, электронной спектроскопии поглощения, фотолюминесцентной спектроскопии испускания и рентгеноструктурного анализа1. Квантово-механические расчеты геометрии и электронной структуры были сделаны с помощью программного пакета Gaussian 09W2.

Степень достоверности результатов проведенных исследований обеспечивается сходимостью результатов, полученных с помощью экспериментальных и теоретических методов, использованием современных методов молекулярной спектроскопии, масс-спектрометрии и квантово-химических расчётов. Сформулированные в работе выводы подкреплены убедительными фактическими данными, наглядно представленными в таблицах и рисунках.

Личный вклад автора. Диссертантом лично выполнена вся синтетическая часть работы и проведен ряд физико-химических методов анализа: ЯМР эксперименты, регистрация масс-спектров, измерения оптических спектров, а также выполнена обработка и интерпретация полученных данных. Также была проведена подготовка полученных данных к публикациям и представление научных результатов на конференциях.

Данная работа была поддержана грантом Министерства образования и науки Российской Федерации №13.2251.21.0073 «Проведение исследований в рамках международного многостороннего и двустороннего сотрудничества, в том числе в

1 РСА и расшифровка результатов проведены к.х.н. В.А. Тафеенко (МГУ им. М.В. Ломоносова)

2 Квантово-механические расчеты проведены к.х.н. В.С. Тюриным (ИФХЭ РАН им. А.Н. Фрумкина)

рамках Европейского союза», грантом РНФ №22-23-00903, а также стипендией Президента РФ для обучающихся за рубежом 2020-2021 учебном году.

Апробация и реализация результатов работы. Результаты исследований были представлены на Международном симпозиуме "Дифракционные методы в характеризации новых материалов" (Россия, Москва, 2017 г.), XI Международной конференции «Химия порфиринов и их аналогов» (Россия, Иваново, 2017 г.), XIV Конференции молодых ученых, аспирантов и студентов ИФХЭ РАН «ФИЗИКОХИМИЯ - 2019» (Россия, Москва, 2019 г.), Всероссийском конгрессе по химии гетероциклических соединений «KOST - 2021» (Россия, Москва, 2021 г.).

Публикации по теме работы. По материалам диссертационной работы опубликованы 5 статей в журналах, входящих в перечень рецензируемых научных изданий, 4 тезисов докладов на 2-х международных конференциях и 2-х российских конференциях и 1 монография в сборнике.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 154 страницах машинописного текста, включает 10 таблиц, 28 рисунков, 31 схему и состоит из введения, литературного обзора, обсуждения результатов, экспериментальной части, выводов и списка литературы из 203 наименований.

2. Литературный обзор

2.1. Сенсоры на кислород

Молекулярный кислород (02) имеет первостепенное значение для живых организмов и биологических систем. Для анаэробных организмов кислород, как правило, токсичен, и необходимо исключать или точно контролировать на низких уровнях его наличие в окружающей среде [1, 2]. Облигатные (строгие) анаэробы умирают в присутствии кислорода или создают микрокислородные зоны, тогда как факультативные анаэробы могут использовать как анаэробное дыхание (ферментацию), так и аэробное дыхание для роста [1]. В фотосинтезирующих организмах потоки 02 отражают их метаболическое состояние (например, светозависимые и темновые процессы) и эффективность метаболизма [3, 4] Аэробные клетки и организмы нуждаются в постоянном поступлении кислорода для выработки энергии в форме аденозинтрифосфата (АТФ), которые выполняют необходимые физиологические функции и запускают многочисленные ферментативные реакции. Благодаря этому процессу происходит преобразование метаболических субстратов, и образуются жизненно важные соединения [5].

Уровень кислорода в тканях млекопитающих обычно строго регулируется и поддерживается в узких физиологических пределах [6-8]. Высшие эукариотические организмы, включая млекопитающих и людей, разработали специальные системы для хранения, транспортировки и регуляции O2 в тканях с помощью гемоглобинов, миоглобинов, красных кровяных телец и сосудистой сети. Снижение кислорода или дисбаланс между поступлением и потреблением 02 может привести к патологическим состояниям и, в конечном итоге, к гибели клетки или всего организма [7]. При этом, аэробные клетки также обладают кислородо-независимыми путями производства энергии (например, гликолизом, циклом Кребса, глутаминолизом), которые позволяют им выжить в стрессовых условиях за счет компенсаторной регуляции и адаптации своих энергетических потребностей и метаболизма к изменяющимся условиям окружающей среды. Живые организмы также способны «ощущать» низкий и высокий уровень кислорода (гипоксия и

гипероксия, вызывающие энергетический и окислительный стресс, соответственно) и выживать, реагируя адаптивным образом. Однако неадекватные реакции на О2 также довольно распространены, например, эффект Варбурга в раковых клетках или ремоделирование тканей. Недавние исследования также демонстрируют ключевую роль регуляции кислорода у растений [9], микробов и сложных межвидовых сообществ, таких как глубоководные жерла, почва или биота кишечника [10].

Таким образом, кислород можно рассматривать как информативный маркер присутствия, жизнеспособности, метаболического статуса и физиологического поведения живых систем, которые потребляют, выделяют или зависят от уровня O2 в окружающей среде. Прямое и косвенное участие во многих функциях клеток, тканей и целых организмов делает кислород одним из наиболее важных аналитов, особенно в общей клеточной биологии, физиологии тканей и животных, обнаружении аэробных клеток, биомедицинской и клинической диагностике, микробной безопасности, мониторинге окружающей среды и многих других областях науки и практики.

В качестве аналита кислород представляет собой небольшую неполярную газообразную парамагнитную молекулу, которая имеет умеренную растворимость в водных растворах. В отличие от других биологических аналитов, таких как различные ионы, pH, метаболиты, клеточные маркеры и др., O2 не ограничивается определенным отделом клетки или биологического образца, он быстро диффундирует через клеточные мембраны, ткани, фазу раствора и даже твердое вещество. Как следствие, изменение массообмена или контакт с газовой фазой (окружающий воздух) может оказать сильное влияние на измерения 02 и исказить результаты [11]. Также невозможно «заморозить» гомеостатические показатели O2 в образце и проанализировать их постфактум. Следовательно, датчик, система обнаружения и биологический образец должны быть тщательно настроены друг для друга, чтобы они работали аналитически правдоподобным образом и в биологически релевантных условиях.

2.1.1. Методы обнаружения кислорода

Традиционная количественная оценка 02 основана на отборе проб и анализе химическими (титрование Винклера [12]), физическими (декартов дайвер [13] манометрический анализ [14]) или инструментальными (газовая хроматография [15]) методами. Однако высокая потребность в непрерывном мониторинге, минимальных или неинвазивных измерениях, анализах in situ и in vivo и визуализации кислорода в сложных биологических образцах привела к разработке целого ряда новых платформ обнаружения. К ним относятся относительно простые и недорогие электрохимические сенсоры (02-электрод Кларка [16] для газообразных и жидких проб, включая цельную кровь), активно используемые в настоящее время, оптохимические сенсоры и биосенсоры, которые уже стали незаменимыми во многих лабораторных и промышленных применениях [17], а также более сложные инструментальные методы, такие как электронный парамагнитный резонанс [18], функциональная магнитно-резонансная томография [19], позитронно-эмиссионная томография [20], пульсоксиметрия [21] и визуализация внутреннего оптического сигнала [22]. В этом семействе оптические методы и особенно фосфоресценция [23, 24], флуоресценция [25], биолюминесценция [26] и фотоакустика [27] составляет большую и одну из важнейших групп.

Свойства молекулы кислорода затрудняют ее прямое обнаружение, поэтому для селективного и чувствительного обнаружения O2 в сложных пробах используются специальные «индикаторные вещества», которые дают характерный и легко обнаруживаемый сигнал без необходимости утомительных этапов отбора проб и обработки. Такими индикаторами могут быть эндогенные химические или биологические молекулы, присутствующие в образце, например, гемоглобин в красных кровяных тельцах [21] или протопорфирин IX [28]. Генетически закодированные последовательности флуоресцентных белков [25] могут быть введены в клетки с помощью ДНК, трансфекции или трансформации клеток. С другой стороны, экзогенные синтетические индикаторы (материалы на основе 02-чувствительных молекулярных красителей, супрамолекулярных структур и

композиционных материалов, например, покрытия, частицы, зонды) могут быть введены в исследуемый образец для обнаружения 02 [29]. Индикатор проявляет характерный ответ в результате физико-химического (связывание, восстановление - окисление), биологического (накопление аналогов глюкозы или биовосстановление окислительно-восстановительного красителя в гипоксических клетках [30]) или фотофизического (тушение фосфоресценции [24], фотоакустика [27], замедленная флуоресценция [28]) процесса, который непосредственно связан с концентрацией кислорода или соответствующим параметром образца.

