Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес
оригинального документа
: http://analyt.chem.msu.ru/kinetics/default.htm
Дата изменения: Tue Dec 23 22:45:56 2014 Дата индексирования: Sat Apr 9 23:52:11 2016 Кодировка: Windows-1251 Поисковые слова: флуоресценция |
|
|||||||||||||||||||
Лаборатория кинетических методов,
общая информация
Лаборатория
кинетических методов анализа
Группа ферментативных методов анализа
Основное направление работы группы - создание научных основ и практическое применение ферментативных методов анализа.
Группа канд. хим.наук, доцента Ирины Анатольевны Веселовой
Группа канд. хим. наук, доцента Светланы Валентиновны Мугиновой
Основные задачи
создание и применение в практике химического анализа биокаталитических и оптических сенсорных систем на основе природных биополимеров - ферментов, белков, полисахаридов, способных образовывать высокоорганизованные надмолекулярные структуры; такие системы, распознающие поверхности/мембраны, обладают уникальной чувствительностью, селективностью, высокой воспроизводимостью получаемых результатов, а также стабильностью в различных средах, в том числе водно-органических и мицеллярных;
создание новых оптических (спектрофотометрических, флуоресцентных, рамановских) индикаторных систем и мульти-сенсорных устройств для экспрессного, чувствительного и селективного определения широкого круга маркеров качества фармацевтических препаратов, косметических, пищевых и нефтепродуктов, маркеров различных заболеваний в биологических объектах в целях прогностики и диагностики социально значимых заболеваний.
Достижения последних лет
Cозданы фотометрические и флуоресцентные биосенсоры на основе чувствительных пленок состава {фермент (пероксидаза, тирозиназа, лакказа) - природный полиэлектролит хитозан}, позволяющие анализировать сложные объекты (продукты пищевой, косметической, фармацевтической и нефтяной промышленностей) без предварительного отделения компонентов матрицы, т.е. без подготовки проб анализируемых образцов;
разработаны с использованием приема ферментативной дериватизации новые ферментсодержащие детектирующие системы, позволяющие определять маркеры социально значимых заболеваний в биологических объектах на фемто- и наномолярных уровнях;
Cозданы новые селективные и чувствительные индикаторные сенсорные системы на основе формирования комплексов с переносом заряда в пленочных структурах {хитозан-наночастицы благородных металлов}, позволяющие детектировать соединения - маркеры качества нефтепродуктов, ранее 'невидимые' молекулы методом рамановской спектроскопии.
Разработаны простые, экспрессные биосенсорные системы для определения биологически активных веществ (фенолов и пероксидов различного строения, нейролептиков, нейромедиаторов, витаминов, маркеров качества дизельного топлива, пищевых продуктов, лекарственных препаратов) с требуемыми аналитическими характеристиками для решения конкретной задачи - анализа разных по составу объектов.
Перспективы
Cоздание новых индикаторных систем и развитие сенсорных технологий для высокочувствительного и селективного определения белков, ферментов, нейромедиаторов и нейролептиков, широкого круга маркеров окислительного стресса и антиоксидантной активности в клеточных структурах, биологических жидкостях и тканях методами флуоресценции (в том числе усиленной) и комбинационного рассеяния - ГКР (SERS).
Некоторые публикации
Веселова И.А., Кирейко А.В., Шеховцова Т.Н. Повышение каталитической активности и стабильности пероксидазы хрена за счет включения ее в полиэлектролитный комплекс с хитозаном. // Прикладная биохимия и микробиология. 2009. Т.45. ? 2. С. 143 - 148.
Malinina L.I., Rodionov P.V.,Veselova I.A., Shekhovtsova T.N. Novel applications of chitosan. / Advances in Chitin Sciences. 2011. V.XI. P. 309-312.
Veselova I.A., Malinina L.I., Rodionov P.V., Shekhovtsova T.N. Properties and analytical applications of self-assembled complex {peroxidase-chitosan}. // Talanta. 2012. V.102. p.101-109.
