❗Перспективы гибридной плазмы, созданной воздействием электронного пучка
Исследователи из МФТИ, ОИВТ РАН и ИБХФ РАН при участии коллег из ИГХТУ разработали новый способ повышения биосовместимости полимерных материалов с помощью пучково-плазменных технологий. Предложенный способ основан на использовании низкотемпературной сильнонеравновесной гибридной плазмы, которая генерировалась при одновременном воздействии на плазмообразующую среду непрерывного дорелятивистского электронного пучка и емкостного ВЧ-разряда.
Модификация органических полимеров в гибридной плазме позволяет улучшать их совместимость с клетками и тканями живого организма, что было показано на примере полиэтилентерефталата, который широко применяется в медицине для создания материалов для протезирования. После воздействия гибридной плазмы поверхность полимера показала хорошую биосовместимость с фибробластами человека линии BJ-5ta, а также более низкую гемолитическую активность, чем необработанный полиэтилентерефталат.
Органические полимеры и материалы на их основе широко используются в современной медицине. Однако из-за, как правило, низких значений поверхностной энергии полимеры плохо смачиваются водой, имеют низкую адгезию к подложкам и покрытиям, биологически активным молекулам, эукариотическим клеткам и тканям организма человека. По этой причине при использовании полимеров и пластмасс часто необходимы их предварительная модификация и функционализация, поэтому создание новых эффективных технологий изменения свойств полимерных материалов приобретает особую актуальность.
Воздействие на полимеры низкотемпературной плазмы является одним из наиболее перспективных способов модификации поверхности полимеров. По сравнению с распространенными газовыми разрядами гибридная плазма обладает дополнительными преимуществами — возможностью практически безынерционного управления с помощью электронного пучка геометрией и свойствами плазменного облака, а также потоками активных частиц плазмы, падающими на поверхность обрабатываемого материала. Реакционный объем гибридной плазмы имеет высокую однородность и устойчивость к контракции. К преобладающим в газоразрядной плазме химически активным возбужденным частицам добавляются не менее активные ионы, в значительных количествах нарабатываемые электронным пучком. Перечисленные особенности делают гибридную плазму чрезвычайно интересной и перспективной для получения полимеров с улучшенными физико-химическими характеристиками и биосовместимостью.
С помощью разработанного метода на полимерных поверхностях могут быть получены структурированные паттерны или плавные градиенты физико-химических и/или функциональных свойств. Также использование гибридной плазмы открывает новые возможности к модификации и улучшению биосовместимости полимерных конструкций со сложной формой, например, имплантатов для остеосинтеза. Авторы подробно обсуждают конструкцию электронно-пучкового реактора, особенности, преимущества и перспективы гибридной плазмы для функционализации поверхности полимеров, способы управления процессом модификации. Также описаны свойства полученных полимерных поверхностей, важные для использования в биологии и медицине: гидрофильность, цитотоксичность, биосовместимость с клетками соединительной ткани и крови.
✅ Результаты опубликованы в журнале Polymers и изложены в статье «Как смочить полимер» 🌐 издания «Коммерсантъ» («Ъ-Наука»).
🖊 Vasilieva, T.; Nikolskaya, E.; Vasiliev, M.; Mollaeva, M.; Chirkina, M.; Sokol, M.; Yabbarov, N.; Shikova, T.; Abramov, A.; Ugryumov, A. Applicability of Electron-Beam and Hybrid Plasmas for Polyethylene Terephthalate Processing to Obtain Hydrophilic and Biocompatible Surfaces. Polymers *2024,* 16, 172. DOI: 10.3390/polym16020172 🌐
#наукаИБХФ #публикацииИБХФ #ИБХФ #ИБХФ
--
Рисунок. Модификация полиэтилентерефталата в гибридной плазме изменяет его поверхностные свойства и повышает биосовместимость с клетками.
Исследователи из МФТИ, ОИВТ РАН и ИБХФ РАН при участии коллег из ИГХТУ разработали новый способ повышения биосовместимости полимерных материалов с помощью пучково-плазменных технологий. Предложенный способ основан на использовании низкотемпературной сильнонеравновесной гибридной плазмы, которая генерировалась при одновременном воздействии на плазмообразующую среду непрерывного дорелятивистского электронного пучка и емкостного ВЧ-разряда.
Модификация органических полимеров в гибридной плазме позволяет улучшать их совместимость с клетками и тканями живого организма, что было показано на примере полиэтилентерефталата, который широко применяется в медицине для создания материалов для протезирования. После воздействия гибридной плазмы поверхность полимера показала хорошую биосовместимость с фибробластами человека линии BJ-5ta, а также более низкую гемолитическую активность, чем необработанный полиэтилентерефталат.
Органические полимеры и материалы на их основе широко используются в современной медицине. Однако из-за, как правило, низких значений поверхностной энергии полимеры плохо смачиваются водой, имеют низкую адгезию к подложкам и покрытиям, биологически активным молекулам, эукариотическим клеткам и тканям организма человека. По этой причине при использовании полимеров и пластмасс часто необходимы их предварительная модификация и функционализация, поэтому создание новых эффективных технологий изменения свойств полимерных материалов приобретает особую актуальность.
Воздействие на полимеры низкотемпературной плазмы является одним из наиболее перспективных способов модификации поверхности полимеров. По сравнению с распространенными газовыми разрядами гибридная плазма обладает дополнительными преимуществами — возможностью практически безынерционного управления с помощью электронного пучка геометрией и свойствами плазменного облака, а также потоками активных частиц плазмы, падающими на поверхность обрабатываемого материала. Реакционный объем гибридной плазмы имеет высокую однородность и устойчивость к контракции. К преобладающим в газоразрядной плазме химически активным возбужденным частицам добавляются не менее активные ионы, в значительных количествах нарабатываемые электронным пучком. Перечисленные особенности делают гибридную плазму чрезвычайно интересной и перспективной для получения полимеров с улучшенными физико-химическими характеристиками и биосовместимостью.