Таблица 2.1. Оптические методы, используемые для обнаружения кислорода

Метод

Принцип обнаружения

Тип зонда

Преимущества

Ограничения

Репортерная

система люциферазы [26]

С2-зависимая экспрессия и биолюминесценция люциферазы

Эндогенная люцифераза и ее субстрат

Чувствительный, простой в измерении

Неколичественный, требует трансформации клеток (репор-терного гена) и субстрата

Тушение фосфоресценции [24]

Тушение фосфоресценции экзогенного

зонда, введенного в образец

С интетические фосфоресцент-ные материалы

Прямой, точный, количественный метод. Стабильная калибровка. Различные параметры считывания (интенсивность, время жизни, логомет-рическая интенсивность). Множество различных форматов и применений,

включая визуализацию

Экзогенное вещество в

образце. Возможная токсичность, измененная функция, фотопотребление кислорода

Колориметрические индикаторы [31-33]

Изменения абсорбции при связывании О2 или окислитель-но-восстанови-тельных реакциях

Экзогенные красители

Возможность визуального обнаружения, простая химия

Медленный отклик, помехи, низкое разрешение, нестабильность. Не полностью обратимый

Визуализация гипоксии флуоресцентным белком, экспрес-сируемым

Флуоресцентный белок экспрессируется в клетках при активации ШБ-

Красный флуоресцентный белок или его модификации

Прямое окрашивание гипоксических областей в режиме

Предпочтительна вирусная трансфекция. Зависимость от активности

промотором НГР-фактора [34] сигнализирования реального времени. Нет необходимости в антителах системы НШ внутри клетки (клеточно-специфическая). Полуколичественный

Визуализация гипоксии флуоресцентными зондами [35, 36-38] Введение окислительно-восстановительного красителя, флуоресцентная визуализация Окислительно-восстановительный краситель, конвертируемый нитроре-дуктазой или другими эндогенными ферментами Прямое окрашивание гипоксических областей в режиме реального времени. Нет необходимости в антителах Полуколичественный. Зависимость от активности эндогенного фермента

Замедленная флуоресценция протопорфи-рина IX [28] Динамическое тушение замедленной флуоресценции протопорфи- ринаIX с помощью 02 Избыточное производство эндогенного порфирина при введении 5-аминолевулино-вой кислоты Минимально инвазивный. Прямое измерение митохондриаль-ного 02. Нетоксично Слабые сигналы, низкое отношение сигнал/шум требует стимуляции клеток. Низкая фотостабильность. Применимо только к эукари-отическим клеткам и тканям.

Фотоакустическая спектроскопия [27] Переходное поглощение возбужденных триплетных состояний 02-чувствительного красителя Экзогенные красители с долгоживущим триплетным состоянием Проникновение в глубокие ткани. Возможность 3Б-визуалиции Два лазера (возбуждающий и зондирующий). Сложная и дорогая установка. Значительное количество зонда

К сожалению, многие из упомянутых систем обнаружения кислорода сопровождаются косвенными и/или опосредованными сложными (био)-химическими реакциями или процессами, которые являются медленными, не полностью обратимыми, нестехиометрическими или подвержены влиянию многих факторов (таблица 2.1, [20, 21]). Некоторые из этих методов адаптированы к конкретным применениям с заранее определенными аналитическими характеристиками (медицинскими или диагностическими), которые требуют специальных образцов, условий измерения и инструментов, или обеспечивают полуколичественное или конечное детектирование кислорода. [30, 39].

Эндогенные индикаторы O2 также встречаются в небольшом количестве [28] и имеют ограниченное применение. В этом отношении кислородные сенсоры и зонды, на основе фотолюминесцентных красителей, обладают многими привлекательными особенностями и преимуществами по сравнению с другими платформами для обнаружения кислорода:

1. отсутствие потребления кислорода во время измерений ввиду обратимости процесса;

2. высокая точность и чувствительность;

3. возможность дистанционного зондирования с использованием оптоволокна;

4. легкость миниатюризации (вплоть до размеров наносенсоров);

5. возможность выполнения неинвазивных измерений;

6. возможность детектирования кислорода как на больших объектах, так и в микрометровом масштабе.

Успех фотолюминесцентных датчиков кислорода подтверждается количеством компаний, производящих соответствующие приборы [40].

2.1.2. О2-сенсоры на основе порфиринов

С момента своего открытия [41] детектирование кислорода, основанное на тушении фосфоресценции, превратилось в мощный аналитический метод с широким диапазоном использования. Первые системы измерения O2, представленные в 1960-х [23] и 1980-х годах [24], были предназначены для очень сложных биомедицинских применений: a) мониторинг оксигенации крови во время интенсивной терапии с помощью оптоволоконных микросенсоров с твердотельными 02-чувствительными покрытиями и измерения интенсивности флуоресценции [42, 43]; б) анализ оксигенации тканей на основе времени жизни фосфоресценции с использованием растворимого зонда, адаптированного для in vivo визуализации кислорода [24, 44].

Несмотря на удобство упомянутых методов, внедрение этих технологий было довольно медленным. Однако в течение 1990-х и 2000-х годов технология оптических 02-датчиков претерпела значительные изменения, которые были связаны с ее основными строительными блоками: сенсорными материалами и

индикаторными красителями, приборами для обнаружения и схемами измерения, а также аналитическими методологиями. Был получен ряд передовых сенсорных молекул, материалов, подходов к измерению и платформ обнаружения, в результате чего детектирование кислорода, основанное на тушении фосфоресценции, в значительной степени усовершенствовалось и продолжает развиваться дальше [45].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Шкирдова Алена Олеговна, 2022 год

Список литературы

1. Morris, R. L. Shallow breathing: bacterial life at low O2 / R. L. Morris, T. M. Schmidt // Nature Reviews Microbiology. - 2013. - Vol. 11. - P. 205-212.

2. Fenchel, T. Oxygen and the Spatial Structure of Microbial Communities / T. Fenchel, B. Finlay // Biological Reviews. - 2008. - Vol. 83. - P. 553-569.

3. Nelson, N. Photosystems and global effects of oxygenic photosynthesis / N. Nelson. // Biochimica et Biophysica Acta - Bioenergetics - 2011. - Vol. 1807. -P. 856-863.

4. Ball, S. The evolution of glycogen and starch metabolism in eukaryotes gives molecular clues to understand the establishment of plastid endosymbiosis / S. Ball, C. Colleoni, U. Cenci, J. N. Raj, C. Tirtiaux // Journal of Experimental Botany. - 2011. - Vol. 62. - P. 1775-1801.

5. Brand, M. D. Assessing mitochondrial dysfunction in cells / M. D. Brand; D. G. Nicholls // Biochemical Journal. - 2011. - Vol. 435. - P. 297-312.

6. Wilson, D. F. Quantifying the role of oxygen pressure in tissue function / D. F. Wilson // American Journal of Physiology: Heart and Circulatory Physiology. -2008. - Vol. 294. - P. H11-H13.

7. Semenza, G. L. Oxygen homeostasis / G. L. Semenza // WIREs Systems Biology and Medicine. - 2010. - Vol. 2. - P. 336-361.

8. Erecinska, M. Tissue oxygen tension and brain sensitivity to hypoxia / M. Erecinska, I. A. Silver // Respiration Physiology. - 2001. - Vol. 128. - P. 263276.

9. Bailey-Serres, J. Making sense of low oxygen sensing / J. Bailey-Serres, T. Fukao, D. J. Gibbs, M. J. Holdsworth, S. C. Lee, F. Licausi, P. Perata, L. A. C. J. Voesenek, J. T. van Dongen // Trends in Plant Science. - 2012. - Vol. 17. - P. 129-138.

10. Little, A. E. F. Rules of Engagement: Interspecies Interactions that Regulate Microbial Communities / A. E. F. Little, C. J. Robinson, S. B. Peterson, K. F.

Raffa, J. Handelsman // Annual Review of Microbiology. - 2008. - Vol. 62. - P. 375-401.

11. McDonagh, C. Optical Chemical Sensors / C. McDonagh, C. S. Burke, B. D. MacCraith // Chemical Reviews. - 2008. - Vol. 108. - P. 400-422.

12. Winkler, L. W. Die Bestimmung des im Wasser gelösten Sauerstoffes / L. W. Winkler // Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft. - 1888. - Vol. 21. -P. 2843-2854.

13. Howard, R. O. Oxygen Computation of Arterioles and Venules as Studied in the Cartesian Diver / R. F. Howard, D. W. Richardson, M. H. Smith, J. L. Jr. Patterson // Circulation Research. - 1965. - Vol. 16. - P. 187-196.

14. Van Slyke, D. D. The determination of gases in blood and other solutions by vacuum extraction and manometric measurement. I / D. D. Van Slyke, J. M. Neill // Journal of Biological Chemistry. - 1924. - Vol. 61. - P. 523-573.

15. Swinnerton, J. W. Determination of Dissolved Gases in Aqueous Solution by Gas Chromatography / J. W Swinnerton, V. J. Linnenbom, C. H. Cheek // Analytical Chemistry. - 1962. - Vol. 34. - P. 483-485.

16. Leland, C. C. Continuous Recording of Blood Oxygen Tensions by Polarography / C. C. Jr. Leland, R. Wolf, D. Granger, Z. Taylor // Journal of Applied Physiology. - 1953. - Vol. 6. - P. 189-193.

17. Borisov, S. M. Optical Biosensors / S. M. Borisov, O. S. Wolfbeis // Chemical Reviews. - 2008. - Vol. 108. - P. 423-461.

18. Halpern, H. J. Oxymetry deep in tissues with low-frequency electron paramagnetic resonance / H. J. Halpern, C. Yu, M. Peric, E. Barth, D. J. Grdina, B. A. Teicher // Proceedings of the National Academy of Sciences. - 1994. - Vol. 91. - P. 13047-13051.

