Сразу двенадцать докладов сотрудников ЛНБИ будут представлены летом 2015 г. на престижной международной конференции "Advances in Functional Materials" в Университете штата Нью-Йорк в Стоуни-Брук (США).

В конце июня – начале июля 2015 г. в Университете штата Нью-Йорк в Стоуни-Брук (штат Нью-Йорк, США) состоится престижная конференция, посвященная последним разработкам в области создания и исследования новых функциональных материалов — Advances in Functional Materials.

Среди докладчиков Конференции – два Нобелевских лауреата: профессор Alan J. Heeger, обладатель Нобелевской премии 2000 года в области химии “За открытие и разработку проводящих полимеров” и профессор Robert Howard Grubbs, обладатель Нобелевской премии 2005 года в области химии “За вклад в развитие метода метатезиса в органическом синтезе”.

На конференции Advances in Functional Materials будут представлены все научные группы и основные направления работы ЛНБИ. Сотрудники представят 10 устных и 2 постерных доклада. Два устных доклада сделает ведущий ученый ЛНБИ профессор И.Р. Набиев.

Все представленные на конференцию доклады будут опубликованы в журнале Materials Today: Proceedings, престижном журнале издательства Elsevier, специализирующемся на публикации материалов конференций, посвященных новым материалам.

В докладе Павла Линькова и соавторов "High Quantum Yield of CdSe/ZnS/CdS/ZnS Multishell Quantum Dots Intended for Biosensing and Optoelectronic Applications" сообщается о создании в ЛНБИ нанокристаллов с многослойной оболочкой, обеспечивающей высокую степень локализации заряда и защиту от внешних воздействий, благодаря чему удается получать нанокристаллы с квантовым выходом флуоресценции, близким к 100%.

Применение разработанных нанокристаллов с многослойной оболочкой для изготовления высокоэффективных светодиодов рассмотрено в докладе Сергея Дайнеко и соавторов "Application of CdSe/ZnS/CdS/ZnS CoreMultishell Quantum Dots to Modern OLED Technology".

Доклад Павла Самохвалова с соавторами "Simulation of Quantum Dot Growth: Towards Rational Development of Nanomaterials with Predictable Properties" описывает математическую модель, созданную в ЛНБИ для оптимизации процедуры химического синтеза и наращивания многослойной оболочки нанокристаллов с улучшенными свойствами.

Уникальные структуры на основе пористого кремния использованы в ЛНБИ для создания фотонных структур нового поколения путем введения в поры флуоресцентных нанокристаллов. Доклад Дмитрия Довженко "Porous Silicon Microcavity Modulates the Photoluminescence Spectra of Organic Polymers and Quantum Dots" описывает возможности применения таких структур в оптических диагностических системах, а также для создания лазерных генераций в гибридных материалах нового типа.

Одно из направлений исследований ЛНБИ связано с изучением резонансного переноса энергии флуоресценции от нанокристаллов к фоточувствительным биологическим системам, что может оказаться перспективным для разработки биофотонных гибридных фотовольтаических устройств. Работа Виктора Кривенкова с соавторами "Two-Photon-Induced Förster Resonance Energy Transfer in a Quantum DotBacteriorhodopsin Hybrid Material" посвящена использованию двухфотонного возбуждения нанокристаллов, что позволяет, во-первых, возбуждать их избирательно и, во-вторых, эффективно использовать ИК-область оптического спектра в биофотовольтаике.

Процессы изменения функциональных свойств биологических систем при их взаимодействии с наноструктурами изучены в работе Константина Мочалова с соавторами "Silver Nanoparticles Strongly Affect the Properties of Bacteriorhodopsin, a Photosensitive Protein of Halobacterium salinarum Purple Membranes". Показано, что наночастицы серебра способны замедлять фотоцикл этого белка, открывая возможности управления биологической функцией бактероиродопсина с помощью наночатиц.

