На данном этапе проводятся исследования трех групп различных материалов. Первая – гибридные наноструктуры на основе клеточных культур, сформированные по природному подобию. Ученые изучают клеточные культуры, которые производят неорганические наночастицы заданных размеров, формы и состава. Размеры наночастиц системы «железо-кислород», производимые клеткой, не превышают 6 нанометров. При этом, за счет природного, органического происхождения каждая наночастица имеет белковое окружение, которое позволяет длительное время сохранять состав и структуру наночастиц, их физико-химическое состояние.
Такие исследования позволят значительно упростить получение наночастиц, которое в настоящее время является длительным и дорогостоящим процессом. В случае получения положительных результатов исследований такие клеточные культуры можно выращивать буквально в чашке Петри. Из исходного состояния клеточной культуры открывается возможность контролируемой адресной доставки наночастиц, фактически в белковых «био- наноконтейнерах», для использования в точных вопросах технологии – например, в наноэлектронике или спинтронике.
В частности, сегодня ученые исследовали искусственно выращенные клетки кишечной палочки, одним из компонентов которой является специфический белок, превращающий токсичные для клетки материалы в нетоксичные. Исследования позволят внутри любой молекулы вырастить неорганическую наночастицу размером 5-7 нанометров.
Вторая группа исследований – клеточные культуры, которые искусственно совмещены с неорганическими наночастицами – системы «кремний-кислород». Эти работы очень важны для развития медицины. В настоящее время для проведения разного рода терапевтических исследований (например, томографии) в качестве красителей используются определенные материалы, которые в большинстве случаев с большим трудом выводятся из организма. Наночастицы системы «кремний-кислород», попадая внутрь клетки, разлагаются вплоть до полного исчезновения. При этом они могут не только идентифицировать пораженные клетки, но и положительным образом влиять на внутриклеточную среду. В настоящее время на оборудовании ЦКП УдмФИЦ УрО РАН ученые исследуют, действительно ли эти материалы-маркеры полностью растворяются и выводятся из организма и не являются для него токсичными.
Третья группа исследований направлена на выяснение особенностей атомного и электронного строения, физико-химического состояния наночастиц – коллоидных квантовых точек размером до 5 нанометров. Нанокристаллы сульфида серебра проявляют целый набор перспективных квантово-оптических свойств, использование которых находится в сильной зависимости от их окружения. Управляя этим окружением, можно регулировать оптические свойства материала для разработок в области современной фотоники.
Доцент Кафедры физики твердого тела и наноструктур Воронежского государственного университета, доктор физико-математических наук, профессор Сергей Турищев сообщил, что научные школы Удмуртии и Воронежской области связывает почти полувековое сотрудничество. Однако исследования подобного уровня проводятся впервые – не только в истории двух этих научных школ, но и во всероссийской практике. Начать их позволило создание в УдмФИЦ УрО РАН Центра коллективного пользования, оснащенного самым современным оборудованием.
– Уровень чувствительности приборной базы Центра коллективного пользования достаточен для проведения исследований, результаты которых мы публикуем в самых современных научных журналах, – рассказывает Сергей Турищев. – Здесь есть точные приборы, на которых с высоким разрешением можно изучать то, как в твердом теле, различных наночастицах атомы влияют друг на друга, изучать физические и физико-химические свойства и состояния разнообразных объектов. Таких приборов в буквальном смысле несколько на всей территории страны, а по ряду параметров – это просто уникальное оборудование.
Нам неизвестны подобные исследования таких объектов в нашей стране, тем более в условиях, очень близких к условиям окружающей среды. Мы не знаем примеров, когда кто-то бы делал подобные исследования на тех клетках, которые мы изучаем. Это – первая проба на таких приборах, и на текущий момент я могу сказать, что она очень-очень удачная и первые эксперименты выглядят очень оптимистически.
Подробнее с итогами исследования можно будет ознакомиться на XIII Всероссийской школе-конференции молодых ученых «КоМУ-2021», которая состоится в Ижевске с 18 по 22 октября в рамках Всероссийского фестиваля NAUKA 0+.
Такие исследования позволят значительно упростить получение наночастиц, которое в настоящее время является длительным и дорогостоящим процессом. В случае получения положительных результатов исследований такие клеточные культуры можно выращивать буквально в чашке Петри. Из исходного состояния клеточной культуры открывается возможность контролируемой адресной доставки наночастиц, фактически в белковых «био- наноконтейнерах», для использования в точных вопросах технологии – например, в наноэлектронике или спинтронике.
В частности, сегодня ученые исследовали искусственно выращенные клетки кишечной палочки, одним из компонентов которой является специфический белок, превращающий токсичные для клетки материалы в нетоксичные. Исследования позволят внутри любой молекулы вырастить неорганическую наночастицу размером 5-7 нанометров.
Вторая группа исследований – клеточные культуры, которые искусственно совмещены с неорганическими наночастицами – системы «кремний-кислород». Эти работы очень важны для развития медицины. В настоящее время для проведения разного рода терапевтических исследований (например, томографии) в качестве красителей используются определенные материалы, которые в большинстве случаев с большим трудом выводятся из организма. Наночастицы системы «кремний-кислород», попадая внутрь клетки, разлагаются вплоть до полного исчезновения. При этом они могут не только идентифицировать пораженные клетки, но и положительным образом влиять на внутриклеточную среду. В настоящее время на оборудовании ЦКП УдмФИЦ УрО РАН ученые исследуют, действительно ли эти материалы-маркеры полностью растворяются и выводятся из организма и не являются для него токсичными.
Третья группа исследований направлена на выяснение особенностей атомного и электронного строения, физико-химического состояния наночастиц – коллоидных квантовых точек размером до 5 нанометров. Нанокристаллы сульфида серебра проявляют целый набор перспективных квантово-оптических свойств, использование которых находится в сильной зависимости от их окружения. Управляя этим окружением, можно регулировать оптические свойства материала для разработок в области современной фотоники.
Доцент Кафедры физики твердого тела и наноструктур Воронежского государственного университета, доктор физико-математических наук, профессор Сергей Турищев сообщил, что научные школы Удмуртии и Воронежской области связывает почти полувековое сотрудничество. Однако исследования подобного уровня проводятся впервые – не только в истории двух этих научных школ, но и во всероссийской практике. Начать их позволило создание в УдмФИЦ УрО РАН Центра коллективного пользования, оснащенного самым современным оборудованием.
– Уровень чувствительности приборной базы Центра коллективного пользования достаточен для проведения исследований, результаты которых мы публикуем в самых современных научных журналах, – рассказывает Сергей Турищев. – Здесь есть точные приборы, на которых с высоким разрешением можно изучать то, как в твердом теле, различных наночастицах атомы влияют друг на друга, изучать физические и физико-химические свойства и состояния разнообразных объектов. Таких приборов в буквальном смысле несколько на всей территории страны, а по ряду параметров – это просто уникальное оборудование.
Нам неизвестны подобные исследования таких объектов в нашей стране, тем более в условиях, очень близких к условиям окружающей среды. Мы не знаем примеров, когда кто-то бы делал подобные исследования на тех клетках, которые мы изучаем. Это – первая проба на таких приборах, и на текущий момент я могу сказать, что она очень-очень удачная и первые эксперименты выглядят очень оптимистически.
Подробнее с итогами исследования можно будет ознакомиться на XIII Всероссийской школе-конференции молодых ученых «КоМУ-2021», которая состоится в Ижевске с 18 по 22 октября в рамках Всероссийского фестиваля NAUKA 0+.