19. Fox, M. D. Spontaneous fluctuations in brain activity observed with functional magnetic resonance imaging / M. D. Fox, M. E. Raichle // Nature Reviews Neuroscience. - 2007. - Vol. 8. - P. 700-711.

20. Sette, G. Local brain haemodynamics and oxygen metabolism in cerebrovascular disease: positron emission tomography / G. Sette, J. C. Baron, B. Mazoyer, M. Levasseur, S. Pappata, C. Crouzel // Brain. - 1989. - Vol. 112. - P. 931-951.

21. Aoyagi, T. Pulse oximetry: its invention, theory, and future / T. Aoyagi // Journal of Anesthesia. - 2003. - Vol. 17. - P. 259-266.

22. Frostig, R. D. Cortical functional architecture and local coupling between neuronal activity and the microcirculation revealed by in vivo high-resolution optical imaging of intrinsic signals / R. D. Frostig, E. E. Lieke, D. Y. Ts'o, A. Grinvald // Proceedings of the National Academy of Sciences. - 1990. - Vol. 87.

- P. 6082-6086.

23. Bergman, I. Rapid-response Atmospheric Oxygen Monitor based on Fluorescence Quenching / I. Bergman // Nature. - 1968. - Vol. 218. - P. 396.

24. Vanderkooi, J. M. An optical method for measurement of dioxygen concentration based upon quenching of phosphorescence / J. M. Vanderkooi, G. Maniara, T. J. Green, D. F. Wilson // Journal of Biological Chemistry. - 1987. - Vol. 262. - P. 5476-5482.

25. Elowitz, M. B. Photoactivation turns green fluorescent protein red / M. B. Elowitz, M. G. Surette, P.-E. Wolf, J. Stock, S. Leibler // Current Biology. - 1997.

- Vol. 7. - P. 809-812.

26. Oshino, R. A sensitive bacterial luminescence probe for O2 in biochemical systems / R. Oshino, N. Oshino, M. Tamura, L. Kobilinsky, B. Chance // Biochimica et Biophysica Acta - General Subjects. - 1972. - Vol. 273. - P. 5-17.

27. Ashkenazi, S. Photoacoustic probing of fluorophore excited state lifetime with application to oxygen sensing / S. Ashkenazi, S.-W. Huang, T. D. Horvath, Y.-E. Lee Koo, R. Kopelman // Journal of Biomedical Optics. - 2008. - Vol. 13. - P. 034023-034024.

28. Mik, E. G. Mitochondrial PO2 measured by delayed fluorescence of endogenous protoporphyrin IX / E. G. Mik, J. Stap, M. Sinaasappel, J. F. Beek, J. A. Aten, T. G. van Leeuwen, C. Ince // Nature Methods. - 2006. - Vol. 3. - P. 939-945.

29. Dmitriev, R. I. Optical probes and techniques for O2 measurement in live cells and tissue / R. I. Dmitriev, D. B. Papkovsky // Cellular and Molecular Life Sciences. - 2012. - Vol. 69. - P. 2025-2039.

30. Varia, V. A. Pimonidazole: A Novel Hypoxia Marker for Complementary Study of Tumor Hypoxia and Cell Proliferation in Cervical Carcinoma / M. A. Varia, D. P. Calkins-Adams, L. H. Rinker, A. S. Kennedy, D. B. Novotny, W. C. Fowler Jr., J. A. Raleigh // Gynecologic Oncology. - 1998. - Vol. 71. - P. 270-277.

31. Baldini, F. Absorption-based optical-fibre oxygen sensor / F. Baldini, M. Bacci, F. Cosi, A. Del Bianco // Sensors and Actuators B: Chemical. - 1992. - Vol. 7. -P. 752-757.

32. Zhujun, Z. Optical sensor for oxygen based on immobilized hemoglobin / Z. Zhujun,W. R. Seitz // Analytical Chemistry. - 1986. - Vol. 58. - P. 220-222.

33. Wolthuis, R. Development of a medical fiber-optic pH sensor based on optical absorption / R. Wolthuis, D. McCrae, E. Saaski, J. Hartl, G. Mitchell // IEEE Transactions on Biomedical Engineering. - 1992. - Vol. 39. - P. 531-537.

34. Skiles, M. L. Correlating hypoxia with insulin secretion using a fluorescent hypoxia detection system / M. L. Skiles, R. Fancy, P. Topiwala, S. Sahai, J. O. Blanchette // Journal of Biomedical Materials Research Part B: Applied Biomaterials. - 2011. - Vol. 97B. - P. 148-155.

35. Komatsu, H. Ruthenium Complexes with Hydrophobic Ligands That Are Key Factors for the Optical Imaging of Physiological Hypoxia / H. Komatsu, K. Yoshihara, H. Yamada, Y. Kimura, A. Son, S. Nishimoto, K. Tanabe // Chemistry - A European Journal. - 2012. - Vol. 19. - P. 1971-1977.

36. Cui, L. A New Prodrug-Derived Ratiometric Fluorescent Probe for Hypoxia: High Selectivity of Nitroreductase and Imaging in Tumor Cell / L. Cui, Y. Zhong, W. Zhu, Y Xu, Q. Du, X. Wang, X. Qian, Y. Xiao // Organic Letters. - 2011. -Vol. 13. - P. 928-931.

37. Kiyose, K. Hypoxia-Sensitive Fluorescent Probes for in Vivo Real-Time Fluorescence Imaging of Acute Ischemia / K. Kiyose, K. Hanaoka, D. Oushiki, T. Nakamura, M. Kajimura, M. Suematsu, H. Nishimatsu, T. Yamane, T. Terai,

Y. Hirata, T. Nagano // Journal of American Chemical Society. - 2010. - Vol. 132. - P. 15846-15848.

38. Takahashi, S. Reversible Off-On Fluorescence Probe for Hypoxia and Imaging of Hypoxia-Normoxia Cycles in Live Cells / S. Takahashi, W. Piao, Y. Matsumura, T. Komatsu, T. Ueno, T. Terai, T. Kamachi, M. Kohno, T. Nagano, K. Hanaoka // Journal of American Chemical Society. - 2012. - Vol. 134. - P. 19588-19591.

39. Raleigh, J. A. Binding of misonidazole to hypoxic cells in monolayer and spheroid culture: Evidence that a side-chain label is bound as efficiently as a ring label / J. A. Raleigh, A. J. Franko, C. J. Koch, J. L. Born // British Journal of Cancer. - 1985. - Vol. 51. - P. 229-235.

40. Mills, A. Optical Oxygen Sensors / A. Mills // Platinum Metals Review. - 1997. - Vol. 41. - P. 115-127.

41. Kautsky, H. Nachweis geringster Sauerstoffmengen durch Phosphoreszenztilgung / H. Kautsky, A. Hirsch // Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie. - 1935. - Vol. 222. - P. 126-134.

42. Vaughn, W. Oxygen quenching of pyrenebutyric acid fluorescence in water. Dynamic probe of the microenvironment / W. M. Vaughn, Gregorio Weber // Biochemistry. - 1970. - Vol. 9. - P. 464-473.

43. Longmuir, I. S. Measurement of tissue oxygen with a fluorescent probe / I. S. Longmuir, J. A. Knopp // Journal of Applied Physiology. - 1976. - Vol. 41. - P. 598-602.

44. Rumsey, W. L. Imaging of Phosphorescence: A Novel Method for Measuring Oxygen Distribution in Perfused Tissue / W. L. Rumsey, J. M. Vanderkooi, D. F. Wilson // Science. - 1988. - Vol. 241. - P. 1649-1651.

45. Quaranta, M. Indicators for optical oxygen sensors / M. Quaranta, S. M. Borisov, I. Klimant // Bioanalytical Reviews. - 2012. - Vol. 4. - P. 115-157.

46. Dunphy, I. Oxyphor R2 and G2: phosphors for measuring oxygen by oxygen-dependent quenching of phosphorescence / I. Dunphy, S. A. Vinogradov, D. F. Wilson // Analytical Biochemistry. - 2002. - Vol. 310. - P. 191-198.

47. O'Riordan, T. C. Performance Evaluation of the Phosphorescent Porphyrin Label: Solid-Phase Immunoassay of a-Fetoprotein / T. C. O'Riordan, A. E. Soini, D. B. Papkovsky // Analytical Chemistry. - 2002. - Vol. 74. - 5845-5850.

48. Papkovsky, D. B. Biological detection by optical oxygen sensing / D. B. Papkovsky, R. I. Dmitriev // Chemical Society Reviews. - 2013. - Vol. 42. - P. 8700-8732.

49. Brinas, R. P. Phosphorescent Oxygen Sensor with Dendritic Protection and Two-Photon Absorbing Antenna / R. P. Brinas, T. Troxler, R. M. Hochstrasser, S. A. Vinogradov // Journal of American Chemistry Society. - 2005. - Vol. 127. - P. 11851-11862.

50. Finikova, O. S. Oxygen Microscopy by Two-Photon-Excited Phosphorescence / O. S. Finikova, A. Y. Lebedev, A. Aprelev, T. Troxler, F. Gao, C. Garnacho, S Muro, R. M. Hochstrasser, S. A. Vinogradov // ChemPhysChem. - 2008. - Vol. 9. - P. 1673-1679.