С помощью разработанного метода на полимерных поверхностях могут быть получены структурированные паттерны или плавные градиенты физико-химических и/или функциональных свойств. Также использование гибридной плазмы открывает новые возможности к модификации и улучшению биосовместимости полимерных конструкций со сложной формой, например, имплантатов для остеосинтеза. Авторы подробно обсуждают конструкцию электронно-пучкового реактора, особенности, преимущества и перспективы гибридной плазмы для функционализации поверхности полимеров, способы управления процессом модификации. Также описаны свойства полученных полимерных поверхностей, важные для использования в биологии и медицине: гидрофильность, цитотоксичность, биосовместимость с клетками соединительной ткани и крови.
✅ Результаты опубликованы в журнале Polymers и изложены в статье «Как смочить полимер» 🌐 издания «Коммерсантъ» («Ъ-Наука»).
🖊 Vasilieva, T.; Nikolskaya, E.; Vasiliev, M.; Mollaeva, M.; Chirkina, M.; Sokol, M.; Yabbarov, N.; Shikova, T.; Abramov, A.; Ugryumov, A. Applicability of Electron-Beam and Hybrid Plasmas for Polyethylene Terephthalate Processing to Obtain Hydrophilic and Biocompatible Surfaces. Polymers *2024,* 16, 172. DOI: 10.3390/polym16020172 🌐
#наукаИБХФ #публикацииИБХФ #ИБХФ #ИБХФ
--
Рисунок. Модификация полиэтилентерефталата в гибридной плазме изменяет его поверхностные свойства и повышает биосовместимость с клетками.
❗️ Роль Н-связей и супрамолекулярных структур в гомогенном и ферментативном катализе
Учёные ИБХФ РАН проанализировали роль водородных связей и супрамолекулярных структур в ферментативном катализе и модельных системах. Водородные связи играют решающую роль во многих ферментативных реакциях. Однако исследователи лишь недавно предприняли попытку использовать роль водородных связей в гомогенных каталитических системах. Одно из новейших направлений исследований связано с попытками управления свойствами катализаторов путем воздействия на «вторую координационную сферу» комплексов металлов.
Супрамолекулярная химия — область исследований, которая получила значительное развитие в последние годы. Разработана концепция исследования межмолекулярных связей, в том числе координационных, галогенных и водородных связей при супрамолекулярной организации на поверхности.
В новой работе был предложен оригинальный подход – использование метода АСМ (атомно-силовой микроскопии) для оценки роли Н-связей и стабильных супрамолекулярных наноструктур на основе каталитически активных гетеролигандных комплексов железа (Fe) или никеля (Ni) в процессах окисления углеводородов молекулярным кислородом. Самоорганизация гетеролигандных комплексов железа или никеля за счет межмолекулярных Н-связей в супрамолекулярные структуры, наблюдаемая методом АСМ, может быть одной из причин стабильности и высокой эффективности катализаторов. Авторы исследования также обсуждают роль водородных связей и супрамолекулярных структур в механизмах реакций окисления, катализируемых гетеролигандными комплексами Ni и Fe, которые являются не только эффективными гомогенными катализаторами, но также структурными и функциональными моделями Ди- и Монооксигеназ.
✅ Работа опубликована в International Journal of Molecular Sciences.
🖊 Matienko, L.I.; Mil, E.M.; Albantova, A.A.; Goloshchapov, A.N. The Role H-Bonding and Supramolecular Structures in Homogeneous and Enzymatic Catalysis. Int. J. Mol. Sci. 2023, 24, 16874. DOI: 10.3390/ijms242316874 🌐
#публикацииИБХФ #наукаИБХФ #ИБХФ #ИБХФРАН
--
Рисунок. Предполагаемая структура супрамолекулярного комплекса Ni2(OAc)3(acac)NMP·2H2O («А») (а); 3D АСМ-изображение супрамолекулярных наночастиц на основе Ni2(OAc)3(acac)NMP·2H2O (б), образовавшихся на поверхности модифицированного кремния. 2D АСМ- (в) и 3D (г) изображения стабильных супрамолекулярных структур на основе модельных комплексов {Hem•Tyr•His} (Hem=Hemin, Tyr=L-tyrosine, His=L-histidine). Одна из возможных треугольных структур комплекса {Hem•Tyr•His}, образующихся в результате межмолекулярного взаимодействия за счет Н-связей NH•••O или N•••HO (д). Объединение отдельных треугольников в треугольные структуры (по аналогии с треугольными мотивами Серпинского) (е).
Учёные ИБХФ РАН проанализировали роль водородных связей и супрамолекулярных структур в ферментативном катализе и модельных системах. Водородные связи играют решающую роль во многих ферментативных реакциях. Однако исследователи лишь недавно предприняли попытку использовать роль водородных связей в гомогенных каталитических системах. Одно из новейших направлений исследований связано с попытками управления свойствами катализаторов путем воздействия на «вторую координационную сферу» комплексов металлов.
Супрамолекулярная химия — область исследований, которая получила значительное развитие в последние годы. Разработана концепция исследования межмолекулярных связей, в том числе координационных, галогенных и водородных связей при супрамолекулярной организации на поверхности.
