Наночастицы металла катализаторов оказались их собственными «отравителями»

Чтобы понять, как протекает тот или иной химический процесс, часто достаточно просто понаблюдать за ним. Однако такой подход неприменим к наноразмерным каталитическим системам, в которых реакция происходит при помощи катализатора, включающего в себя крошечные активные частицы. В этом случае исследователи изучают катализатор перед реакцией и после ее прохождения, но нельзя сказать, что объекты исследования соответствуют друг другу. По сути, анализируются разные порции вещества, которые могут отличаться между собой, да и сами измерения проводят для нескольких отдельных частиц, а получившиеся результаты экстраполируют на всю систему — и здесь могут возникать серьезные ошибки.

Альтернативный подход к работе с нанокаталитическими системами — наблюдать за конкретной частицей по ходу реакции. В этом случае удастся точно проследить, как она изменяется, однако до недавнего времени казалось, что такой способ едва ли осуществим: в наномире нужна высокая точность, чтобы случайно не переключиться на другой объект. В своей работе сотрудники Института органической химии имени Н.Д. Зелинского РАН🏛 нашли решение данной проблемы. Для этого им пришлось задействовать три типа электронной микроскопии, масс-спектрометрию ультравысокого разрешения, а также методы машинного обучения для отслеживания одних и тех же участков катализатора до и после реакции с атомарным разрешением.

Работа опубликована в журнале 📕Journal of the American Chemical Society (IF = 16.38)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/606
#новости

Биофизики раскрыли структуру активного центра тромболитического фермента пиявки

Гирудотерапия, или лечение медицинскими пиявками (Hirudo medicinalis), давно применяется при воспалительных и сердечно-сосудистых заболеваниях, тромбозах, а также после различных хирургических операций. Слюна этих животных содержит множество соединений, разжижающих кровь, — это нужно, чтобы та не свернулась во время кормления и в желудке пиявки. Есть среди них и фермент дестабилаза, способная растворять тромбы. Она расщепляет изопептидные связи между молекулами белков крови, и сгусток распадается. Такое вещество очень привлекательно в медицине для борьбы с тромбами, однако оно еще недостаточно хорошо изучено, чтобы можно было делать препараты на его основе. Кроме того, его активность подавляется в присутствии ионов натрия, обычных для биологических жидкостей.

Российские исследователи вместе с зарубежными коллегами выяснили структуру дестабилазы при помощи рентгеноструктурных методов с разрешением до 1,1 Å. Они изучили комплекс фермента с ионом натрия чтобы понять, какой именно фрагмент белка обеспечивает его функции (и блокируется) — в дальнейшем, как вариант, его можно изменить и создать лекарство, нечувствительное к ионам.

Работа опубликована в журнале 📕 Scientific Reports (IF = 5.00)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/607
#новости

Химики представили иридиевые красители для «фотосинтезирующих» солнечных батарей

Ячейка Гретцеля, или сенсибилизированный красителем солнечный элемент, — перспективное устройство для получения энергии из солнечного света. Принцип его работы часто сравнивают с фотосинтезом растений — конструкция тоже содержит окрашенное вещество, из которого под действием света выбивается электрон. Затем он отправляется на полупроводник и дальше на прозрачный электрод, откуда попадает во внешнюю цепь, генерируя электрический ток. Ячейки Гретцеля достаточно дешевы, и могут достигать больших значений эффективности в рассеянном свете, однако краситель в них должен выдерживать нагревание и воздействие излучения. Традиционные комплексы рутения и органические молекулы зачастую страдают от недостаточной стабильности, и потому нужны альтернативные варианты.

В этом качестве могут выступать циклометаллированные комплексы иридия(III), которые также являются популярным объектом исследований в органических светоизлучающих диодах, в фотодинамической терапии, биоимиджинге, фотокатализе и сенсорике. Такие комплексы выделяются в том числе своей вариабельностью оптических и электрохимических свойств, достигаемой изменением заместителей в циклометаллированных лигандах. Соответственно, их необходимо адаптировать к использованию в солнечных элементах. В ячейках Гретцеля важно обеспечить подходящую локализацию заряда для его эффективного переноса с красителя на полупроводник, а также максимально возможное поглощение света в видимой области.

Российские исследователи синтезировали серию гетеролептических комплексов иридия (III) с циклометаллированными бензимидазольными лигандами и вспомогательным дикетонатным лигандом, содержащим «якорную» группу для обеспечения связи красителя с полупроводниковой основой ячейки. В бензимидазолах была осуществлена вариация полиароматических фрагментов, и показано, что от их структуры зависит фотофизическое и окислительно-восстановительное поведение комплексов.