Борзенкова Н.В., Веселова И.А., Шеховцова Т.Н. Возможности искусственных рецепторов в повышении селективности определения субстратов оксидоредуктаз. // Вестн. Моск. Ун-та. Сер. 2. Химия. 2012. Т. 53. ? 5. С. 291-311.
Борзенкова Н.В., Веселова И.А., Шеховцова Т.Н. Биохимические методы обессеривания углеводородного сырья. "Успехи современной биологии" 2013. Т.133. ?1. С. 63 - 80.
Шеховцова Т.Н., Мугинова С.В., Веселова И.А. 'Новые подходы в ферментативных методах определения субстратов оксидоредуктаз', глава в сборнике 'Проблемы аналитической химии', Изд-во МАИК НАУКА, 2011.
Rodionov P.V., Veselova I.A., Shekhovtsova T.N. A solid-phase fluorescent biosensor for the determination of phenolic compounds and peroxides in samples with complex matrices. Analytical and Bioanalytical Chemistry. 2014. V. 406. ? 5. P. 1531 - 1540.
Sidorov A., Vashkinskaya O., Grigoryeva A., Shekhovtsova T., Veselova I., Goodilin E. Entrapment into charge transfer complexes for resonant Raman scattering enhancement. Chem. Commun. 2014. T. 50. P. 6468-6470.
Патенты
Веселова И.А., Родионов П.В., Шеховцова Т.Н. Способ получения флуоресцирующих производных катехоламинов и их метаболитов методом дериватизации. Заявка на патент РФ. 20 декабря 2012. ? 087796.
Веселова И.А., Борзенкова Н.В., Шеховцова Т.Н. Способ биокаталитической конверсии дибензотиофена. Заявка на патент РФ. 20 декабря 2012. ? 087794.
Веселова И.А., Родионов П.В., Шеховцова Т.Н. Способ определения катехоламинов и их метаболитов с использованием твердофазного флуоресцентного биосенсора. Заявка на патент РФ. 23 мая 2013. ? 034835.
Основное направление работы
изучение аналитических перспектив использования ионных жидкостей (ИЖ) в ферментативных методах определения биологически активных органических соединений.
Гидрофильные ИЖ применяются в качестве реакционной среды для превращения и определения ограниченно растворимых в воде субстратов ферментов, а также в качестве растворителя целлюлозы для создания биочувствительных элементов оптических сенсоров в виде целлюлозных пленок с включенными в них катализаторами (природными и синтетическими), флуоресцирующими красителями и комплексными соединениями.
Основные задачи
изучение каталитических свойств ферментов (пероксидаз), выделенных из различных источников, в среде гидрофильных ИЖ и полярных молекулярных органических растворителей (МОР) для выбора оптимальных
биокатализатора и растворителя для определения нерастворимых и мало растворимых в воде субстратов;
получение с использованием гидрофильных ИЖ целлюлозных пленок с включенными растительными пероксидазами; разработка на их основе спектрофотометрических и флуоресцентных сенсорных систем для определения органических субстратов (фенолов, катехоламинов, красителей и антималярийных эндопероксидов).
Результаты недавних исследований
применение гидрофильных ИЖ в катализируемых растительными пероксидазами реакциях окисления фенольных соединений обеспечило важное преимущество перед МОР: сохранение каталитической активности ферментов при значительно бoльших содержаниях ИЖ по сравнению с МОР (70-80 % об. вместо 25-40 % об.);
с использованием гидрофильных ИЖ - хлорида и ацетата 1-бутил-3-метилимидазолия - получены высокоактивные, стабильные, гибкие и оптически прозрачные целлюлозные пленки с включенными в них пероксидазами, каталитически активными комплексами {ион металла-ПАВ}, флуоресцирующими красителями и комплексами {ион металла-антибиотик};
на основе целлюлозных пленок, полученных методом растворения/осаждения целлюлозы в ИЖ, разработаны новые флуоресцентные сенсорные системы для определения антималярийного эндопероксида артемизинина на уровне его концентраций в фармацевтических препаратах и биологических жидкостях.