В новой работе был предложен оригинальный подход – использование метода АСМ (атомно-силовой микроскопии) для оценки роли Н-связей и стабильных супрамолекулярных наноструктур на основе каталитически активных гетеролигандных комплексов железа (Fe) или никеля (Ni) в процессах окисления углеводородов молекулярным кислородом. Самоорганизация гетеролигандных комплексов железа или никеля за счет межмолекулярных Н-связей в супрамолекулярные структуры, наблюдаемая методом АСМ, может быть одной из причин стабильности и высокой эффективности катализаторов. Авторы исследования также обсуждают роль водородных связей и супрамолекулярных структур в механизмах реакций окисления, катализируемых гетеролигандными комплексами Ni и Fe, которые являются не только эффективными гомогенными катализаторами, но также структурными и функциональными моделями Ди- и Монооксигеназ.
✅ Работа опубликована в International Journal of Molecular Sciences.
🖊 Matienko, L.I.; Mil, E.M.; Albantova, A.A.; Goloshchapov, A.N. The Role H-Bonding and Supramolecular Structures in Homogeneous and Enzymatic Catalysis. Int. J. Mol. Sci. 2023, 24, 16874. DOI: 10.3390/ijms242316874 🌐
#публикацииИБХФ #наукаИБХФ #ИБХФ #ИБХФРАН
--
Рисунок. Предполагаемая структура супрамолекулярного комплекса Ni2(OAc)3(acac)NMP·2H2O («А») (а); 3D АСМ-изображение супрамолекулярных наночастиц на основе Ni2(OAc)3(acac)NMP·2H2O (б), образовавшихся на поверхности модифицированного кремния. 2D АСМ- (в) и 3D (г) изображения стабильных супрамолекулярных структур на основе модельных комплексов {Hem•Tyr•His} (Hem=Hemin, Tyr=L-tyrosine, His=L-histidine). Одна из возможных треугольных структур комплекса {Hem•Tyr•His}, образующихся в результате межмолекулярного взаимодействия за счет Н-связей NH•••O или N•••HO (д). Объединение отдельных треугольников в треугольные структуры (по аналогии с треугольными мотивами Серпинского) (е).
❗Коллектив ученых из ИБХФ им. Н.М. Эмануэля РАН и РТУ МИРЭА разработали новый антимикробный препарат в виде наночастиц и включенных в их состав конъюгатов замещенных фенолов с ненасыщенными жирными кислотами
Повышение устойчивости к противомикробным препаратам среди патогенных бактерий способствует созданию новых агентов для борьбы с бактериальной инфекцией, используя как растительные продукты, так и новые лекарственные формы, что представляет значительный интерес для биомедицины и фармакологии. Селективная доставка терапевтических препаратов, включенных в состав наночастиц, позволяет уменьшить побочные эффекты и возникновение лекарственной устойчивости при сохранении высокой концентрации лекарственного средства.
Коллективу ученых из ИБХФ им. Н.М. Эмануэля РАН и РТУ МИРЭА удалось разработать новый препарат, который позволяет эффективно ингибировать рост бактерий и грибов. Вторичные метаболиты на основе замещенных фенолов, производимые растениями, и природные ненасыщенные жирные кислоты проявляют антимикробную активность против различных патогенных микроорганизмов (бактерий, грибов и вирусов). Линолевая кислота ингибирует рост биопленок бактерий при концентрациях, ниже минимальной подавляющей концентрации. Антибактериальная активность длинноцепочечных ненасыщенных жирных кислот проявляется, в основном, против грамположительных бактерий, особенно против Staphylococcus aureus. При этом было показано, что увеличение липофильности фенольных соединений усиливает их антимикробную активность, способствуя их взаимодействию с клеточной мембраной. Коллективом из РТУ МИРЭА была выбрана стратегия синтеза сложноэфирных производных замещенных фенолов с ненасыщенными жирными кислотами для улучшения таких мембранотропных характеристик природных фенолов. Учёные доказали, что синтезированные конъюгаты обладают характерной и селективной активностью в отношении наиболее распространенных штаммов микроорганизмов, а в зависимости от типа длинноцепочечной ненасыщенной жирной кислоты, входящей в их состав, меняется и биологическая активность всего конъюгата. Включение конъюгатов замещенных фенолов в состав наночастиц позволило увеличить эффективность ингибирования роста микроорганизмов, что связано с селективным накоплением наночастиц и пролонгированным эффектом.
Новый препарат является как эффективным для антимикробной терапии в отношении наиболее распространенных штаммов микроорганизмов, так и безопасным для человека, поскольку он получен на основе биоразлагаемого и биосовместимого сополимера молочной и гликолевой кислот, который уже применяется в медицине. Продукты его деградации полностью и безопасно выводятся в процессе метаболизма из организма, а свободные жирные кислоты, входящие в состав действующего вещества - нетоксичны и повсеместно встречаются в пище, что делает их перспективными и безопасными агентами для синтеза новых антибактериальных средств.
Важно отметить, что успех нового препарата в биологических испытаниях обусловлен улучшением фармакокинетических свойств антибактериального агента и его биодоступности – этого удается достичь после включения активных компонентов в состав наночастиц.
В статье авторы подробно описывают важнейшие свойства синтезированного препарата: характеристика синтезированных конъюгатов, размеры и морфология поверхности полученных частиц, их технология получения и масштабирования, а также подробное описание биологических свойств - как антибактериальных, так и противоопухолевых.
✅ Результаты опубликованы в журнале Polymers и описаны в издании "Известия" 🌐.