Работа опубликована в журнале 📕Dalton Transactions (IF = 4.57)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/608
#новости

Лаборатория электрохимической энергетики

📍Организация: Объединенный институт высоких температур РАН🏛
🧑🏻‍🔬Области науки: Альтернативная энергетика, Электрохимия, "Умные" материалы

🔬Направления исследований:

— Моделирование электрокаталитических свойств дефектов в графене

👇🏻Подробнее на странице лаборатории
https://colab.ws/labs/462

#лаборатории

Материаловеды научились печатать на 3D-принтере металлическую пену

Пенометалл — класс материалов, внешне похожих на жесткую губку из металла. Они легкие, пористые и обладают большой прочностью на сжатие. Применяется металлическая пена в фильтрах для удаления примесей из нефти и газа. Она также хорошо подходит для звуко- и виброизоляции, например шумного отсека с корабельным двигателем. Есть два традиционных подхода к изготовлению пенометалла: горячее прессование порошка и вспенивание расплава металла инертным газом.

Ученые из Сколтеха🏛 нашли способ печатать на 3D-принтере металлическую пену — особую форму металла, пригодную, например, для очистки нефти и газа от примесей, отвода тепла от горячих элементов кондиционера, гашения вибраций и звукоизоляции в автомобилях, самолетах и другом транспорте или на производстве. Новый подход к производству пенометалла экономит сырье, электроэнергию и время и снижает расходы на производство. Кроме того, расширяются возможности тонкой настройки свойств материала: можно варьировать размер и плотность расположения пор от одного участка детали к другому.

Работа опубликована в журнале 📕 Journal of Porous Materials (IF = 2.52)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/609
#новости

С днём Весны и Труда!🔬

Желаем всем удачной реализации поставленных задач в учебе и работе, а также достижения желаемых результатов.

Благодарим за трудолюбие, упорство и преданность науке. Спасибо за то, что вы делаете мир лучше. С праздником!

Команда CoLab.ws🔥

Аэрогель поможет вернуть в оборот перспективное многофункциональное лекарство

Кремнеземные аэрогели — это хрупкие материалы с пористой структурой, обладающие большой площадью поверхности. Они недорогие, не вызывают раздражения кожи и слизистых оболочек, что позволяет использовать их в качестве веществ, переносящих лекарства в организме человека. Одно из таких соединений — мефенамовая кислота, обладающая обезболивающим, противовоспалительным и жаропонижающим действием. Однако в последнее время ее использование приостановлено из-за низкой растворимости кристаллических форм этого вещества в биологических жидкостях. При этом она потенциально может применяться в лечении рака молочных желез, ревматоидного артрита, воспалительных заболеваний кишечника. Чтобы вернуть кислоту в терапию, необходимо улучшить ее форму, а также разработать механизм ее доставки.

Сотрудники из Института химии растворов имени Г.А. Крестова РАН🏛, Института химии Санкт-Петербургского государственного университета🏛 и Университета Коимбры изучили аэрогели в качестве систем доставки мефенамовой кислоты. Они предположили, что лекарство и носитель реагируют друг с другом и это влияет на свойства каждого их них — это может как решить проблемы использования кислоты, так и добавить новых, например, сделав ее неактивной. Для проверки гипотезы авторы использовали ЯМР-спектроскопию — метод, при котором частицы, помещенные в магнитное поле, испускают разные электромагнитные волны в зависимости от своего строения и состава.

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

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/611
#новости

Белок кальмара стал основой каркаса для выращивания клеток и тканей

Коллаген — основной белок, составляющий межклеточный матрикс, то есть «окружающую среду» для клеток в соединительных тканях нашего организма, таких как сухожилия, кости и хрящи. Он похож на длинные нити, сплетающиеся в трехмерные сети. Те, в свою очередь, создают своего рода каркас ткани. Благодаря тому, что коллагеновые волокна прочные и эластичные, а также служат сигналами, определяющими «судьбу» клеток, в медицине их используют в качестве среды для ускорения роста и дифференциации тканей, например при заживлении ран. Чаще всего такие материалы синтезируют искусственно из растворенного в воде коллагена, однако даже самые современные технологии не позволяют получать коллагеновые «сети», в точности повторяющие структуру естественного клеточного окружения, которое наиболее благоприятно для регенерации, то есть восстановления, ткани.

Ученые из Балтийского федерального университета имени Иммануила Канта 🏛 с коллегами из Воронежского государственного университета предложили использовать в качестве каркаса для выращивания клеток не искусственно синтезированный коллаген, а естественный белок, выделенный из кальмара Dosidicus gigas. Это крупное морское животное — наиболее популярный промысловый вид кальмаров, который используется кулинарами для приготовления блюд, а также учеными в исследованиях мозга животных и их поведения. В связи с доступностью и большими объемами вылова Dosidicus gigas — до 700 тысяч тонн в год — этот вид может стать источником коллагена для медицинских целей в промышленных масштабах.