Перспективы
расширение круга ИЖ и индикаторных ферментативных систем для прогнозирования характера и степени влияния ИЖ на активность биокатализаторов при решении конкретных задач химического анализа;
разработка подходов к чувствительному, селективному и экспрессному определению биологически активных органических соединений различной природы с использованием пленок {целлюлоза - ИЖ} с импрегнированными в них пероксидазами, каталитически активными и флуоресцентными комплексами.
Некоторые публикации Поляков А.Е., Яблоцкий К.В, Мугинова С.В., Веселова И.А., Шеховцова Т.Н. Ферментативное определение допамина в фармацевтических препаратах. // Зав. лаб. Диагностика материалов. 2009. ?12. С. 18 - 23.
Мугинова С.В., Поляков А.Е., Галимова А.З., Шеховцова Т.Н. Ионные жидкости в ферментативном катализе и биохимических методах анализа: возможности и перспективы. Обзор. // Журн. аналит. химии. 2010. Т.65. ?4. C. 341-362.
Muginova S.V., Galimova A.Z., Poliakov A.E., Shekhovtsova T.N. Hydrophilic ionic liquids as novel reaction media for the determination of guaiacol using horseradish and soybean peroxidases. // Mendel. Comm. 2011. V. 21. ?2. P. 97-98.
Poliakov A.E., Dumshakova A.V., Muginova S.V., Shekhovtsova T.N. A peroxidase-based method for the determination of dopamine, adrenaline, and ?-methyldopa in the presence of thyroid hormones in pharmaceutical forms. Talanta. 2011. V. 84. P. 710-716.
Poliakov A.E., Muginova S.V., Shekhovtsova T.N. Determination of catecholamines in pharmaceutical formulations. Review. // Curr. Top. Anal. Chem. 2011. V. 8. P. 51 - 75.
Muginova S.V., Myasnikova D.A., Poliakov A.E., Shekhovtsova T.N. Immobilization of plant peroxidases in films {cellulose-ionic liquid}. Mendel. Comm. 2013. V. 23. ?3. P. 74-75.
Мясникова Д.А., Поляков А.Е., Вашкинская О.Е., Мугинова С.В., Шеховцова Т.Н. Влияние природы гидрофильной ионной жидкости на каталитическую активность пероксидаз хрена и сои. // Вест. Моск. Ун-та. Серия 2. 2014. ? 2. С. 126-135.
Шеховцова Т.Н., Мугинова С.В., Веселова И.А. "Новые подходы в ферментативных методах определения субстратов оксидоредуктаз", глава в сборнике "Проблемы аналитической химии", Изд-во МАИК НАУКА, 2011.
Rodionov P.V., Veselova I.A., Shekhovtsova T.N. A solid-phase fluorescent biosensor for the determination of phenolic compounds and peroxides in samples with complex matrices. Analytical and Bioanalytical Chemistry. 2014. V. 406. ? 5. P. 1531 - 1540.
Sidorov A., Vashkinskaya O., Grigoryeva A., Shekhovtsova T., Veselova I., Goodilin E. Entrapment into charge transfer complexes for resonant Raman scattering enhancement. Chem. Commun. 2014. T. 50. P. 6468-6470.
Группа кинетических методов анализа
Направления исследований
Создание способов селективного концентрирования низкомолекулярных органических аналитов, основанных на принципах самоорганизации (молекулярный импринтинг):
импринтинг методом полимеризации, в том числе в наноструктурах (порах трековых мембран, на поверхности наночастиц);
импринтинг без полимеризации - в полиэлектролиты и полиэлектролитные мультислои;
импринтинг полярных темплатов в наночастицы, зашиваемые в неполярную матрицу (способ повышения селективности получаемого сорбента).