🖊 Sokol MB, Sokhraneva VA, Groza NV, Mollaeva MR, Yabbarov NG, Chirkina MV, Trufanova AA, Popenko VI, Nikolskaya ED. Thymol-Modified Oleic and Linoleic Acids Encapsulated in Polymeric Nanoparticles: Enhanced Bioactivity, Stability, and Biomedical Potential. Polymers (Basel). 2023 Dec 26;16(1):72. DOI: 10.3390/polym16010072 🌐
#наукаИБХФ #публикацииИБХФ #ИБХФ #ИБХФРАН
Повышение устойчивости к противомикробным препаратам среди патогенных бактерий способствует созданию новых агентов для борьбы с бактериальной инфекцией, используя как растительные продукты, так и новые лекарственные формы, что представляет значительный интерес для биомедицины и фармакологии. Селективная доставка терапевтических препаратов, включенных в состав наночастиц, позволяет уменьшить побочные эффекты и возникновение лекарственной устойчивости при сохранении высокой концентрации лекарственного средства.
Коллективу ученых из ИБХФ им. Н.М. Эмануэля РАН и РТУ МИРЭА удалось разработать новый препарат, который позволяет эффективно ингибировать рост бактерий и грибов. Вторичные метаболиты на основе замещенных фенолов, производимые растениями, и природные ненасыщенные жирные кислоты проявляют антимикробную активность против различных патогенных микроорганизмов (бактерий, грибов и вирусов). Линолевая кислота ингибирует рост биопленок бактерий при концентрациях, ниже минимальной подавляющей концентрации. Антибактериальная активность длинноцепочечных ненасыщенных жирных кислот проявляется, в основном, против грамположительных бактерий, особенно против Staphylococcus aureus. При этом было показано, что увеличение липофильности фенольных соединений усиливает их антимикробную активность, способствуя их взаимодействию с клеточной мембраной. Коллективом из РТУ МИРЭА была выбрана стратегия синтеза сложноэфирных производных замещенных фенолов с ненасыщенными жирными кислотами для улучшения таких мембранотропных характеристик природных фенолов. Учёные доказали, что синтезированные конъюгаты обладают характерной и селективной активностью в отношении наиболее распространенных штаммов микроорганизмов, а в зависимости от типа длинноцепочечной ненасыщенной жирной кислоты, входящей в их состав, меняется и биологическая активность всего конъюгата. Включение конъюгатов замещенных фенолов в состав наночастиц позволило увеличить эффективность ингибирования роста микроорганизмов, что связано с селективным накоплением наночастиц и пролонгированным эффектом.
Новый препарат является как эффективным для антимикробной терапии в отношении наиболее распространенных штаммов микроорганизмов, так и безопасным для человека, поскольку он получен на основе биоразлагаемого и биосовместимого сополимера молочной и гликолевой кислот, который уже применяется в медицине. Продукты его деградации полностью и безопасно выводятся в процессе метаболизма из организма, а свободные жирные кислоты, входящие в состав действующего вещества - нетоксичны и повсеместно встречаются в пище, что делает их перспективными и безопасными агентами для синтеза новых антибактериальных средств.
Важно отметить, что успех нового препарата в биологических испытаниях обусловлен улучшением фармакокинетических свойств антибактериального агента и его биодоступности – этого удается достичь после включения активных компонентов в состав наночастиц.
В статье авторы подробно описывают важнейшие свойства синтезированного препарата: характеристика синтезированных конъюгатов, размеры и морфология поверхности полученных частиц, их технология получения и масштабирования, а также подробное описание биологических свойств - как антибактериальных, так и противоопухолевых.
✅ Результаты опубликованы в журнале Polymers и описаны в издании "Известия" 🌐.
🖊 Sokol MB, Sokhraneva VA, Groza NV, Mollaeva MR, Yabbarov NG, Chirkina MV, Trufanova AA, Popenko VI, Nikolskaya ED. Thymol-Modified Oleic and Linoleic Acids Encapsulated in Polymeric Nanoparticles: Enhanced Bioactivity, Stability, and Biomedical Potential. Polymers (Basel). 2023 Dec 26;16(1):72. DOI: 10.3390/polym16010072 🌐
#наукаИБХФ #публикацииИБХФ #ИБХФ #ИБХФРАН
❗️Внимание❗️
📅 С 24 по 26 апреля 2024 года в ИБХФ РАН будет проходить конкурс научных работ имени Елены Борисовны Бурлаковой!
Для участия в конкурсе допускаются работы сотрудников института, выполненные в 2023 году.
Заявки на участие в конкурсе присылайте по адресу 📨 lal@sky.chph.ras.ru до 10 АПРЕЛЯ 2024 г.
#конкурснаучныхработ #наукаИБХФ #ИБХФ #ИБХФРАН #сотрудникам #объявление
📅 С 24 по 26 апреля 2024 года в ИБХФ РАН будет проходить конкурс научных работ имени Елены Борисовны Бурлаковой!
Для участия в конкурсе допускаются работы сотрудников института, выполненные в 2023 году.
Заявки на участие в конкурсе присылайте по адресу 📨 lal@sky.chph.ras.ru до 10 АПРЕЛЯ 2024 г.
#конкурснаучныхработ #наукаИБХФ #ИБХФ #ИБХФРАН #сотрудникам #объявление
Дмитрий Геннадьевич Квашнин, доктор физико-математических наук, доцент, заведующий центром "Компьютерного моделирования неорганических и композитных наноразмерных материалов" ИБХФ РАН не случайно решил стать учёным-физиком.
