Золото и селен объединили в рамках фототермической терапии рака

Фототермическая терапия — эффективный и малоинвазивный способ лечения рака. Он заключается в том, что особое вещество, введенное в организм, накапливается в опухоли и при облучении светом вызывает локальный нагрев — в результате злокачественные клетки погибают. Однако применимость такого подхода весьма ограничена: даже в случае рака кожи остаются риски не долечить глубокие слои тканей, что чревато дальнейшим прогрессированием заболевания. Ученые Политехнического университета🏛 и Университета ИТМО🏛 с китайскими коллегами предложили и математически смоделировали более эффективный вариант — с помощью инъекции вводить не лекарственное вещество, а наночастицы селена и золота.

За счет сильного поверхностного плазмонного резонанса наночастицы золота хорошо преобразуют энергию света в тепло. Наночастицы селена помогают им удерживать тепло более длительное время, что повышает эффективность процедуры, а также сами по себе повышают выработку митохондриями активных форм кислорода, губительных для клеток. Чтобы наночастицы не сработали раньше времени и не повредили здоровые ткани, исследователи поместили их внутрь капсулы с шестислойной оболочкой и размером два микрона. Сначала проводили синтез ядра, которое состоит из карбоната кальция, а далее уже на имеющийся носитель послойно наносили полимеры. Согласно расчетам, для эффективного воздействия на раковую клетку необходимо не меньше десяти капсул — их количество в одной инъекции высчитывается исходя из объема опухоли.

Ученые уже провели эксперименты на мышах. Часть исследований выполняли на базе Первого Санкт-Петербургского государственного медицинского университета имени академика И.П. Павлова, исследования по терапевтическому эффекту — на базе Санкт-Петербургского государственного химико-фармацевтического университета совместно с коллегами из ИТМО.

Работа по совершенствованию изобретения продолжается. Перед учеными стоят две главные задачи — улучшить адресность капсул и уменьшить их размер, чтобы сделать их проникновение в клетку эффективнее.

Работа опубликована в журнале 📕Journal of Colloid and Interface Science (IF = 9.97)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/668
#новости

Предложен новый набор плазмид для модификации метилотрофных дрожжей

Дрожжи с давних пор используются человеком, например, в виноделии и при приготовлении хлеба. Они также стали одним из важнейших объектов биотехнологии. В частности, так называемые метилотрофные дрожжи родов Ogataea и Komagataella оказались чрезвычайно востребованы для наработки белков, используемых в фармакологии и пищевой промышленности. При этом «заставить» дрожжи производить не свойственные им, но нужные человеку молекулы, можно, «вставив» интересующий ген в геном этих микроскопических грибов. Еще более широкие возможности открывает технология редактирования генома CRISPR-Cas9, которая позволяет значительно перестроить метаболизм клеток.

Система CRISPR–Cas9 адаптирована для геномного редактирования множества разных организмов, однако существующие подходы к генетической модификации довольно трудоемки и часто низкоэффективны. В частности, такая проблема существовала и в случае метилотрофных дрожжей, широко используемых для производства ценных в фармакологии и пищевой промышленности белков. Сотрудники ФИЦ Биотехнологии РАН🏛 с коллегами разработали набор плазмид, доставляющих в клетки гены компонентов CRISPR–Cas9 в виде отдельных молекул ДНК, которые объединяются в одну генетическую конструкцию прямо в дрожжах. Это позволило значительно упростить процедуру геномного редактирования и достичь высокой эффективности введения CRISPR–Cas9 в дрожжевые клетки.

Работа опубликована в журнале 📕International Journal of Molecular Sciences (IF = 6.21)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/669
#новости

Ученые смогли переключить эффективность свечения перовскитов

Перовскиты — это материалы, которые поглощают свет, а затем испускают лучи с определенной длиной волны. Они широко используются при производстве солнечных элементов, фотоприемников и лазеров. Одним из ключевых параметров, определяющих производительность этих устройств, является эффективность их свечения. Однако еще не существует перовскитов, у которых можно было бы менять эффективность свечения в процессе их работы.