51. Lebedev, A. Y. Design of metalloporphyrin-based dendritic nanoprobes for two-photon microscopy of oxygen / A. Y. Lebedev, T. Troxler, S. A. Vinogradov // Journal of Porphyrins and Phthalocyanines. - 2008. - Vol. 12. - P. 1261-1269.

52. Ruggi, A. Interaction of dioxygen with the electronic excited state of Ir(III) and Ru(II) complexes: Principles and biomedical applications / A. Ruggi, F. W. B. van Leeuwen, A. H. Velders // Coordination Chemistry Reviews. - 2011. - Vol. 255. - P. 2542-2554.

53. Lo, L.-W. Calibration of Oxygen-Dependent Quenching of the Phosphorescence of Pd-meso-tetra (4-Carboxyphenyl) Porphine: A Phosphor with General Application for Measuring Oxygen Concentration in Biological Systems / L.-W. Lo, C. J. Koch, D. F. Wilson // Analytical Biochemistry. - 1996. - Vol. 236. - P. 153-160.

54. Amao, Y. Probes and Polymers for Optical Sensing of Oxygen / Y. Amao // Microchimica Acta. - 2003. - Vol. 143. - P. 1-12.

55. Esipova, T. V. Two New "Protected" Oxyphors for Biological Oximetry: Properties and Application in Tumor Imaging / T. V. Esipova, A. Karagodov, J.

Miller, D. F. Wilson, T. M. Busch, S. A. Vinogradov // Analytical Chemistry. -2011. - Vol. 83. - P. 8756-8765.

56. Zajko, S. The effects of different sterilization procedures on the optical polymer oxygen sensors / S. Zajko, I. Klimant // Sensors and Actuators B: Chemical. -2013. - Vol. 177. - P. 86-93.

57. Chapman, J. Period four metal nanoparticles on the inhibition of biofouling / J. Chapman, E. Weir, F. Regan // Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. - 2010. -Vol. 78. - P. 208-216.

58. Wencel, D. Optical Chemical pH Sensors / D. Wencel, T. Abel, C. McDonagh // Analytical Chemistry. - 2014. - Vol. 86. - P. 15-29.

59. Prichard, F. E. Measurement of pH: A Practical Handbook / F. E. Prichard, R. Lawn // Royal Society of Chemistry: London, 2003.

60. Steinegger, A. Optical Sensing and Imaging of pH Values: Spectroscopies, Materials, and Applications / A. Steinegger, O. S. Wolfbeis, S. M. Borisov // Chemical Reviews. - 2020. - Vol. 120. - P. 12357-12489.

61. Free, H. M. Triple-Test Strip for Urinary Glucose, Protein, and pH / H. M. Free, G. F. Collins, A. H. Free // Clinical Chemistry. - 1960. - Vol. 6. - P. 352-361.

62. Harper, G. B. Reusable glass-bound pH indicators / G. B. Harper // Analytical Chemistry. - 1975. - Vol. 47. - P. 348-351.

63. Mohr, G. J. Optical sensors for a wide pH range based on azo dyes immobilized on a novel support / G. J. Mohr, O. S. Wolfbeis // Analytica Chimica Acta. - 1994.

- Vol. 292. - P. 41-48.

64. Werner, T. Optical sensor for the pH 10-13 range using a new support material / T. Werner, O. S. Wolfbeis // Fresenius' Journal of Analytical Chemistry. - 1993.

- Vol. 346. - P. 564-568.

65. Safavi, A. Optical sensor for high pH values / A. Safavi, H. Abdollahi // Analytica Chimica Acta. - 1998. - Vol. 367. - P. 167-173.

66. Posch, H. E. Towards a gastric pH-sensor: an optrode for the pH 0-7 range / H. E. Posch, M. J. P. Leiner, O. S. Wolfbeis // Fresenius' Zeitschrift für analytische Chemie. - 1989. - Vol. 334. - P. 162-165.

67. Baldini, F. In vivo optical-fibre pH sensor for gastro-oesophageal measurements / F. Baldini, P. Bechi, S. Bracci, F. Cosi, F. Pucciani // Sensors and Actuators B: Chemical. - 1995. - Vol. 29. - P. 164-168.

68. Wolfbeis, O. S. A new group of fluorescent pH-indicators for an extended pH-range / O. S. Wolfbeis, H. Marhold // Fresenius' Zeitschrift für analytische Chemie. - 1987. - Vol. 327. - P. 347-350.

69. Perez, J. Automation of Plutonium Spectrophotometry / J. Perez, G. Boisde, B. Goujon, G. Chevalier, M. Isaac // Analusis. - 1980. - Vol. 8. - P. 344-351.

70. Peterson, J. I. Fiber optic pH probe for physiological use / J. I. Peterson, S. R. Goldstein, R. V. Fitzgerald, D. K. Buckhold // Analytical Chemistry. - 1980. -Vol. 52. - P. 864-869.

71. Jin, W. Continuous Intra-Arterial Blood pH Monitoring by a Fiber-Optic Fluorosensor / W. Jin, L. Wu, Y. Song, J. Jiang, X. Zhu, D. Yang, C. Bai // IEEE Transactions on Biomedical Engineering. - 2011. - Vol. 58. - P. 1232-1238.

72. Tusa, J. K. Critical care analyzer with fluorescent optical chemosensors for blood analytes / J. K. Tusa, H. He // Journal of Materials Chemistry. - 2005. - Vol. 15.

- P. 2640-2647.

73. Mahutte, C. K. On-Line Arterial Blood Gas Analysis With Optodes: Current Status / C. K. Mahutte // Clinical Biochemistry. - 1998. - Vol. 31. - P. 119-130.

74. McKinley, B. A. ISFET and Fiber Optic Sensor Technologies: In Vivo Experience for Critical Care Monitoring / B. A. McKinley // Chemical Reviews.

- 2008. - Vol. 108. - P. 826-844.

75. Venkatesh, B. Evaluation of the paratrend 7 intravascular blood gas monitor during cardiac surgery: Comparison with the C4000 in-line blood gas monitor during cardiopulmonary bypass / B. Venkatesh, T. H. Clutton-Brock, S. P. Hendry // Journal of Cardiothoracic and Vascular Anesthesia. - 1995. - Vol. 9. - P. 412419.

76. Baldini, F. Optical sensor for interstitial pH measurements / F. Baldini, A. Giannetti, A. A. Mencaglia // Journal of Biomedical Optics. - 2007. - Vol. 12. -№ 024024.

77. Grant, S. A. A sol-gel based fiber optic sensor for local blood pH measurements / S. A. Grant, R. S. Glass // Sensors and Actuators B: Chemical. - 1997. - Vol. 45. - P. 35-42.

78. Leiner, M. J. P. Optical sensors for in vitro blood gas analysis / M. J. P. Leiner // Sensors and Actuators B: Chemical. - 1995. - Vol. 29. - P. 169-173.

79. Venkatesh, B. Continuous Intra-arterial Blood Gas Monitoring / B. Venkatesh // Critical Care and Resuscitation. - 1999. - Vol. 1(2). - P. 150.

80. Baldini, F. In vivo monitoring of the gastrooesophageal system using optical fibre sensors / F. Baldini // Analytical and Bioanalytical Chemistry. - 2003. -Vol. 375. - P. 731-743.

81. Marieb, E. N. Human Anatomy & Physiology / E. N. Marieb, K. Hoehn; Pearson Prentice Hall. - 7th edition. - Pearson Education, 2007. - ISNB-13 9780132197991.

82. Netto, E. J. A fiber-optic broad-range pH sensor system for gastric measurements / E. J. Netto, J. I. Peterson, M. McShane, V. Hampshire // Sensors and Actuators B: Chemical. - 1995. - Vol. 29. - P. 157-163.

83. Schultz, A. Airway surface liquid pH is not acidic in children with cystic fibrosis / A. Schultz, R. Puvvadi, S. M. Borisov, N. C. Shaw, I. Klimant, L. J. Berry, S. T. Montgomery, T. Nguyen, S. M. Kreda, A. Kicic, P. B. Noble, B. Button, S. M. Stick // Nature Communications. - 2017. - Vol. 8. - №1409.

84. Dargaville, T. R. Sensors and imaging for wound healing: A review / T. R. Dargaville, B. L. Farrugia, J. A. Broadbent, S. Pace, Z. Upton, N. H. Voelcker // Biosensors and Bioelectronics. - 2013. - Vol. 41. - P. 30-42.

85. Jones, E. M. The Effect of pH on the Extracellular Matrix and Biofilms / E. M. Jones, C. A. Cochrane, S. L. Percival // Advanced on Wound Care. - 2015. - Vol.

4. - p. 431-439.

86. Schreml, S. 2D luminescence imaging of pH in vivo / S. Schreml, R. J. Meier, O.

5. Wolfbeis, M. Landthaler, R.-M. Szeimies, P. Babilas // Proceedings of the National Academy of Sciences. - 2011. - Vol. 108. - P. 2432-2437.