"Когда встал вопрос выбора в какой ВУЗ поступать после окончания школы, у меня не было сомнений, что это будет физический факультет Красноярского государственного университета (ныне Сибирский федеральный университет), ведь вся моя семья - физики", - рассказывает Дмитрий. Бабушка - Решетникова Нина Васильевна окончила с отличием школу и институт и была первой аспиранткой Леонида Васильевича Киренского - Академика АН СССР, Героя Социалистического Труда и создателя красноярской физической школы и научной школы по физике магнитных полей. Дедушка - Колмогорцев Павел Петрович был учителем физики в красноярском лицее и далее директором этого лицея. "Дедушка как раз и заронил во мне любовь к физике. Мы с ним часто разбирали задачи по физике в ходе школьного курса. Он научил меня смотреть в суть проблемы, не зубрить формулы для решения задач". Родители Дмитрия, а также его родные – дядя, тетя, старший брат вместе с супругой – тоже работают на научно-преподавательском поприще всю свою жизнь. Подробнее о большой научной семье Дмитрия Квашнина - здесь 🌐
Учась на физическом факультете КГУ Дмитрий повстречал свою будущую жену Софью Сергеевну Меланж, однако в студенческие годы они были одногруппниками и лучшими друзьями. Семью создали уже спустя 10 лет после знакомства. Софья Меланж имеет два образования. По первому образованию Софью физик-теоретик, а по второму - лингвист-переводчик. Второе образование Софья получила в МГУ, окончив с отличием факультет иностранных языков и регионоведения. В настоящее время Софья работает в ИБХФ РАН в должности переводчика, занимается редактурой научных текстов как на русском, так и на английском языках и помогает научным сотрудникам института в улучшении трудов.
Год назад у Дмитрия с Софьей родилась дочка Нина. Счастливые родители уверены, что теплая научная атмосфера в семье также подтолкнет и маленькую Нину на научную дорогу.
#НаукаСемьяПреподавание #ГодСемьи #наукаИБХФ #лицаИБХФ #ИБХФ #ИБХФРАН
--
На фото - Дмитрий и Софья во время Чемпионата мира по футболу в 2018 году.
"Когда встал вопрос выбора в какой ВУЗ поступать после окончания школы, у меня не было сомнений, что это будет физический факультет Красноярского государственного университета (ныне Сибирский федеральный университет), ведь вся моя семья - физики", - рассказывает Дмитрий. Бабушка - Решетникова Нина Васильевна окончила с отличием школу и институт и была первой аспиранткой Леонида Васильевича Киренского - Академика АН СССР, Героя Социалистического Труда и создателя красноярской физической школы и научной школы по физике магнитных полей. Дедушка - Колмогорцев Павел Петрович был учителем физики в красноярском лицее и далее директором этого лицея. "Дедушка как раз и заронил во мне любовь к физике. Мы с ним часто разбирали задачи по физике в ходе школьного курса. Он научил меня смотреть в суть проблемы, не зубрить формулы для решения задач". Родители Дмитрия, а также его родные – дядя, тетя, старший брат вместе с супругой – тоже работают на научно-преподавательском поприще всю свою жизнь. Подробнее о большой научной семье Дмитрия Квашнина - здесь 🌐
Учась на физическом факультете КГУ Дмитрий повстречал свою будущую жену Софью Сергеевну Меланж, однако в студенческие годы они были одногруппниками и лучшими друзьями. Семью создали уже спустя 10 лет после знакомства. Софья Меланж имеет два образования. По первому образованию Софью физик-теоретик, а по второму - лингвист-переводчик. Второе образование Софья получила в МГУ, окончив с отличием факультет иностранных языков и регионоведения. В настоящее время Софья работает в ИБХФ РАН в должности переводчика, занимается редактурой научных текстов как на русском, так и на английском языках и помогает научным сотрудникам института в улучшении трудов.
Год назад у Дмитрия с Софьей родилась дочка Нина. Счастливые родители уверены, что теплая научная атмосфера в семье также подтолкнет и маленькую Нину на научную дорогу.
#НаукаСемьяПреподавание #ГодСемьи #наукаИБХФ #лицаИБХФ #ИБХФ #ИБХФРАН
--
На фото - Дмитрий и Софья во время Чемпионата мира по футболу в 2018 году.
Как и многие другие научные пары, Алексеева Ольга Валериевна и Козлов Сергей Сергеевич познакомились на работе. Знакомство произошло на Юбилее (10-летии) Института биохимической физики, а в 2006 году сотрудники поженились.
Сергей пришел в ИБХФ РАН на диплом с Физического факультета МГУ. Ольга, обучаясь в Высшем химическом колледже по композиционным материалам РХТУ им. Д.И. Менделеева, тоже проходила дипломную практику в ИБХФ РАН.
К настоящему моменту оба – кандидаты химических наук и старшие научные сотрудники. Тема диссертации Ольги Валериевны – «Особенности взаимодействия макромолекул и их аналогов с озоном в тонких слоях». Тема диссертации Сергея Сергеевича – «Влияние супрессии крахмальных синтаз на структуру и термодинамические свойства крахмалов из различных источников».
Менялись тематики и направления их работы. В 2016 году, когда в ИБХФ РАН стали активно развиваться исследования по фундаментальным процессам преобразования солнечной энергии, моделированию процессов фотосинтеза и разработке новых видов солнечных элементов (СЭ) на основе органических, полимерных и наноструктурированных материалов, Ольга Валериевна и Сергей Сергеевич стали работать в одной лаборатории солнечных фотопреобразователей под руководством д.ф.-м.н. Шевалеевского Олега Игоревича. Тема работы О.В. Алексеевой и С.С. Козлова – разработка и изучение новых типов СЭ для работы в условиях низкой солнечной инсоляции. Ими написано более 10 совместных статей.
Научная семья воспитывает двоих детей (сына и дочь) 12 и 8 лет.
«Совместная работа, как и совместная жизнь, требует терпения и взаимоуважения. Особенно при обсуждении научных результатов. Надеемся, что наши дети в свое время придут в науку», – комментирует Ольга.
#НаукаСемьяПреподавание #ГодСемьи #наукаИБХФ #лицаИБХФ #ИБХФ #ИБХФРАН
Сергей пришел в ИБХФ РАН на диплом с Физического факультета МГУ. Ольга, обучаясь в Высшем химическом колледже по композиционным материалам РХТУ им. Д.И. Менделеева, тоже проходила дипломную практику в ИБХФ РАН.