Исследователи из Университета ИТМО🏛, Физико-технического института имени А.Ф. Иоффе РАН🏛, Харбинского инженерного университета продемонстрировали обратимое переключение эффективности свечения перовскита. Для этого они разработали конструкцию, состоящую из трех слоев. На сапфировую подложку физики наносили слой GST, состоящий из германия (Ge), сурьмы (Sb) и теллура (Te). Непосредственно после создания конструкции GST имел аморфную фазу, однако после облучения пучком лазера он переходил в кристаллическое состояние. Затем по поверхности слоя GST авторы распределяли перовскит.

Работа опубликована в журнале 📕Laser and Photonics Reviews (IF = 10.95)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/670
#новости

Новая стратегия заставила дефектные мышцы синтезировать рабочий дистрофин

Миодистрофия Дюшенна — тяжелое наследственное заболевание, обусловленное мутациями в гене DMD, расположенном на Х-хромосоме. Продукт этого гена, белок дистрофин, играет центральную роль в связывании цитоскелета мышечных волокон с внеклеточным матриксом. Без него мышцы постепенно слабеют и замещаются жировой и соединительной тканью.

Чаще всего мутация в гене DMD представляет собой делецию, или выпадение, одного или нескольких из 79 экзонов — собственно кодирующих белок последовательностей, перемежаемых вставками-интронами. Семь независимых промоторов (точек начала синтеза РНК на ДНК) позволяют собрать на одном гене три полноразмерные формы белка и по меньшей мере четыре укороченных. При делеции рамки считывания сдвигаются, полноценная функциональная форма синтезироваться не может, а урезанные либо нефункциональны, либо слишком быстро деградируют в клетке.

В новой работе биологи исследовали потенциал технологии геномного редактирования CRISPR-Cas9 в исправлении делеции 8-34 экзонов гена DMD, охватывающей N-концевой актин-связывающий домен, — такую ранее обнаружили у пациента с миодистрофией Дюшенна из России. Мутация вызывает образование преждевременного стоп-кодона в 35 экзоне, и, чтобы исправить ее последствия, авторы одновременно вырезали 6 и 7 экзоны у генетически измененных мышей с описанным нарушением — в совокупности пришлось удалить фрагмент примерно в 100 000 нуклеотидов. Подобные процедуры достаточно сложны и ранее не были описаны для гена DMD.

Работа опубликована в журнале 📕Molecular Therapy - Methods and Clinical Development (IF = 5.85)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/672
#новости

200 ЛАБОРАТОРИЙ!🎉

Мы преодолели очередной рубеж! Теперь на платформе представлено 206 лабораторий из 101 организации и 37 городов.

👨🏻‍💻Регистрация лаборатории на платформе позволит вашему коллективу рассказать о своей работе, используемых методах исследований, текущих грантах и оборудовании. Это дает возможность поиска коллабораций и привлечения новых кадров.

🔬В соответствующем разделе с помощью удобных фильтров учёные могут ознакомиться со списком интересующих лабораторий и научных групп для проведения совместных исследований, а студенты подыскать подходящий коллектив для написания дипломных или курсовых работ.

Регистрируйте свой профиль, добавляйте лаборатории и присоединяйтесь к сообществу, объединяющему учёных и лаборатории по всей стране!🔥

Производство германиевых анодов для батарей станет проще и дешевле

Германий и его производные широко применяются в микроэлектронике, оптике, «зеленой» энергетике и сенсорике. Однако оксид германия, один из используемых исходных материалов, имеет ряд недостатков, в том числе высокую стоимость и плохую растворимость. В одном литре воды растворяется лишь 4,3 грамма вещества. Это затрудняет дозирование ингредиентов при синтезе производных, а для получения значительного количества продукта необходим большой объем водного раствора или использование высококонцентрированных растворов щелочи. К тому же оксид германия обычно содержит примеси, что создает необходимость дополнительной очистки и снижает выход конечного продукта.

Ранее ученые из Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН🏛 разработали простой и быстрый способ получения оксида германия из пероксогерманата аммония. Растворимость вещества достигала 100 грамм на 1 литр воды, при этом его масса на выходе составила почти 100% от массы первичных ингредиентов. В новом исследовании ученые ИОНХ РАН совместно с зарубежными коллегами применили полученный ранее высокорастворимый оксид германия в качестве исходного вещества для синтеза композитных материалов, в дальнейшем использованных при создании анодов для литий-ионных аккумуляторов.