87. Schreml, S. Luminescent Dual Sensors Reveal Extracellular pH-Gradients and Hypoxia on Chronic Wounds That Disrupt Epidermal Repair / S. Schreml, R. J. Meier, M. Kirschbaum, S. C. Kong, S. Gehmert, O. Felthaus, S. Küchler, J. R. Sharpe, K. Wöltje, K. T. Weiß, M. Albert, U. Seidl, J. Schröder, C. Morsczeck, L. Prantl, C. Duschl, S. F. Pedersen, M. Gosau, M. Berneburg, O. S. Wolfbeis, M. Landthaler, P. Babilas // Theranostics. - 2014. - Vol. 4. - P. 721-735.

88. Zauner, A. Brain Oxygen, CO2, pH, and Temperature Monitoring Evaluation in the Feline Brain / A. Zauner, R. Bullock, X. Di, H. F. Young // Neurosurgery. -1995. - Vol. 37. - P. 1168-1177.

89. McKinley, B. A. Brain parenchyma PO2, PCO2, and pH during and after hypoxic, ischemic brain insult in dogs / B. A. McKinley, W. P. Morris, C. L. Parmley, B. D. Butler // Critical Care Medicine. - 1996. - Vol. 24. - P. 1858-1868.

90. Grant, S. A. In vitro and in vivo measurements of fiber optic and electrochemical sensors to monitor brain tissue pH / S. A. Grant, K. Bettencourt, P. Krulevitch, J. Hamilton, R. Glass // Sensors and Actuators B: Chemical. - 2001. - Vol. 72. - P. 174-179.

91. Ramamonjisoa, N. Characterization of the Tumor Microenvironment and Tumor-Stroma Interaction by Non-invasive Preclinical Imaging / N. Ramamonjisoa, E. Ackerstaff // Frontiers in Oncology. - 2017. - Vol. 7. - P. 3.

92. Tung, C.-H. A Quick Responsive Fluorogenic pH Probe for Ovarian Tumor Imaging / C.-H. Tung, J. Qi, L. Hu, M. S. Han, Y. Kim // Theranostics. - 2015. -Vol. 5. - P. 1166-1174.

93. Martin, G. R. Noninvasive measurement of interstitial pH profiles in normal and neoplastic tissue using fluorescence ratio imaging microscopy / G. R. Martin, R. K. Jain // Cancer Research. - 1994. - Vol. 54. - P. 5670-5674.

94. Urano, Y. Selective molecular imaging of viable cancer cells with pH-activatable fluorescence probes / Y. Urano, D. Asanuma, Y. Hama, Y. Koyama, T. Barrett, M. Kamiya, T. Nagano, T. Watanabe, A. Hasegawa, P. L. Choyke, H. Kobayashi // Nature Medicine. - 2008. - Vol. 15. - P. 104-109.

95. Shirmanova, M. V. Intracellular pH imaging in cancer cells in vitro and tumors in vivo using the new genetically encoded sensor SypHer2 / M. V. Shirmanova, I. N. Druzhkova, M. M. Lukina, M. E. Matlashov, V. V. Belousov, L. B. Snopova, N. N. Prodanetz, V. V. Dudenkova, S. A. Lukyanova, E. V. Zagaynova // Biochimica et Biophysica Acta - General Subjects. - 2015. - Vol. 1850. - P. 19051911.

96. Gong, P. Polypeptide micelles with dual pH activatable dyes for sensing cells and cancer imaging / P. Gong, Y. Yang, H. Yi, S. Fang, P. Zhang, Z. Sheng, G. Gao, D. Gao, L. Cai // Nanoscale. - 2014. - Vol. 6. - P. 5416-5424.

97. Liu, X. Magnetic nanomaterials with near-infrared pH-activatable fluorescence via iron-catalyzed AGET ATRP for tumor acidic microenvironment imaging / X. Liu, Q. Chen, G. Yang, L. Zhang, Z. Liu, Z. Cheng, X. Zhu // Journal of Materials and Chemistry B. - 2015. - Vol. 3. - P. 2786-2800.

98. Li, C. PH-Activated near-infrared fluorescence nanoprobe imaging tumors by sensing the acidic microenvironment / C. Li, J. Xia, X. Wei, H. Yan, Z. Si, S. Ju // Advanced Functional Materials. - 2010. - Vol. 20. - P. 2222-2230.

99. Chen, Q. A Self-Assembled Albumin-Based Nanoprobe for In Vivo Ratiometric Photoacoustic pH Imaging / Q. Chen, X. Liu, J. Chen, J. Zeng, Z. Cheng, Z. Liu // Advanced Materials. - 2015. - Vol. 27. - P. 6820-6827.

100. Kenney, R. M. A pH-Sensing Optode for Mapping Spatiotemporal Gradients in 3D Paper-Based Cell Cultures / R. M. Kenney, M. W. Boyce, N. A. Whitman, B. P. Kromhout, M. R. Lockett // Analytical Chemistry. - 2018. - Vol. 90. - P. 2376-2383.

101. Gong, J. A hydrogel-based optical fibre fluorescent pH sensor for observing lung tumor tissue acidity / J. Gong, M. G. Tanner, S. Venkateswaran. J. M. Stone, Y. Zhang, M. Bradley // Analytica Chimica Acta. - 2020. - Vol. 1134. - P. 136143.

102. Han, J. Fluorescent Indicators for Intracellular pH / J. Han, K. Burgess // Chemical Reviews. - 2010. - Vol. 110. - P. 2709-2728.

103. Srivastava, J. Intracellular pH sensors: design principles and functional significance / J. Srivastava, D. L. Barber, M. P. Jacobson // Physiology. - 2007.

- Vol. 22. - P. 30-39.

104. Zhou, K. Tunable, Ultrasensitive pH-Responsive Nanoparticles Targeting Specific Endocytic Organelles in Living Cells / K. Zhou, Y. Wang, X. Huang, K. Luby-Phelps, B. D. Sumer, J. Gao // Angewandte Chemie. - 2011. - Vol. 50.

- P. 6109-6114.

105. Arnett, T. R. Extracellular pH Regulates Bone Cell Function / T. R. Arnett // Journal of Nutrition. - 2008. - Vol. 138. - P. 415S-418S.

106. Zhang, X. Tumor pH and Its Measurement / X. Zhang, Y. Lin, R. J. Gillies // Journal of Nuclear Medicine. - 2010. - Vol. 51. - P. 1167-1170.

107. Hynes, J. In vitro analysis of cell metabolism using a long-decay pH-sensitive lanthanide probe and extracellular acidification assay / J. Hynes, T. C. O'Riordan, A. V. Zhdanov, G. Uray, Y. Will, D. B. Papkovsky // Analytical Biochemistry. - 2009. - Vol. 390. - P. 21-28.

108. Umemura, T. Slab Optical Waveguide High-Acidity Sensor Based on an Absorbance Change of Protoporphyrin IX / T. Umemura, H. Hotta, T. Abe, Y. Takahashi, H. Takiguchi, M. Uehara, T. Odake, K. Tsunoda // Analytical Chemistry. - 2006. - Vol. 78. - P. 7511-7516.

109. Igarashi, S. Optical pH Sensor of Electrostatically Immobilized Porphyrin on the Surface of Sulfonated-Polystyrene / S. Igarashi, K. Kuwae, T. Yotsuyanagi // Analytical Sciences. - 1994. - Vol. 10. - P. 821-822.

110. Gulino, A. Optical pH Meter by Means of a Porphyrin Monolayer Covalently Assembled on a Molecularly Engineered Silica Surface / A. Gulino, P. Mineo, S. Bazzano, D. Vitalini, I. Fragala // Chemistry of Materials. - 2005. - Vol. 17.

- p. 4043-4045.

111. Gulino, A. Spectroscopic and Microscopic Characterization and Behavior of an Optical pH Meter Based on a Functional Hybrid Monolayer Molecular System: Porphyrin Molecules Covalently Assembled on a Molecularly Engineered Silica

Surface / A. Gulino, P. Mineo, E. Scamporrino, D. Vitalini, I. Fragala // Chemistry of Materials. - 2006. - Vol. 18. - P. 2404-2410.

112. Gulino, A. Spectroscopic and Morphological Investigation of an Optical pH Meter Based on a Porphyrin Monolayer Covalently Assembled on a Engineered Silica Surface / A. Gulino, P. Mineo, I. Fragala // Journal of Physical Chemistry C. - 2007. - Vol. 111. - P. 1373-1377.

113. Delmarre, D. Incorporation of water-soluble porphyrins in sol-gel matrices and application to pH sensing / D. Delmarre, R. Meallet-Renault, C. Bied-Charreton, R. F. Pasternack // Analytica Chimica Acta. - 1999. - Vol. 401. - P. 125-128.

114. Khalil, G. E. meso-Tetraarylporpholactones as high pH sensors / G. E. Khalil, P Daddario, K. S. F. Lau, S. Imtiaz, M. King, M. Gouterman, A. Sidelev, N. Puran, M. Ghandehar, C. Brückner // Analyst. - 2010. - Vol. 135. - P. 2125-2131.

115. Worlinsky, J. L. High pH sensing with water-soluble porpholactone derivatives and their incorporation into a Nafion® optode membrane / J. L. Worlinsky, S. Halepas, M. Ghandehari, G. Khalil, C. Brückner // Analyst. - 2015. - Vol. 140. - P. 190-196.