К настоящему моменту оба – кандидаты химических наук и старшие научные сотрудники. Тема диссертации Ольги Валериевны – «Особенности взаимодействия макромолекул и их аналогов с озоном в тонких слоях». Тема диссертации Сергея Сергеевича – «Влияние супрессии крахмальных синтаз на структуру и термодинамические свойства крахмалов из различных источников».
Менялись тематики и направления их работы. В 2016 году, когда в ИБХФ РАН стали активно развиваться исследования по фундаментальным процессам преобразования солнечной энергии, моделированию процессов фотосинтеза и разработке новых видов солнечных элементов (СЭ) на основе органических, полимерных и наноструктурированных материалов, Ольга Валериевна и Сергей Сергеевич стали работать в одной лаборатории солнечных фотопреобразователей под руководством д.ф.-м.н. Шевалеевского Олега Игоревича. Тема работы О.В. Алексеевой и С.С. Козлова – разработка и изучение новых типов СЭ для работы в условиях низкой солнечной инсоляции. Ими написано более 10 совместных статей.
Научная семья воспитывает двоих детей (сына и дочь) 12 и 8 лет.
«Совместная работа, как и совместная жизнь, требует терпения и взаимоуважения. Особенно при обсуждении научных результатов. Надеемся, что наши дети в свое время придут в науку», – комментирует Ольга.
#НаукаСемьяПреподавание #ГодСемьи #наукаИБХФ #лицаИБХФ #ИБХФ #ИБХФРАН
❗️ Нанокомпозиты на основе ультратонких волокон поли(3-гидроксибутирата) с нанолистами оксида графена
Механическое поведение графена характеризуется высокой прочностью, в 200 раз превосходящей сталь. Благодаря своим физико-механическим свойствам, графен стал многообещающим нанонаполнителем для получения высокоэффективных полимерных композитов. Наноматериалы на его основе пригодны для широкого спектра применений, включая суперконденсаторы, солнечные элементы, топливные элементы, литиевые батареи, активные и интеллектуальные упаковочные устройства и системы хранения водорода, биомедицинские применения и так далее. Среди них широко исследованы графен и связанные с ним материалы, а именно, оксид графена и восстановленный оксид графена. Полимерные композиты с графеном были представлены в качестве замены материалов для защиты от электромагнитных помех благодаря их низкой стоимости, устойчивости к коррозии, легкости, универсальности и простоте обработки по сравнению с привычными материалами на основе металлов. Сами графены и их композиционные материалы можно применять в качестве покрытия или даже дополнительно встраивать в армированную волокном полимерную систему, формируя новые композиты. Одно из перспективных применений графена и его оксидов основано на их антибактериальных свойствах. Благодаря двумерной структуре, толщиной всего в один атом углерода, развитой поверхности и функционализации органическими группами, производные графена способны реагировать даже на чрезвычайно малые химические или физические изменения в их окружении. Графеновые нанопластинки рассматриваются не только для улучшения механических свойств матрицы, но и для передачи электрических свойств изоляционному материалу.
Ученые ИБХФ РАН, РЭУ им. Г.В. Плеханова, ФИЦ ХФ РАН варьировали структуру нанокомпозитов, состоящих из ультратонких волокон поли(3-гидроксибутирата) (ПГБ) и нанолистов оксида графена (ОГ), регулируя концентрацию модифицирующего агента, и провели комплексные исследования, в которых термофизические, динамические измерения зондовым методом сочетаются с применением сканирующей электронной микроскопии.
Показано, что смесевые волокна в зависимости от состава имеют различный диаметр и геометрию. Зондовым методом электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) и методом дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) и рассмотрена особенность кристаллической и аморфной структуры смесевой композиции. При добавлении 0,05, 0,1, 0,3 и 1% оксида графена в ПГБ наблюдается нелинейная зависимость изменения молекулярной динамики (времени корреляции τ) и энтальпии плавления системы (ΔH). Экспозиция в водной среде при 70ºС и озонолиз модифицированных волокон при разных временах воздействия обусловливает снижение τ и ΔH. УФ облучение при времени воздействия до 120 мин приводит к росту τ, при более продолжительном воздействии – значительному снижению этого параметра. Полученные волокнистые материалы обладают бактерицидными свойствами и должны найти применение при создании новых терапевтических систем антибактериального и противоопухолевого действия.
✅ Статья опубликована в издании Polymers.
Изучение процессов, протекающих в полимерах и полимерных смесях при воздействии температуры, влаги и/или ультрафиолета (УФ), очень важно с точки зрения их эксплуатации, особенно в условиях окружающей среды, где полимерные изделия подвергаются действию агрессивных факторов.
🖊 Svetlana G. Karpova, Anatoly A. Olkhov, Ivetta A. Varyan, Natalia G. Shilkina, Alexander A. Berlin, Anatoly A. Popov, Alexey L. Iordanskii. Biocomposites Based on Electrospun Fibers of Poly(3-hydroxybutyrate) and Nanoplatelets of Graphene Oxide: Thermal Characteristics and Segmental Dynamics at Hydrothermal and Ozonation Impact. Polymers 2023, 15, 4171. DOI: 10.3390/polym15204171 🌐
#наукаИБХФ #публикацииИБХФ #ИБХФ #ИБХФРАН
--
Рис. Зависимость времени корреляции (а) и энтальпии плавления (б) от состава волокон ПГБ/ОГ: 1 – исходный образец, 2, 3 – после экспозиции в водной среде при 70ºС в течение 60, 240 мин; 4 – после озонолиза в течение 240 мин; 5 – после УФ облучения в течение 240 мин.
