ИСТИНА

Исследование направлено на разработку фундаментальных основ для создания люминесцентных биомаркеров на основе новых комплексов редкоземельных элементов (КРЗЭ) для применения в биомедицине. Это подразумевает изучение природы люминесценции комплексов, исследование молекулярных взаимодействий и механизмов взаимного влияния наносистем и окружающей среды на свойства друг друга, а также разработку методов управления люминесцентными и сорбционными свойствами КРЗЭ в суспензиях и биосистемах для решения задач диагностики и терапии в медицине, а также для создания сверхчувствительных методик изучения процессов на молекулярном уровне.

1. Будут подготовлены и охарактеризованы порошкообразные КРЗЭ - комплексы NaYF4:Yb, NaYF4: Er, UCP 804 (карбоксилированные), UCP 545 (карбоксилированные), UCP 475 (карбоксилированные), комплексы с поверхностью, модифицированной стрептавидином и аминовыми группами (возможно, не всех, но 3-4 обязательно), а также NaYF4:Yb3+/Ho3+, допированные Mn методами электронной микроскопии и конфокальной спектроскопии КР. 2. Будут приготовлены и охарактеризованы суспензии КРЗЭ в различных растворителях и водных растворах биомакромолекул методом ДСР и на дзета-сайзере. 3. Будут изучены молекулярные взаимодействия в суспензиях КРЗЭ методами спектроскопии КР и ИК поглощения. 4. Будут изучены зависимости люминесцентных свойств указанных КРЗЭ в воде, этаноле, метаноле, ацетоне, а также в водных растворах солей, ДНК и белков от молекулярных взаимодействий с окружением. 5. Будет проведен сравнительный анализ интенсивности и стабильности люминесцентных свойств исследованных КРЗЭ в различных окружениях и выработка рекомендаций по целенаправленному синтезу КРЗЭ с наилучшими люминесцентными свойствами. 6. Будет представлен доклад на международной конференции: International Symposium on Metal Complexes (ISMEC 2018), (Флоренция, Италия 3-7 июля 2018). 7. Будут подготовлены 2 публикации по полученным результатам.

Исполнители Проекта из обеих лабораторий Физического факультета МГУ – лаборатории лазерной спектроскопии растворов супрамолекулярных соединений и наноструктур (каф. квантовой электроники) и группы спектроскопии межмолекулярных взаимодействий в растворах органических соединений и сложных природных комплексах (каф.общей физики) - имеют большой опыт в исследовании воды и растворов органических и неорганических соединений методами спектроскопии КР света, ИК поглощения, люминесцентной и кинетической спектроскопии, корреляционной спектроскопии. Руководителем в соавторстве с исполнителями предлагаемого Проекта были разработаны не имеющие аналогов комплексы методов, сочетающие в себе многие виды оптической спектроскопии и адаптивные методы анализа данных. Так, с применением искусственных нейронных сетей был предложен метод изучения состояния и определения фотофизических параметров органических соединений в воде с помощью нелинейной и кинетической флуориметрии. В результате исследований внутри- и межмолекулярных взаимодействий в воде и в растворах неорганических и органических соединений с помощью КР спектроскопии и обработки спектральной информации генетическими алгоритмами была получена новая информация о динамике водородных связей в растворах и особенностях гидратации ионов в воде. Получены результаты, подтверждающие эффекты стабилизации структуры воды молекулами неэлектролита, а также наличие в водно-этанольных растворах при определенных концентрациях этанола полуклатратных структур. Установлено существование полиаморфного перехода в водных растворах сурфактантов в процессе их мицеллообразования. Новое направление научной работы связано с изучением люминесценции комплексов редкоземельных ионов с органическими лигандами и переносом энергии фотовозбуждения в комплексах лантаноидов.