116. Liu, E. Mapping high pH levels in hydrated calcium silicates / E. Liu, M. Ghandehari, C. Brückner, G. Khalil, J. Worlinsky, W. Jin, A. Sidelev, M. A. Hyland // Cement and Concrete Research. - 2017. - Vol. 95. - P. 232-239.

117. Papkovsky, D. B. Protonation of porphyrins in liquid PVC membranes: Effects of anionic additives and application to pH-sensing / D. B. Papkovsky, G. V. Ponomarev, O. S. Wolfbeis // Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry. - 1997. - Vol. 104. - P. 151-158.

118. Blair, T. L. Potentiometric and fiber optic sensors for pH based on an electropolymerized cobalt porphyrin / T. L. Blair, J. R. Allen, S. Daunert, L. G. Bachas // Analytical Chemistry. - 1993. - Vol. 65. - P. 2155-2158.

119. Borchert, N. B. O2/pH Multisensor Based on One Phosphorescent Dye / N. B. Borchert, G. V. Ponomarev, J. P. Kerry, D. B. Papkovsky // Analytical Chemistry. - 2011. - Vol. 83. - P. 18-22.

120. Nagl, S. Optical multiple chemical sensing: status and current challenges / S. Nagla, O. S. Wolfbeis // Analyst. - 2007. - Vol. 132. - P. 507-511.

121. Stich, M. I. J. Multiple fluorescent chemical sensing and imaging / M. I. J. Stich, L. H. Fischera, O. S. Wolfbeis // Chemical Society Reviews. - 2010. - Vol. 39.

- P. 3102-3114.

122. Cascales, J. P. Wearable device for remote monitoring of transcutaneous tissue oxygenation / J. P. Cascales, E. Roussakis, L. Witthauer, A. Goss, X. Li, Y. Chen, H. L. Marks, C. L. Evans // Biomedical Optics Express. - 2020. - Vol. 11. - P. 6989-7002.

123. Esipova, T. V. Oxyphor 2P: A High-Performance Probe for Deep-Tissue Longitudinal Oxygen Imaging / T. V. Esipova, M. J. P. Barrett, E. Erlebach, A. E. Masunov, B. Weber, S. A. Vinogradov // Cell Metabolism. - 2019. - Vol. 29.

- P. 736-744.

124. Papkovsky, D. B. Cell Energy Budget Platform for Multiparametric Assessment of Cell and Tissue Metabolism / D. B. Papkovsky, A. V. Zhdanov // Mitochondrial Medicine. - 2021. - Vol. 2276. - P. 305-324.

125. Stranik, O. Plasmonic enhancement of fluorescence for sensor applications / O. Stranik, H. M. McEvoy, C. McDonagh, B. D. MacCraith // Sensors and Actuators B: Chemical. - 2005. - Vol. 107. - P. 148-153.

126. Ferrick, D. A. Advances in measuring cellular bioenergetics using extracellular flux / D. A.Ferrick, A. Neilson, C. Beeson // Drug Discovery Today. - 2008. -Vol. 13. - P. 268-274.

127. Hynes, J. Fluorescent pH and Oxygen Probes of the Assessment of Mitochondrial Toxicity in Isolated Mitochondria and Whole Cells / J. Hynes, E. Natoli Jr., Y. Will // Current Protocols in Toxicology. - 2009. - Vol. 40. - P. 2.16.1-2.16.22.

128. Zhdanov, A. V. Extracellular calcium depletion transiently elevates oxygen consumption in neurosecretory PC12 cells through activation of mitochondrial Na+/Ca2+ exchange / A. V. Zhdanov, M. W. Ward, C. T. Taylor, E. A. Souslova,

D. M. Chudakov, J. H. M. Prehn, D. B. Papkovsky // Biochimica et Biophysica Acta - Bioenergetics. - 2010. - Vol. 1797. - P. 1627-1637.

129. Nadanaciva, S. Assessment of drug-induced mitochondrial dysfunction via altered cellular respiration and acidification measured in a 96-well platform / S. Nadanaciva, P. Rana, G. C. Beeson, D. Chen, D. A. Ferrick, C. C. Beeson, Y. Will // Journal of Bioenergetics and Biomembranes. - 2012. - Vol. 44. - P. 421437.

130. Fraker, C. The Use of the BD Oxygen Biosensor System to Assess Isolated Human Islets of Langerhans: Oxygen Consumption as a Potential Measure of Islet Potency / C. Fraker, M. R. Timmins, R. D. Guarino, P. D. Haaland, H. Ichii, D. Molano, A. Pileggi, R. Poggioli, S. C. Presnell, L. Inverardi, M. Zehtab, C. Ricordi // Cell Transplantation. - 2006. - Vol. 15. - P. 745-758.

131. Keil, P. MultiSense: A Multimodal Sensor Tool Enabling the High-Throughput Analysis of Respiration / P. Keil, G. Liebsch, L. Borisjuk, H. Rolletschek // Methods in Molecular Biology. - 2017. - Vol. 1670. - P. 47-56.

132. Gerencser, A. A. Quantitative Microplate-Based Respirometry with Correction for Oxygen Diffusion / A. A. Gerencser, A. Neilson, S. W. Choi, U. Edman, N. Yadava, R. J. Oh, D. A. Ferrick, D. G. Nicholls, M. D. Brand // Analytical Chemistry. - 2009. - Vol. 81. - P. 6868-6878.

133. Vasylevska, G. S. Indicator-Loaded Permeation-Selective Microbeads for Use in Fiber Optic Simultaneous Sensing of pH and Dissolved Oxygen / G. S. Vasylevska, S. M. Borisov, C. Krause, O. S. Wolfbeis // Chemistry of Materials. - 2006. - Vol. 18. - P. 4609-4616.

134. Müller, B. Measurement of respiration and acidification rates of mammalian cells in thermoplastic microfluidic devices / B. Müller, P. Sulzer, M. Walch, H. Zirath, T. Buryska, M. Rothbauer, P. Ertl, T. Mayr // Sensors and Actuators B: Chemical. - 2021. - Vol. 334. - №129664.

135. Borisov, S. M. Modified Dual Lifetime Referencing Method for Simultaneous Optical Determination and Sensing of Two Analytes / S. M. Borisov, G.

Neurauter, C. Schroeder, I. Klimant, O. S. Wolfbeis // Applied Spectroscopy. -2006. - Vol. 60. - P. 1167-1173.

136. Wang, X. Optical methods for sensing and imaging oxygen: materials, spectroscopies and applications / X. Wang, O. S. Wolfbeis // Chemical Society Reviews. - 2014. - Vol. 43. - P. 3666-3761.

137. Meier, R. J. Simultaneous Photographing of Oxygen and pH In Vivo Using Sensor Films / R. J. Meier, S. Schreml, X. Wang, M. Landthaler, P. Babilas, O. S. Wolfbeis // Angewandte Chemie. - 2011. - Vol. 50. - P. 10893-10896.

138. Xu, W. Simultaneous color sensing of O2 and pH using a smartphone / W. Xu, S. Lu, Y. Chen, T. Zhao, Y. Jiang, Y. Wang, X. Chen // Sensors and Actuators B: Chemical. - 2015. - Vol. 220. - P. 326-330.

139. Tian, Y. Dually fluorescent sensing of pH and dissolved oxygen using a membrane made from polymerizable sensing monomers / Y. Tian, B. R. Shumway, A. C. Youngbull, Y. Li, A. K.-Y. Jen, R. H. Johnson, D. R. Meldrum // Sensors and Actuators B: Chemical. - 2010. - Vol. 147. - P. 714-722.

140. Ehgartner, J. Low cost referenced luminescent imaging of oxygen and pH with a 2-CCD colour near infrared camera / J. Ehgartner, H. Wiltsche, S. M. Borisov, T. Mayr // Analyst. - 2014. - Vol. 139. - P. 4924-4933.

141. Wolfbeis, O. S. Feasibility of optically sensing two parameters simultaneously using one indicator / O. S. Wolfbeis // International Society for Optics and Photonics. - 1991. - Vol. 1368. - P. 218-222.

142. Battersby, A. R. Tetrapyrroles: the pigments of life / A. R. Battersby // Natural Product Reports. - 2000. - Vol. 17. - P. 507-526.

143. Costas, M. Selective C-H oxidation catalyzed by metalloporphyrins / M. Costas // Coordination Chemistry Reviews. - 2011. - Vol. 255. - P. 2912-2932.

144. Costentin, C. Current Issues in Molecular Illustrated by Iron Porphyrins as Catalyst of the CO2-to-CO Electrochemical Conversion / C. Costentin, M. Robert, J.-M. Saveant // Accounts of Chemical Research. - 2015. - Vol. 48. - P. 2996-3006.

145. Senge, M. O. Classic Highlights in Porphyrin and Porphyrinoid Total Synthesis and Biosynthesis / M. O. Senge, N. N. Sergeeva, K. J. Hale // Chemical Society Reviews. - 2021. - Vol. 50. - P. 4730-4789.

146. Zucca, P. Immobilized Lignin Peroxidase-Like Metalloporphyrins as Reusable Catalysts in Oxidative Bleaching of Industrial Dyes / P. Zucca, C. M. B. Neves, M. M. Q. Simoes, M. P. M. S. Neves, G. Cocco, E. Sanjust // Molecules. - 2016.

- Vol. 21. - P. 964.

