Научная группа: Группа нанобиотехнологии

 





Группа нанобиотехнологии в сборе специально для "nanometer.ru" (Мельников А.Г., Хлебцов Б.Н., Богатырев В.А., Дыкман Л.А., Хлебцов Н.Г.)



Студенты, молодые ученые и аспиранты с партией свежесинтезированных серебряных наностержней



Руководитель группы нанобиотехнологии Николай Григорьевич Хлебцов Область деятельности
Биоорганическая химия, химия природных и физиологически активных веществ
Коллоидная и мембранная химия
Наноматериалы
Физика

Научные интересы
функциональные биоматериалы

Научный коллектив
Богатырев Владимир Александрович, вед. научн. сотр., старший научный сотрудник, доктор наук
Дыкман Лев Абрамович, вед. научн. сотр., старший научный сотрудник, доктор наук
Мельников Андрей Генадиевич, ст. научн. сотр., без ученого звания, кандидат наук
Хлебцов Борис Николаевич, ст. научн. сотр., без ученого звания, кандидат наук
Хлебцов Николай Григорьевич, зав. лабораторией, профессор, доктор наук


Описание группы

Научные исследования ЛБНС ведутся по теме:

Развитие фундаментальных принципов нанотехнологии плазмонно-резонансных структур, функционализованных биомакромолекулами» (первые исследования начаты и опубликованы в начале 1990-х годов, ЛБНС создана в 2003 г., тема № 01.2.006 06180 зарегистрирована в 2006 г.).

Разработана технология синтеза золотых наносфер с диаметром от 3 до 100 нм и их функционализации биоспецифическими макромолекулами, защищенная патентом РФ (No 2013374). Номенклатура биомолекул-зондов, используемых для синтеза маркеров, включает антитела и миниантитела, однонитевые олигонуклеотиды, ферменты, лектины, биотин или биотинилированные производные биомолекул. Разработаны эффективные методы оптического контроля всех стадий синтеза биоспецифических меток на основе золотых наносфер и лабораторный технологический регламент для синтеза биомаркеров по каталогу, включающему около 100 наименований препаратов (см. сайт http://ibppm.saratov.ru/katalog.html).

Впервые предсказано и экспериментально подтверждено наличие зоны оптимальных размеров для элементарных биосенсоров, основанных на золотых наночастицах. Впервые проведено сравнительное исследование адсорбции трех типов биополимеров (трипсин, hIgG и желатин) на золотых частицах двух размеров (15 и 30 нм) тремя методами: спектроскопии поглощения, спектроскопии статического рассеяния света и динамического светорассеяния. Показано, что в случае глобулярных белков согласие с экспериментом дает простая двухслойная модель конъюгатов, а для желатина впервые разработана модель адсорбции с неоднородным профилем.

Реализованы лабораторные технологии синтеза двух типов наноструктур с настраиваемым плазмонным резонансом в области от 600 до 1500 нм (золотые наностержни с толщиной 15-20 нм и длиной от 40 до 150 нм, а также золотые нанооболчки толщиной 15-20 нм на наносферах из двуокиси кремния диаметром 50-150 нм). Имеются положительные результаты по функционализации этих структур биомолекулами, в том числе через тиолированные производные ПЭГ. Впервые показана возможность использования золотых наностержней в твердофазном иммуноанализе и для мониторинга циркулирующих клеток кровотоке in vivo. Впервые (2005 г.) обнаружены необычные свойства деполяризации лазерного рассеяния золотыми наностержнями, которые могут быть использованы для создания поляризационных биосенсорных устройств. Аналогичные свойства были обнаружены недавно у серебряных частиц (Gryczynski et al. Chem. Phys. Lett. 2006).

Разработана твердофазная технология определения микроорганизмов или веществ в растворах с помощью окрашивания биоспецифическими метками анализируемой пробы, адсорбированной из капли на нитроцеллюлозной мембране (дот-анализ). Впервые показано, что биоконъюгаты золотых нанооболочек позволяют повысить чувствительность анализов почти на порядок по сравнению с конъюгатами коллоидного золота. Впервые предложен колориметрический метод определения белков, основанный на использовании маркера коллоидное золото + трипсин и ИФА-ридера.

С использованием многочастичного обобщения теории Ми впервые разработаны принципы оптимизации наноструктур для лазерного фототермолиза раковых клеток, специфически меченых конъюгатами золотых наночастиц (см. также информацию о нашей работе на сайте National Cancer Institute, U.S. National Institutes of Health, http://nano.cancer.gov/news_center/nanotech_news_2006-11-13e.asp).