Работа опубликована в журнале 📕International Journal of Molecular Sciences (IF = 6.21)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/671
#новости

Трансплантация стволовых клеток запустила восстановление роговицы

Роговица представляет собой переднюю прозрачную оболочку глаза у животных и человека. Она выполняет барьерную функцию, защищая орган зрения от воздействия внешних факторов, например, от попадания мелких предметов и химических веществ, потоков воздуха и перепадов температуры. Роговица служит естественной линзой, через которую свет попадает на сетчатку глаза, отвечающую за формирование изображения и преобразование его в нервные импульсы. Однако прозрачность роговицы может утрачиваться из-за ее механических повреждений, химических или термических ожогов, а также из-за врожденных наследственных заболеваний.

Помутнение роговицы связано с развитием лимбальной недостаточности. При этом заболевании нарушаются функции стволовых (лимбальных) клеток ткани роговицы или уменьшается их количество. Прозрачная оболочка глаза перестает обновляться за счет стволовых клеток лимба и постепенно замещается соседствующей с ней непрозрачной конъюнктивальной тканью. В результате на глазу формируется непрозрачное бельмо, препятствующее попаданию света на сетчатку и нарушающее зрительную функцию глаза.

Трансплантация стволовых клеток может положительно сказаться на остроте зрения при лимбальной недостаточности. К такому выводу пришли российские исследователи. Созданный ими клеточный продукт был протестирован на кроликах и показал свою эффективность. В перспективе полученные результаты помогут разрабатывать клеточные препараты для лечения заболеваний роговицы у человека.

Работа опубликована в журнале 📕International Journal of Molecular Sciences (IF = 6.21)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/673
#новости

Математики решили одну из ключевых проблем теории управления

Фазовая подстройка частоты широко используется в распределенных компьютерных архитектурах, современных телекоммуникациях, системах глобальной навигации и многих других приложениях. Под ней понимают автоматические системы регулирования по принципу «лидер-ведомый», которые сравнивают входной сигнал с подстраиваемым и выводят разницу между их фазами. Если разница выходит за заранее установленные пределы, то при помощи управления генератором частота подстраиваемого сигнала изменяется до значения, максимально близкого к частоте входного.

Чтобы система продолжала работать стабильно в случае сбоев или отклонений, настроить ее частоту нужно быстро, буквально за один такт, однако до сих пор не существовало строгого математического описания того, как это можно сделать. Проблему, названную в честь сформулировавшего ее инженера Флойда М. Гарднера, удалось решить математикам из Санкт-Петербурга. Результаты их исследования позволят разработать полностью аналитические и строгие компьютерные подходы к управлению стратегически важными объектами и не зависеть от импортных чипов для фазовой подстройки.

Работа опубликована в журнале 📕IEEE Transactions on Automatic Control (IF = 6.55)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/675
#новости

Ультразвуковая обработка улучшила структуру и вкус адыгейского сыра

Обеспечение продовольственной безопасности страны сейчас как никогда актуально, и исследования в области пищевой промышленности поддерживаются на государственном уровне. Значительную часть рациона людей составляет молоко (в основном коровье, но приобретают популярность и другие виды, например, козье) и продукты, получающиеся при его переработке. Одна из основных задач на молочном производстве — обезвредить содержащиеся в сыром молоке микроорганизмы, которые не только вызывают его порчу, но и могут стать причиной отравления людей. Для ее решения используются различные высокотемпературные способы стерилизации и пастеризации, но они зачастую трудоемкие и влияют на качество конечного продукта, например, содержащиеся в нем полезные вещества разрушаются. Поэтому актуальна разработка альтернативных способов переработки молока для увеличения сроков годности, сохранения пищевой ценности и улучшения структурно-механических и вкусовых характеристик продуктов.

Российские исследователи вместе с индийским коллегой решили выяснить, как влияет акустическая кавитация на физико-химические и органолептические показатели, а также микроструктуру адыгейского сыра из коровьего и козьего молока и их смеси. Такая обработка предполагает воздействие ультразвуком (был выбран режим — 45 кГц в течение 17 минут), при котором в жидкости возникают пузырьки, лопающиеся и создающие «микровзрывы», способные уничтожать микроорганизмы и изменять структуру молекул, в частности белков. После обработки ученые запускали свертывание молока с сывороткой и изготавливали мягкий соленый сыр по требованиям ГОСТ.