147. Nakagaki, S. Recent Advances in Solid Catalysts Obtained by Metalloporphyrins Immobilization on Layered Anionic Exchangers: A Short Review and Some New Catalytic Results / S. Nakagaki, K. M. Mantovani, G. S. Machado, K. A. D. F. Castro, F. Wypych // Molecules. - 2016. - Vol. 21. - P. 291.

148. Rebelo, S. L. Iron(III) Fluorinated Porphyrins: Greener Chemistry from Synthesis to Oxidative Catalysis Reactions / S. L. H. Rebelo, A. M. N. Silva, C. J. Medforth, C. Freire // Molecules. - 2016. - Vol. 21. - P. 481.

149. Marciel, L. An effective and potentially safe blood disinfection protocol using tetrapyrrolic photosensitizers / L. Marciel, L. Teles, B. Moreira, M. Pacheco, L. Lourenço, M. Neves, J. Tomé, M. Faustino, A. Almeida // Future Medicinal Chemistry. - 2016. - Vol. 9. - P. 365-379.

150. Figueira, F. Synthesis and anion binding properties of porphyrins and related compounds / F. Figueira, J. M. M. Rodrigues, A. A. S. Farinha, J. A. S. Cavaleiro, J. P. C. Tomé // Journal of Porphyrins and Phthalocyanines. - 2016.

- Vol. 20. - P. 950-965.

151. Li, L.-L. Porphyrin-sensitized solar cells / L.-L. Li, E. W.-G. Diau // Chemical Society Reviews. - 2013. - Vol. 42. - P. 291-304.

152. Ethirajan, M. The role of porphyrin chemistry in tumor imaging and photodynamic therapy / M. Ethirajan, Y. Chen, P. Joshi, R. K. Pandey // Chemical Society Reviews. - 2011. - Vol. 40. - P. 340-362.

153. Abrahamse, H. New photosensitizers for photodynamic therapy / H. Abrahamse, M. R. Hamblin // Biochemical Journal. - 2016. - Vol. 15. - P. 347-364.

154. Jaquinod, L. Functionalization of 5,10,15,20-tetra-substituted porphyrins / L. Jaquinod; Eds: K. M. Kadish, K. M. Smith, R. Guilard // The Porphyrin Handbook / Academic Press: Boston, MA, USA, 2000. - Vol. 1. - P. 201-237.

155. Vicente, M. G. H. Reactivity and functionalization of ß-substituted porphyrins and chlorins / M. G. H. Vicente; Eds: K. M. Kadish, K. M. Smith, R. Guilard // The Porphyrin Handbook / Academic Press: Boston, MA, USA, 2000. - Vol. 1.

- P. 149-200.

156. Tokuji, S. Direct Arylation of meso-Formyl Porphyrin / S. Tokuji, H. Awane, H. Yorimitsu, A. Osuka // Chemistry - A European Journal. - 2013. - Vol. 19. - P. 64-68.

157. Vicente, M. G. H. Syntheses and Functionalizations of Porphyrin Macrocycles / M. G. H. Vicente, K. M. Smith // Current Organic Synthesis. - 2014. - Vol. 11.

- P. 3-28.

158. Sparatore, F. Osmium Tetroxide Oxidation of Protoporphyrin IX and Synthesis of Deuteroporphyrin IX 2,4-Diacrylic Acid / F. Sparatore, D. Mauzerall // Journal of Organic Chemistry. - 1960. - Vol. 25. - P. 1073-1076.

159. Fuhrhop, J.-H. Metalloporphyrins in Polymeric Matrices, Micelles, and Vesicles, VI. Hydrophobic and Hydrophilic Derivatives of 3,8-Diformyl-deuteroporphyrin Dimethyl Ester and their Interaction with Vesicles / J.-H. Fuhrhop, T. Lehmann // Justus Liebigs Annalen der Chemie. - 1984. - Vol. 1984

- P. 1057-1067.

160. Caughey, W. S. Substituted Deuteroporphyrins. I. Reactions at the Periphery of the Porphyrin Ring / W. S. Caughey, J. O. Alben, W. Y. Fujimoto, J. L. York // Journal of Organic Chemistry. - 1966. - V. 31. - P. 2631-2640.

161. Jackson, A. H. New syntheses of chlorocruoro-and isochlorocruoro-porphyrins from protoporphyrin-IX / A. H. Jackson, S. A. Matlin, A. H. Rees, R. Towill // Journal of the Chemical Society, Chemical Communications. - 1978. - Vol. 15.

- P. 645-645.

162. Ando, A. Synthesis of fluorine analogues of protoporphyrin / A. Ando, T. Shinada, S. Kinoshita, N. Arimura, T. Nagai, T. Miki, I. Kumadaki //Journal of Fluorine Chemistry. - 1989. - Vol. 42. - P. 293-298.

163. Kahl, S. B. Improved methods for the synthesis of porphyrin alcohols and aldehydes from protoporphyrin IX dimethyl ester and their further modification / S. B. Kahl, J. J. Schaeck, M. S. Koo // Journal of Organic Chemistry. - 1997.

- V. 62 - P. 1875-1880.

164. Gao, N. A facile synthesis of cyano-chlorins related to chlorophyll from formyl (pyro)-pheophorbide-a by a tandem transformation of the aldehyde into a nitrile group / N. Gao, J.-Z. Li, Y.-L. Li, Z. Wang, J.-J. Wang // Chinese Chemical Letters. - 2016. - Vol. 27. - P. 789-794.

165. Kozyrev, A. N. LiOH promoted allomerization of pyropheophorbide a. A convenient synthesis of 13 2-oxopyropheophorbide a and its unusual enolization / A. N. Kozyrev, R. K. Pandey // Chemical Communications. - 1998. - Vol. 4.

- P. 481-482.

166. Li, J. Highly efficient synthesis of novel methyl 132-methylene mesopyropheophorbide a and its stereoselective Michael addition reaction / J. Li, Y. Liu, X.-S. Xu, Y.-L. Li, S.-G. Zhang, I. Yoon, Y. K. Shim, J.-J. Wang, J.-G. Yin // Organic & biomolecular chemistry. - 2015. - Vol. 13. - P. 1992-1995.

167. Oba, T. Alternative synthesis of 3-acetyl, 3-epoxy, and 3-formyl chlorins from a 3-vinyl chlorin, methyl pyropheophorbide-a, via iodination / T. Oba, T. Masuya, S. Yasuda, S. Ito // Bioorganic and Medicinal Chemistry Letters. - 2015. - V. 25. - P.3009-3012.

168. Segawa, H. Direct Hydroxylation at the Meso Position of Gold(II1) Tetraphenylporphyrin by Nucleophilic Addition: Novel Hydroxyphlorin Derivatives / H. Segawa, R. Azumi, T. Shimidzu // Journal of American Chemical Society. - 1992. - Vol. 114. - P. 7564-7565.

169. Senge, M. O. The dithianyl group as a synthon in porphyrin chemistry: condensation reactions and preparation of formylporphyrins under basic conditions / M. O. Senge, S. S. Hatscher, A. Wiehe, K. Dahms, A. Kelling //

Journal of the American Chemical Society. - 2004. - Vol. 126. - P. 1363413635.

170. Takanami T. One-pot synthesis of meso-formylporphyrins by SNAr reaction of 5, 15-disubstituted porphyrins with (2-pyridyldimethylsilyl) methyllithium / T. Takanami, A. Wakita, A. Sawaizumi, K. Iso, H. Onodera, K. Suda // Organic letters. - 2008. - Vol. 10. - P. 685-687.

171. Sugita, N. Palladium-catalyzed Kumada Coupling Reaction of bromoporphyrins with silylmethyl Grignard reagents: Preparation of silylmethyl-substituted porphyrins as a multipurpose synthon for fabrication of porphyrin systems / N. Sugita, S. Hayashi, F. Hino, T. Takanami // The Journal of Organic Chemistry. - 2012. - Vol. 77. - P. 10488-10497.

172. Brockmann, H. Zur weiteren kenntis des chlorophylls und des hemins. Formylund acetyl-substituire deuteroporphyrin./ H. Brockmann Jr., K. Bliesener, H.H.Inhoffen. // Justus Liebigs Annalen der Chemie. - 1968. - Vol. 718. - P. 148-161.

173. Fischer, H. Die Chemie des Pyrrols / H. Fischer, H. Orth // Leipzig: Akademische Verlag. - 1937. - P. 621.

174. Ponomarev. G. V. Synthesis of formyl-substituted porphyrins / G. V. Ponomarev, R. P. Evstigneeva, V. N. Stromnov, N. A. Preobrazhenskii // Chemistry of Heterocyclic Compounds. - 1967. - Vol. 2. - P. 479-480.

175. Grimblat, N. A theoretical study of the Duff reaction: insights into its selectivity / N. Grimblat, A. M. Sarotti, T. S. Kaufmana, S. O. Simonetti // Organic & biomolecular chemistry. - 2016. - Vol. 14. - P. 10496-10501.

176. Yaseen, M. Microwave-assisted synthesis, metallation, and Duff formylation of porphyrins / M. Yaseen, M. Ali, M. NajeebUllah, M. Ali Munawar, I. Khokhar // Journal of Heterocyclic Chemistry. - 2009. - Vol. 46. - P. 251-255.