Разработка способов формирования оптического сигнала в молекулярно-импринтированных структурах; создание прототипов молекулярно-импринтированных нанокомпозитных оптических сенсоров на основе квантовых точек. Поиск подходов к визуализации малых молекул в клетках, тканях и организмах.
Развитие методов определения водорастворимых полимеров (в том числе основанных на образовании их ассоциатов с наночастицами с определением методом рэлеевского рассеяния).
Достижения прошлых лет
Заложены основы нового сорбционно-кинетического метода анализа, основанного на проведении индикаторных реакций на поверхности носителей. Сочетание сорбционного концентрирования аналитов с их определением непосредственно на носителе предложено использовать как общий подход к повышению селективности и чувствительности кинетических методов анализа.
Предложен ряд новых индикаторных реакций для определения органических и аналитов и ионов металлов.
Показана возможность определения кинетическим методом аналитов в принимающей фазе и мембране после концентрирования с использованием трековых мембран.
Разработаны кинетические методы определения синтетических водорастворимых полимеров.
Из результатов недавних исследований
Предложен способ получения молекулярных отпечатков низкомолекулярных органических соединений в полиэлектролитных мультислоях, основанный на впервые реализованном нами осаждении полиэлектролитов на носитель из органического растворителя в присутствии ионной жидкости. Способ не требует сшивки мультислоев и позволяет импринтировать полярные соединения с ионизующимися группами (пенициллин, родамин).
Обнаружено, что молекулярно-импринтированные мембраны удобно получать методом фотополимеризации акриловых мономеров на трековой мембране. Введение солей переходных металлов (Cu2+ и Ni2+) в полимеризационную смесь иногда повышает качество отпечатков. Полученные мембраны обладают высокой диффузионной проницаемостью; они позволяют выделять, в частности, отдельные биофлавоноиды не только из органических, но и водно-органических и водных сред - например, кверцетин с факторами разделения кверцетин / рутин и кверцетин / нарингенин до 12-15, что выше, чем в известных системах.
Созданы импринтированные носители на основе TiO2 с молекулярными отпечатками экдистена, а на их основе - картриджи для твердофазной экстракции, позволяющие селективно извлекать группу фитоэкдистероидов из матрицы растительного экстракта.
За 5 лет сотрудники и аспиранты выступили с 53 докладами
(26 устными и 27 стендовыми) на 27 конференциях.Наиболее значимые из них:
International Conference "Chimia - 2009. New trends in applied chemistry", Constanta, Romania.
Международная конференция "Биокатализ-2009: теоретические и прикладные аспекты", Архангельск.
International Conference "Euroanalysis 2009". Innsbruck. Austria; "Euroanalysis-2011". Belgrade, Serbia.
Всероссийской конференции с международным участием "Аналитика России 2009". Краснодар.
Международный форум по нанотехнологиям "Rusnanotech-2009" Москва.
International Conference "Instrumental Methods of Analysis. Modern Trends and Applications". IMA-09",
Greece, Iraklion.
The 13th Annual Meeting of the Israel Analytical Chemistry Society "Isranalytica-2010". Теl Aviv, Israel.
Съезд аналитиков России "Аналитическая химия - новые методы и возможности". Москва, 2010.
"Biomaterials and bionanomaterials: Recent advances and safety - toxicology issues". Heraklion, Crete, Greece, 2011.
International Congress on Analytical Sciences ICAS-2011. Japan. Kyoto.
10th International Conference of the European Chitin Society. St.-Petersburg, Russia, 2011.
XIX International Conference on Bioencapsulation. Amboise, France, 2011.
International Symposium on Polymers ISP-2012. Switzerland. Losanna, 2012.
Всероссийская конференция с международным участием по аналитической спектроскопии. Краснодар. 2012.
3d Symposium on Enzymes & Biocatalysis SEB Xi'an, China, 2012.
7th International Conference on Molecularly Imprinted Polymers "МIP2 |