Уникальное оборудование

Модифицированная флюориметрическая приставка к Specord M40 для регистрации резонансного светорассеяния
установка для регистрации динамического светорассеяния в режиме счета фотонов

Обычное оборудование

UV-VIS спектрофотометр Specord M40 (Carl Zeiss, Германия)
зондовый микроскоп SolverBio (NT-MDT, Россия)
просвечивающий электронный микроскоп BS-500 (Tesla, Чехия)
световой микроскоп Биолам М (ЛОМО, Россия) с системой опак-иллюминации
флюоресцентный микроскоп LEICA DMLB (LEICA, Германия)

Уникальные методики

Математическое моделирование оптических свойств плазмонно-резонансных частиц различных размеров и форм и их ансамблей
Получение поликлональных антител с использованием коллоидного золота в качестве адьюванта
Синтез золотых наночастиц с заданными оптическими свойствами (управление размером и формой)
Функционализация золотых наночастиц биоспецифическими макромолекулами

Научные связи

 Кафедра оптики и биомедицинской физики СГУ (зав. проф. проф. В.В. Тучин), Саратов, Россия
 Медицинский университет Арканзаса (США, Prof. Zharov V.P.), Арканзаса , США
 Оренбургский государственный университет (Дерябин Д. Г. д.м.н., профессор, чл.-корр. РАЕН, зав. каф. микробиологии) , Оренбург, Россия
 Факультет нано- и биомедицинских технологий СГУ (к.х.н. Д. А. Горин) , Саратов, Россия
ГНЦ ПМБ (Дентовская С.В., к.м.н.), Москва, Россия
ИБХ РАН (Несмеянов В.А. д.х.н., профессор) , Москва, Россия
ИФХЭ РАН (к.х.н. Рудой В.М.), Москва, Россия
Первая ветеринарная клиника г. Саратова, Саратов, Россия
ФГУП ГНЦ НИОПИК (д.ф.-м. н. Коган Б.Я.) , Москва, Россия Наиболее значимые публикации

Название: Spectral extinction of colloidal gold and its biospecific conjugates
Автор(ы): Khlebtsov N.G., Bogatyrev V.A., Dykman L.A., Melnikov A.G.
Название издания: J. Colloid Interface Sci.
Том: 180
Номер:
Год выпуска: 1996
Страницы: 436 - 445

Название: Метод дифференциальной спектроскопии рассеянного света для исследования биоспецифических реакций в системах конъюгатов золотых наночастиц с белками или олигонуклеотидами
Автор(ы): Богатырев В.А., Дыкман Л.А., Краснов Я.М., Плотников В.К., Хлебцов Н.Г.
Название издания: Коллоидный журнал
Том: 64
Номер: 6
Год выпуска: 2002
Страницы: 745 - 755

Название: Orientational averaging of light-scattering observables in the T-matrix approach
Автор(ы): Khlebtsov N.G.
Название издания: Applied Optics
Том: 31
Номер:
Год выпуска: 1992
Страницы: 5359 - 5365

Название: Золотые наностержни: синтез и оптические свойства
Автор(ы): Алексеева А. В., Богатырев В.А., Хлебцов Б.Н., Мельников А.Г., Дыкман Л.А., Хлебцов Н.Г.
Название издания: Коллоидный журнал
Том: 68
Номер:
Год выпуска: 2006
Страницы: 725 - 744

Название: Коллоидное золото в твердофазных методах анализа
Автор(ы): Дыкман Л.А., Богатырев В.А.
Название издания: Биохимия
Том: 62
Номер: 4
Год выпуска: 1997
Страницы: 411 - 418

Название: Наночастицы золота: получение,функционализация, использование в биохимии и иммунохимии
Автор(ы): Л.А. Дыкман, В.А. Богатырев
Название издания: Успехи химии
Том: 76
Номер: 2
Год выпуска: 2007
Страницы: 199 - 213

Название: Оптические свойства конъюгатов коллоидного золота с олиготимидином и их изменение при реакции гибридизации с полиадениловой кислотой
Автор(ы): Богатырев В.А., Дыкман Л.А., Хлебцов Б.Н., Плотников В.К., Хлебцов Н.Г.
Название издания: Коллоидный журнал
Том: 67
Номер:
Год выпуска: 2005
Страницы: 458 - 468

Название: Спектральные свойства коллоидного золота
Автор(ы): Хлебцов Н.Г., Богатырев В.А., Дыкман Л.А., Мельников А.Г.
Название издания: Оптика и спектроскопия
Том: 80
Номер: 1
Год выпуска: 1996
Страницы: 128 - 137
Контактная информация
Телефон 8 8452 97-04-03
Факс 8 8452 97-03-83

Индекс 410049
Адрес Россия, Саратов просп. Энтузиастов, 13

Страница научной группы в интернете
http://ibppm.saratov.ru

Источник информации: Нанотехнологическое сообщество