177. Nichol, A. W. Formylation of Iron(III) Porphyrins and Chlorins of Natural Origin. / A. W. Nichol. // Journal of the Chemical Society C. - 1970. - Is. 7. -P. 903-910.

178. Inhoffen, H. H. Zur weiteren Kenntnis des Chlorophylls und des Hämins, VI. Formylierung der meso-Kohlenstoffatome von Alkyl-substituierten Porphyrinen. / H. H. Inhoffen, J. Fuhrhop, H. Voigt, H. Brockmann Jr. // Justus Liebigs Annalen der Chemie. - 1966. - Vol. 695. - P. 133-143.

179. Johnson, A. W. ^eso-Substitution products of Ätioporphyrin I. / A. W. Johnson, D. Oldfield. // Journal of the Chemical Society C. - 1966. - P. 794-798.

180. Arnold, D. P. Some reactions of meso-formyloctaethylporhyrin / D. P. Arnold, A. W. Johnson, M. Mahendran // Journal of the Chemical Society, Perkin Transactions 1. - 1978. - Vol. 4. - P. 366-370.

181. Ponomarev, G. V. Synthesis of cupric and ferric complexes of ethioporphyrin mezo-substituted derivatives / G. V. Ponomarev, B. V. Rozynov // Chemistry of Heterocyclic Compounds. - 1973. - Vol. 9. - P. 1172-1175.

182. Morozova, Y. V. Chemistry of oximes of meso-porphyrin metal complexes. Synthesis of chlorine with fused 1, 2-oxazocine ring / Y. V. Morozova, D. V. Yashunsky, B. I. Maksimov, G. V. Ponomarev // Chemistry of Heterocyclic Compounds. - 2003. - Vol. 39. - P. 388-389.

183. Ponomarev, G. V. Synthesis and properties of Schiff bases of mesoformylporphyrins / Ponomarev G. V. // Chemistry of Heterocyclic Compounds. - 1996. - Vol. 32. - P. 1263-1280.

184. Tamiaki, H. Synthesis of 32-nitro-chlorophyll-a derivatives and their electronic absorption/emission data / H. Tamiaki, M. Ohata, Y. Kinoshita, S. Machida // Tetrahedron. - 2014. - Vol. 70. - P.1629-1634.

185. Wang, J. Synthesis of novel C12-nonmethylated chlorophyll derivatives from methyl pyropheophorbide-a by allomerization and functionalization/ J. Wang, P. Wang, J. Li, J. Jakus, Y. Shim // Bulletin of the Korean Chemical Society. -2011. - Vol. 32. - P. 3473-3476.

186. Ke, H. Synthesis, singlet-oxygen photogeneration, two-photon absorption, photo-induced DNA cleavage and cytotoxic properties of an amphiphilic ß-Schiff-base linked Ru(II) polypyridyl-porphyrin conjugate / H. Ke, W. Ma, H.

Wang, G. Cheng, H. Yuan, W. Wong, D. Kwong, H. Tam, K. Cheah, C. Chan, K. Wong // Journal of Luminescence. - 2014. -Vol.154. - P.356-361.

187. Temelli, B. Synthesis, Spectroscopic Properties, and DFT Calculations of Imine-Bridged meso-meso- and P-meso-Linked Porphyrin-Corrole Dyads / B. Temelli, O. Ozasik, D. Yuksel // European Journal of Organic Chemistry. -2017. - Vol. 2017. - P. 4905-4915.

188. Sazanovich, I. V. Excited-State Energy-Transfer Dynamics of Self-Assembled Imine-Linked Porphyrin Dyads / I. V. Sazanovich, A. Balakumar, K. Muthukumaran, E. Hindin, C. Kirmaier, J. R. Diers, J. S. Lindsey, D. F. Bocian, D. Holten // Inorganic Chemistry. - 2003. - Vol. 42. - P. 6616-6628.

189. Lonin, I. A Study of the Reaction between Methylpyropheophorbide a and Hydrazine Hydrate. / I. S. Lonin, E. S. Belyaev, A. Y. Tsivadze, G. V. Ponomarev, N. N. Lonina, A. N. Fitch, and V. V. Chernyshev. // Macroheterocycles. - 2017. - Vol. 4-5. - P. 474-479.

190. Yaseen M. Synthesis of Novel Symmetric Porphyrin Schiff Base Dimers by Solid-Liquid Reaction Methodology / M. Yaseen, Z. Farooq, M. Mahmood, S. Ahmad, S. Nazir, K. Anjum, S. Naqvi // Journal of Heterocyclic Chemistry. -2019. - Vol. 56. - P. 1520-1529.

191. Ponomarev, G. V. Porphyrins. 35. Unusual course of the Vilsmeirr reaction when formylating the platinum complex of octaethylporphyrin (revision of the known reaction) / G. V. Ponomarev, D. V. Yashunskii, A. S. Moskovkin // Chemistry of Heterocyclic Compounds. - 1997. - Vol. 33. - P. 271-275.

192. Ponomarev, G. V. Porphyrins. 16. Thermolysis of schiff bases of meso-formylporphyrins - A convenient method for the synthesis of porphyrins with a cyclopentane ring / G. V. Ponomarev, A. M. Shul'ga // Chemistry of Heterocyclic Compounds. - 1984. - Vol. 20. - P. 383-388.

193. Borisov, S. M. Photophysical properties of the new phosphorescent platinum(II) and palladium(II) complexes of benzoporphyrins and chlorins. / S. M. Borisov, D. B. Papkovsky, G. V. Ponomarev, A. S. DeToma, R. Saf, I. Klimant. // Journal

of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry. - 2009. - Vol. 206. - P. 8792.

194. Hwu, J. R. Aminyl and iminyl radicals from arylhydrazones in the photo-induced DNA cleavage. / J. R. Hwu, C. C. Lin, S. H. Chuang, K. Y. King, T. R. Suc, S. C. Tsayd. // Bioorganic and Medician Chemistry. - 2004. - Vol. 12. - P. 25092515.

195. Erzina, D. Transformations of meso-iminofunctionalized Pd(II) and Ni(II)-complexes of ß-alkylsubstituted porphyrins. / D. Erzina, I. Zamilatskov, N. Stanetskaya, V. Tyurin, G. Kozhemyakin, G. Ponomarev, V. Chernyshev, A. Fitch. // European Journal of Organic Chemistry. - 2019. - Vol. 7. - P. 15081522.

196. Papkovsky, D. B. Phosphorescence based O2 sensors - Essential tools for monitoring cell and tissue oxygenation and its impact on metabolism / D. B. Papkovsky, A. V. Zhdanov // Free Radical Biology and Medicine. - 2016. - Vol. 101. - P. 202-210.

197. Armarego, W. L. F. Purification of Laboratory Chemicals / W. L. F. Armarego, C. L. L. Chai; Elsevier Inc. - 6th edition. - Butterworth-Heinemann: Burlington, USA, 2009. - 752 p. - ISBN: 978-1-85617-567-8.

198. Sheldrick, G. M. A short history of SHELX / G. M. Sheldrick // Acta Crystallographica Section A. - 2008. - Vol. 64. - P. 112-122.

199. Brandenburg, K. Diamond / K. Brandenburg, M. Berndt; Crystal impact GbR. -Version 2.1.b. - Bonn, Germany, 2000.

200. Frisch, M. J. Gaussian 09 / M. J. Frisch, G. W. Trucks, H. B. Schlegel, G. E. Scuseria, M. A. Robb, J. R. Cheeseman, G. Scalmani, V. Barone, et. al.; Gaussian, Inc. - Revision D.01. - Wallingford CT; 2013.

201. Landis, C. R. The NBO View of Chemical Bonding / C. R. Landis, F. Weinhold; Eds.: G. Frenking, S. Shaik // The Chemical Bond: Fundamental Aspects of Chemical Bonding; Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA. - Weinheim, Germany, 2014. - P. 91-120.

202. Smith, K. M. Porphyrins and bile pigments from brominated pyrromethenes / K.M. Smith. // Journal of the Chemical Society, Perkin Transactions 1. - 1972. - P.1471-1475.

203. Sessler, J. L. 3, 4-Diethylpyrrole and 2,3,7,8,12,13,17,18-Octaethylporphyrin / J. L. Sessler, A. Mozaffari, M. R. Johnson // Organic Syntheses. - 1991. - P. 68.

Благодарности

Работа была выполнена в Институте физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН в лаборатории новых физико-химических проблем при финансовой поддержке грантом Министерства образования и науки Российской Федерации №13.2251.21.0073 «Проведение исследований в рамках международного многостороннего и двустороннего сотрудничества, в том числе в рамках Европейского союза», грантом РНФ .№22-23-00903, а также стипендией Президента РФ для обучающихся за рубежом 2020-2021 учебном году.

Автор выражает благодарность д.х.н. Г. В. Пономареву, к.х.н. В. С. Тюрину, д.х.н. В. А. Кузьмину, д.х.н. Д. Б. Папковскому, д.х.н. А. Д. Шуталеву, к.х.н. Е. С. Беляеву, к.х.н. Г. Л. Кожемякину, д.ф.-м.н. В. В. Чернышеву, к.х.н. В. А. Тафеенко, Е. А. Орловой, к.б.н. А. С. Радченко, Л. Ли за помощь при выполнении работы на разных ее этапах.