Одно из направлений деятельности Группы биофизики ЛНБИ — разработка новых и совершенствование существующих инструментальных методов изучения наноструктур и компонентов наногибридных материалов. Это направление представлено докладом Константина Мочалова с соавторами "Raman and SERS Spectroscopy of D96N Mutant Bacteriorhodopsin".

Нанокристаллы, включенные в состав наногибридных материалов могут обратимо переходить от излучательного (флуоресценция) к безызлучательному (FRET) переносу энергии при изменении внешних условий. Это свойство находит применение в датчиках температуры, pH и других параметров, особенно при необходимости их измерения в малых объемах (вплоть до нано-объемов) реакционной смеси и в режиме реального времени. Разработка таких термодатчиков описана в докладе руководителя Группы биофизики ЛНБИ, д.ф.-м.н. Владимира Олейникова "Submicron QDs-Containing Particles as Nano-Thermosensors".

Медико-биологические приложения нанотехнологий являются основным направлением работы ЛНБИ и главной областью деятельности лаборатории. Ведущую роль в этих исследованиях играет Группа наномедицины, при участии всех других групп ЛНБИ. Именно в этой области ЛНБИ наиболее активно сотрудничает с зарубежными партнерами. На предстоящей конференции биомедицинские исследования ЛНБИ будут представлены четырьмя докладами.

В первом из них ("Ultra-Small Diagnostic Nanoprobes Based on the Oriented Conjugates of Single-Domain Antibodies and Quantum Dots") руководитель ЛНБИ И.Р. Набиев представит результаты разработки сотрудниками ЛНБИ диагностических зондов, состоящих из однодоменных антител к биомаркерам онкозаболеваний и нанокристаллов. Размер этих зондов более чем на порядок меньшие, чем у используемых в настоящее время аналогов, и они намного глубже проникают в ткани. Кроме этого, распознающие молекулы прикреплены к нанокристаллам в строго заданной ориентации (распознающим сайтом "наружу", а не к поверхности нанокристаллов), что повышает чувствительность зондов более чем на порядок.

Сочетание использования созданных сверхмалых конъюгатов однодоменных антител с нанокристаллами с возможностью многофотонного возбуждения флуоресценции нанокристаллов позволяет избавиться от фоновой автоофлуоресценции биологических тканей, переходя в ИК-спектральную область возбуждения, где автофлуоресценция не возбуждается. Это открытие описано в докладе "Highly Oriented Conjugates of Single-Domain Antibodies and Quantum Dots for Multiphoton Imaging of Tumor Biomarkers in situ".

Сходный принцип используется в работе Кристины Бражник с соавторами "Cancer Marker Profiling by Means of MicrobeadQuantum Dot Microarrays", посвященной разработке суспензионных микрочипов для одновременного выявления большого количества биомаркеров онкозаболеваний. В настоящее время в ЛНБИ разработаны такие диагностические системы для выявления двух раковых биомаркеров одновременно, а в перспективе число одновременно выявляемых с использованием разработанной технологии онкомаркеров — практически неограниченно.

Помимо чисто диагностических целей, микрочипы, использующие конъюгаты распознающих антител и нанокристаллов, могут использоваться и для анализа патологических процессов на клеточном уровне, например, изменения характера фосфорилирования белков при повреждении ДНК. Результаты такого анализа представлены в докладе "Quantum Dot–Based Microarray for Analysis of Modifications of Cellular Phosphoproteome in Response to DNA Damage".

Исследования по всем представленным в докладах ЛНБИ направлениям продолжаются. На некоторые из разработок получены патенты, а также готовится их практическое внедрение.

Контакт:

Ведущий ученый ЛНБИ проф. И.Р. Набиев (igor.nabiev@gmail.com)

Национальный Исследовательский Ядерный Университет "МИФИ", Лаборатория Нано-биоинженерии
115409 Российская Федерация, Москва, Каширское шоссе, д. 31

http://www.lnbe.mephi.ru

 
 
 
© 2012 Laboratory of Nano-BioEngineering