Работа опубликована в журнале 📕Ultrasonics Sonochemistry (IF = 9.34)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/674
#новости

Ученые настроили свечение сине-зеленых металл-органических соединений

Белые органические светодиоды считаются наиболее экономичными источниками света, используемыми для уличного, бытового и дисплейного освещения. В таких устройствах белый свет формируется за счет нескольких люминофоров, излучающих в синей, зеленой и красной спектральных областях. В основе одного из наиболее популярных классов  материалов для  органических светодиодов лежат комплексы сложных органических молекул с металлами платиновой группы. Такие излучатели высокоэффективны, но очень дороги в производстве, а потому использовать массово их может быть невыгодно, особенно учитывая непрерывный рост цен на платиновые металлы.

В своей новой работе исследователи из Физического института имени П.Н. Лебедева РАН🏛 вместе с российскими и итальянскими коллегами создали люминофоры на основе гетероциклических β-дикетонов — органических молекул, в которых две карбонильные кислород-содержащие группы разделены  одним атомом углерода (метиленовой группой), и также имеются циклические фрагменты, содержащие атомы углерода и азота. Такие соединения легко образуют люминесцирующие комплексы с рядом металлов.

Интерес к таким молекулам обусловлен тем, что характеристиками их излучения, например, яркостью и цветом, можно легко управлять, внося небольшие изменения в структуру молекулы. Однако такие β-дикетоны имеют крайне низкую эффективность люминесценции, поскольку преобразуют в свет всего 0,5% поступающей на них световой или электрической энергии. Остаток рассеивается в виде тепла. Улучшить люминесцентные характеристики таких молекул можно, соединив их в комплекс с металлами. В зависимости от типа металла особым образом может меняться энергетическая структура β-дикетонов и даже тип люминесценции. Авторы предложили две серии новых комплексных соединений металлов с β-дикетонами.

Работа опубликована в журнале 📕International Journal of Molecular Sciences (IF = 6.21)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/676
#новости

Гидрогеологи оценили эрозию берегов крупнейших сибирских рек

Крупные реки, такие как Обь, Енисей и Лена, играют огромную роль в водном балансе арктических морей и, следовательно, в формировании климата Арктики. Вместе с водой, теплом и растворенными веществами реки выносят в Арктику твердые частицы, также называемые речными наносами, которые составляют важную часть химического стока. В состав наносов входят опасные соединения, например, тяжелые металлы. Кроме того, взвеси переносят продукты таяния вечной мерзлоты, в частности, захороненные в ней органические вещества, вынос которых в моря в условиях изменения климата увеличивается. В связи с этим ученые отслеживают количество и происхождение твердых частиц, переносимых реками. Однако российские реки, даже самые крупные, до сих пор остаются плохо изученными, хотя именно они определяют значительную часть процессов в Арктике.

Исследователи из Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова🏛 оценили вклад различных компонентов в образование наносов трех крупных сибирских рек — Оби, Енисея и Лены, в сумме покрывающих 14% площади всей Евразии. Авторы смоделировали процессы разрушения почвы (эрозии) на водосборах рек (территорий, с которых в реки поступает вода), составили геоинформационные модели, отображающие степень размыва берегов, и оценили объемы наносов, накапливающихся на склонах, поймах и в водохранилищах.

Работа опубликована в журнале 📕Catena (IF = 6.37)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/677
#новости

LMCO group

📍Организация: Санкт-Петербургский государственный университет🏛
🧑🏻‍🔬Области науки: Супрамолекулярная химия, Химия координационных соединений, Фотофизика

Чем мы занимаемся:
Область научных интересов группы люминесцентных металлокомплексов для оптоэлектроники — это дизайн и синтез люминесцентных комплексов переходных металлов, как моно- так и полиядерных, и последующая сборка из них высокоорганизованных надмолекулярных систем.

🔬Направления исследований:

— Дизайн, синтез и постсинтетическая модификация люминесцентных комплексов переходных металлов

👇🏻Подробнее на странице лаборатории
https://colab.ws/labs/461

#лаборатории

Новый биоразлагаемый наноматериал оказался способен к самодезинфекции

Во время пандемии коронавируса ношение масок стало одной из главных профилактических мер. Они действуют как барьер для предотвращения передачи инфицированных капель и аэрозолей при чихании и кашле, однако не могут полностью не допустить заражения. Даже наиболее эффективные хирургические четырехслойные маски и трехслойные маски с клапаном N95 обеспечивают 80-90% защиты в течение четырех часов; но значительно хуже, чем хлопковые, пропускают воздух и могут вызывать дискомфорт при длительном использовании. Кроме того, существует риск вторичного заражения из-за миграции возбудителей в фильтрующем слое, а частая смена масок может привести к проблемам их утилизации и ухудшению состояния окружающей среды.