Работа опубликована в журнале 📕Polymers (IF = 4.97)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/610
#новости

#конференции

📌Всероссийская научная конференция «Современные проблемы органической химии»

🏛Место проведения — Новосибирск, НИОХ СО РАН🏛;
🗓Даты проведения — 26-30 июня 2023;
⏰Сроки регистрации — до 10 мая 2023;
👥Способ проведения — офлайн/онлайн;
🔗Подробнее — по ссылке

Холод помог ускорить заживление дефектов кости у крыс

Криотерапия — воздействие холодом, которое используется в хирургии (сильное охлаждение заставляет ткани, например опухолевые, отмирать); в физиотерапии (например, для закаливания организма); как средство охлаждения (например, при ушибах, когда футболисту «замораживают» ногу, чтобы он мог играть дальше) и консервации (например, для хранения компонентов крови). Так, если быстро и на короткий промежуток времени охладить кожу, увеличивается приток крови и ускоряется обмен веществ. Это стимулирует процессы восстановления. Кроме того, охлаждение препятствует формированию отека и уменьшает боль, так как изменение температуры влияет на нервные клетки, а еще снижает воспаление и увеличивает потенциал местного иммунитета.

Однако охлаждать непосредственно кость, чтобы ускорить ее заживление после перелома, неудобно для применения на практике. Российские ученые из Московского государственного технического университета имени Н.Э. Баумана🏛, Национального медицинского исследовательского центра травматологии и ортопедии имени Н.Н. Приорова и Сеченовского университета проверили, сохраняется ли положительный эффект криотерапии, если воздействовать холодом на костный дефект через кожу.

Работа опубликована в журнале 📕Journal of Thermal Biology (IF = 3.19)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/613
#новости

Биологи объяснили «всеядность» уникального каротиноид-связывающего белка

Каротиноиды — мощные антиоксиданты, помогающие клеткам бороться с окислительным стрессом. Высокое содержание каротиноидов в диете человека позволяет уменьшить риски нейродегенеративных расстройств, различных видов рака, сердечно-сосудистых и офтальмологических заболеваний. Так как окислительный стресс либо является причиной, либо сопровождает эти болезни, то, если использовать каротиноиды в качестве антиоксидантов, возможно предупредить, затормозить или остановить их развитие. Однако крайне низкая растворимость молекул каротиноидов является одним из препятствий для их применения в терапевтических целях. В качестве решения этой проблемы могут подойти природные солюбилизаторы — каротиноид-связывающие белки, например представители группы AstaP.

«Ядро» этих белков составляет домен FAS1, ранее описанный только для белков клеточной адгезии. AstaPo1 стал первым белком, у которого для домена обнаружена новая функция — связывание каротиноидов. Кроме того, в отличие от других известных белков группы, AstaPo1 гораздо более универсален: он может образовывать комплекс с различными соединениями — астаксантином, кантаксантином, лютеином, зеаксантином и β-каротином. В своей новой работе российские исследователи решили выяснить, с чем связана его столь малая избирательность.

Работа опубликована в журнале 📕 Communications Biology (IF = 6.55)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/614
#новости

Новый метод извлечения ДНК позволит определять владельцев древних артефактов

На раскопках древних стоянок людей обычно обнаруживается множество объектов, возраст которых может различаться на сотни или тысячи лет, даже если они находятся в непосредственной близости. В результате бывает сложно сопоставить конкретную находку и того или иного обитателя поселения. Последние достижения в разработке методик извлечения ДНК могли бы помочь в решении этой проблемы, однако точное определение конкретной особи все еще нетривиальная задача. Теоретически такие анализы наиболее перспективны для артефактов, изготовленных из костей или зубов животных, не только потому, что они пористые и потому в них хорошо задерживаются жидкости организма (кровь, пот, слюна), но и потому, что они содержат гидроксиапатит, способный защитить ДНК от деградации. 

Другой вопрос состоит в том, как извлечь наследственный материал из «костяной ловушки», то есть ценного артефакта, без повреждений. Сотрудники Института археологии и этнографии СО РАН в составе международной группы предложили метод выделения ДНК из костей и зубов, который сохраняет целостность материала, включая микротопографию его поверхности.

Работа опубликована в журнале 📕 Nature (IF = 69.50)

Читать новость на сайте👇🏻
https://colab.ws/news/616
#новости

#конференции

📌Школа по Магнитно-Резонансной Томографии

🏛Место проведения — Санкт-Петербург, ИТМО🏛;
🗓Даты проведения — 3-8 июля 2023;
⏰Сроки регистрации — до 14 мая 2023;
👥Способ проведения — офлайн;
🔗Подробнее — по ссылке