Механическое поведение графена характеризуется высокой прочностью, в 200 раз превосходящей сталь. Благодаря своим физико-механическим свойствам, графен стал многообещающим нанонаполнителем для получения высокоэффективных полимерных композитов. Наноматериалы на его основе пригодны для широкого спектра применений, включая суперконденсаторы, солнечные элементы, топливные элементы, литиевые батареи, активные и интеллектуальные упаковочные устройства и системы хранения водорода, биомедицинские применения и так далее. Среди них широко исследованы графен и связанные с ним материалы, а именно, оксид графена и восстановленный оксид графена. Полимерные композиты с графеном были представлены в качестве замены материалов для защиты от электромагнитных помех благодаря их низкой стоимости, устойчивости к коррозии, легкости, универсальности и простоте обработки по сравнению с привычными материалами на основе металлов. Сами графены и их композиционные материалы можно применять в качестве покрытия или даже дополнительно встраивать в армированную волокном полимерную систему, формируя новые композиты. Одно из перспективных применений графена и его оксидов основано на их антибактериальных свойствах. Благодаря двумерной структуре, толщиной всего в один атом углерода, развитой поверхности и функционализации органическими группами, производные графена способны реагировать даже на чрезвычайно малые химические или физические изменения в их окружении. Графеновые нанопластинки рассматриваются не только для улучшения механических свойств матрицы, но и для передачи электрических свойств изоляционному материалу.
Ученые ИБХФ РАН, РЭУ им. Г.В. Плеханова, ФИЦ ХФ РАН варьировали структуру нанокомпозитов, состоящих из ультратонких волокон поли(3-гидроксибутирата) (ПГБ) и нанолистов оксида графена (ОГ), регулируя концентрацию модифицирующего агента, и провели комплексные исследования, в которых термофизические, динамические измерения зондовым методом сочетаются с применением сканирующей электронной микроскопии.
Показано, что смесевые волокна в зависимости от состава имеют различный диаметр и геометрию. Зондовым методом электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) и методом дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) и рассмотрена особенность кристаллической и аморфной структуры смесевой композиции. При добавлении 0,05, 0,1, 0,3 и 1% оксида графена в ПГБ наблюдается нелинейная зависимость изменения молекулярной динамики (времени корреляции τ) и энтальпии плавления системы (ΔH). Экспозиция в водной среде при 70ºС и озонолиз модифицированных волокон при разных временах воздействия обусловливает снижение τ и ΔH. УФ облучение при времени воздействия до 120 мин приводит к росту τ, при более продолжительном воздействии – значительному снижению этого параметра. Полученные волокнистые материалы обладают бактерицидными свойствами и должны найти применение при создании новых терапевтических систем антибактериального и противоопухолевого действия.
✅ Статья опубликована в издании Polymers.
Изучение процессов, протекающих в полимерах и полимерных смесях при воздействии температуры, влаги и/или ультрафиолета (УФ), очень важно с точки зрения их эксплуатации, особенно в условиях окружающей среды, где полимерные изделия подвергаются действию агрессивных факторов.
🖊 Svetlana G. Karpova, Anatoly A. Olkhov, Ivetta A. Varyan, Natalia G. Shilkina, Alexander A. Berlin, Anatoly A. Popov, Alexey L. Iordanskii. Biocomposites Based on Electrospun Fibers of Poly(3-hydroxybutyrate) and Nanoplatelets of Graphene Oxide: Thermal Characteristics and Segmental Dynamics at Hydrothermal and Ozonation Impact. Polymers 2023, 15, 4171. DOI: 10.3390/polym15204171 🌐
#наукаИБХФ #публикацииИБХФ #ИБХФ #ИБХФРАН
--
Рис. Зависимость времени корреляции (а) и энтальпии плавления (б) от состава волокон ПГБ/ОГ: 1 – исходный образец, 2, 3 – после экспозиции в водной среде при 70ºС в течение 60, 240 мин; 4 – после озонолиза в течение 240 мин; 5 – после УФ облучения в течение 240 мин.
❗️ Жизненный цикл полимерных композитов на основе биоразлагаемых полиэфиров и антимикробных добавок
✅ Ученые из ИБХФ РАН и МГУ им. М. В. Ломоносова опубликовали совместную работу, посвященную исследованию жизненного цикла полимерных композитов на основе биоразлагаемых полиэфиров и антимикробных добавок в журнале Applied Bio Materials (IF 3,952, Q1) American Chemical Society.
В работе рассматриваются отдельные этапы жизненного цикла экологически чистых волокнистых материалов на основе поли(3-гидроксибутирата), содержащих природную биосовместимую добавку Гемин: от изготовления до окончания срока службы и биоразложения в почвенном грунте.
Полученные волокнистые материалы отличаются сильно развитой поверхностью и высокими антимикробными свойствами, что оказывает значительное влияние на процесс деструкции материалов. Авторы установили, что структурная организация материалов (пористость, структура, диаметр волокон, площадь поверхности, распределение добавки в матрице полимера, фазовый состав) может варьироваться за счет условий метода получения, что служит мощным инструментом для контроля не только структуры, но и эксплуатационных характеристик, а также скорости биоразложения.
🖊 Polina M. Tyubaeva, Ivetta A. Varyan, Kristina G. Gasparyan, Roman R. Romanov, Lyubov V. Yurina, Alexandra D. Vasilyeva, Anatoly A. Popov, and Olga V. Arzhakova. Life Cycle of Functional All-Green Biocompatible Fibrous Materials Based on Biodegradable Polyhydroxybutyrate and Hemin: Synthesis, Service Life, and the End-of-Life via Biodegradation.