Российские исследователи разработали экологически безопасный и масштабируемый способ создания самодезинфицирующихся нановолокон. Основу из поликапролактона — легкую, дышащую и очень пористую — изготовили методом электроспининга, затем на нее нанесли плазмой полимерный слой, содержащий карбоксильные группы. С помощью последних на поверхности нановолокна равномерно распределялись наночастицы серебра. Антибактериальные свойства этого металла обусловлены его способностью выделять ионы в присутствии жидкости. Ионы серебра могут разрушать клеточные мембраны бактерий и препятствовать репликации их ДНК и синтезу белка, а также подавлять работу разных ферментов, что приводит к гибели микроорганизмов.

Работа опубликована в журнале 📕Journal of Functional Biomaterials (IF = 4.90)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/678
#новости

Экологи впервые изучили, как повлиял локдаун на атмосферные осадки в Москве

Тема COVID-19 в последнее время была практически снята с повестки дня. Однако для экологов режимы самоизоляции, введенные в большом числе крупных городов мира, предоставили уникальную возможность оценить влияние сокращения антропогенных выбросов на состояние окружающей среды. Многочисленные работы подтвердили мнение горожан об уменьшении уровня запыленности воздуха и его загрязнения газами, о более частых встречах с певчими птицами, уменьшении уровня шума и светового загрязнения (особенно в центрах городов), а также другие положительные результаты локдаунов. С другой стороны, многие исследования показали усиление воздействия на окружающую среду из-за интенсификации сжигания бытовых отходов в частном секторе, ускоренного образования озона, быстрого роста массы медицинских отходов и использованных средств личной гигиены и т.д. Однако до сих пор оставалось неясным, изменяется ли химический состав атмосферных осадков в российских городах во время локадуна. Это важно для дальнейшего понимания того, насколько хорошо осадки могут очищать атмосферу от газообразных загрязнителей и твердых частиц при одновременном снижении антропогенного воздействия. 

Ученые МГУ🏛 совместно с зарубежными коллегами впервые изучили содержание основных ионов и потенциально токсичных элементов (ПТЭ) в осадках самого высокоширотного мегаполиса мира – Москвы – до, во время и после режима самоизоляции зимой-летом 2020 года.

Работа опубликована в журнале 📕Urban Climate (IF = 6.66)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/679
#новости

Лаборатория углеводов и биоцидов им. академика Н.К. Кочеткова

📍Организация: Институт органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН🏛
🧑🏻‍🔬Области науки: Органическая химия, Хемоинформатика, Биоорганическая химия

🔬Направления исследований:

— Изучение строения и биосинтеза бактериальных полисахаридов важных в медицинском отношении бактерий с целью создания потенциальных высокоэффективных вакцин

— Гликоинформатика, как основа

— Разработка методов синтеза производных четвертичных аммониевых соединений, как биоцидов нового поколения

👇🏻Подробнее на странице лаборатории
https://colab.ws/labs/475

#лаборатории

Новый подход помог получить сорбент на основе оксида графена для очистки воды

В настоящее время в химической промышленности, фармацевтике, косметологии и парфюмерии используют более 60 видов синтетических красителей. Некоторые из них могут быть токсичны для живых организмов, а потому важно не допускать их утечек в окружающую среду. Сделать это можно, улучшая способы очистки сточных вод. Извлечение красителей с помощью сорбентов — один из распространенных методов, требующий все новых, более совершенных материалов.

Коллектив ученых из Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН🏛, Химического института им. А.М. Бутлерова Казанского федерального университета🏛 и Сколковского института науки и технологий🏛 предложил способ получения нового сорбента, основанный на сверхбыстром пропускании оксида графена через кислородно-пропановую газовую смесь. Такой метод газоплазменной обработки используют в основном для напыления защитных металлических и керамических покрытий. 

Работа опубликована в журнале 📕Carbon (IF = 11.31)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/681
#новости