ACS Applied Bio Materials. DOI: 10.1021/acsabm.4c00010 🌐
#наукаИБХФ #публикацииИБХФ #ИБХФ #ИБХФРАН
✅ Ученые из ИБХФ РАН и МГУ им. М. В. Ломоносова опубликовали совместную работу, посвященную исследованию жизненного цикла полимерных композитов на основе биоразлагаемых полиэфиров и антимикробных добавок в журнале Applied Bio Materials (IF 3,952, Q1) American Chemical Society.
В работе рассматриваются отдельные этапы жизненного цикла экологически чистых волокнистых материалов на основе поли(3-гидроксибутирата), содержащих природную биосовместимую добавку Гемин: от изготовления до окончания срока службы и биоразложения в почвенном грунте.
Полученные волокнистые материалы отличаются сильно развитой поверхностью и высокими антимикробными свойствами, что оказывает значительное влияние на процесс деструкции материалов. Авторы установили, что структурная организация материалов (пористость, структура, диаметр волокон, площадь поверхности, распределение добавки в матрице полимера, фазовый состав) может варьироваться за счет условий метода получения, что служит мощным инструментом для контроля не только структуры, но и эксплуатационных характеристик, а также скорости биоразложения.
🖊 Polina M. Tyubaeva, Ivetta A. Varyan, Kristina G. Gasparyan, Roman R. Romanov, Lyubov V. Yurina, Alexandra D. Vasilyeva, Anatoly A. Popov, and Olga V. Arzhakova. Life Cycle of Functional All-Green Biocompatible Fibrous Materials Based on Biodegradable Polyhydroxybutyrate and Hemin: Synthesis, Service Life, and the End-of-Life via Biodegradation.
ACS Applied Bio Materials. DOI: 10.1021/acsabm.4c00010 🌐
#наукаИБХФ #публикацииИБХФ #ИБХФ #ИБХФРАН
❗️ Студенты РХТУ им. Д.И. Менделеева, выполняющие свои научные работы под руководством сотрудников лаборатории функциональных свойств биополимеров ИБХФ РАН (зав. лаб. – д.х.н. Семенова М.Г.), представили свои результаты в виде стендовых докладов на ежегодной Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «ЛОМОНОСОВ», которая прошла с 12 по 26 апреля в 2024 г. в Московском государственном университете имени М.В. Ломоносова.
Работа студентки 3 курса (бакалавриат) Евгении Александровной Гориной в соавторстве с Мариной Сергеевной Илясовой (4 курс, бакалавриат) «Структурообразующие способности систем доставки липосомальной формы комбинации нутрицевтиков на основе биополимеров» под руководством с.н.с., к.х.н. Анны Сержановны Антиповой была посвящена изучению эмульгирующих свойств супрамолекулярных комплексов на основе изолята сывороточных белков молока, хитозана и липосом фосфатидилхолина, нагруженных бета-каротином, омега-3-полиненасыщенными жирными кислотами (ПНЖК), растительным антиоксидантом - эфирным маслом гвоздики.
Работа, выполненная студенткой 3 курса (бакалавриат) Ириной Рудольфовной Юн в соавторстве с Иваном Кирилловичем Мироновым (2 курс магистратуры, инж.-иссл. ИБХФ РАН) на тему «Супрамолекулярный комплекс высокометоксилированного пектина с липосомами фосфатидилхолина как система доставки комбинации биологически активных веществ: структура и стабильность» была отмечена 🏆 дипломом I степени (секция «Химия», подсекция «Высокомолекулярные соединения»). Научный руководитель работы – с.н.с., к.б.н. Мартиросова Елена Игоревна.
Большой интерес у слушателей вызвал физико-химический подход к созданию систем доставки биологически активных веществ (БАВ), и, в частности, использование мукоадгезивных полисахаридов хитозана и пектина, способных обеспечить максимальную стабильность, биодоступность и биоусвоение БАВ в желудочно-кишечном тракте человека.
🎉 Поздравляем авторов работ и желаем им дальнейших успехов!
#наукаИБХФ #лицаИБХФ #ИБХФ #ИБХФРАН
Работа студентки 3 курса (бакалавриат) Евгении Александровной Гориной в соавторстве с Мариной Сергеевной Илясовой (4 курс, бакалавриат) «Структурообразующие способности систем доставки липосомальной формы комбинации нутрицевтиков на основе биополимеров» под руководством с.н.с., к.х.н. Анны Сержановны Антиповой была посвящена изучению эмульгирующих свойств супрамолекулярных комплексов на основе изолята сывороточных белков молока, хитозана и липосом фосфатидилхолина, нагруженных бета-каротином, омега-3-полиненасыщенными жирными кислотами (ПНЖК), растительным антиоксидантом - эфирным маслом гвоздики.
Работа, выполненная студенткой 3 курса (бакалавриат) Ириной Рудольфовной Юн в соавторстве с Иваном Кирилловичем Мироновым (2 курс магистратуры, инж.-иссл. ИБХФ РАН) на тему «Супрамолекулярный комплекс высокометоксилированного пектина с липосомами фосфатидилхолина как система доставки комбинации биологически активных веществ: структура и стабильность» была отмечена 🏆 дипломом I степени (секция «Химия», подсекция «Высокомолекулярные соединения»). Научный руководитель работы – с.н.с., к.б.н. Мартиросова Елена Игоревна.
Большой интерес у слушателей вызвал физико-химический подход к созданию систем доставки биологически активных веществ (БАВ), и, в частности, использование мукоадгезивных полисахаридов хитозана и пектина, способных обеспечить максимальную стабильность, биодоступность и биоусвоение БАВ в желудочно-кишечном тракте человека.
🎉 Поздравляем авторов работ и желаем им дальнейших успехов!
#наукаИБХФ #лицаИБХФ #ИБХФ #ИБХФРАН
