Лаборатория коллоидных систем и межфазных процессов

 


Область деятельности
Наноматериалы

Научные интересы
Гибридные биополимер-силикатные нанокомпозитные материалы и функциональные материалы на их основе Научный коллектив
Щипунов Юрий Анатольевич , заведующий лабораторией, член-корреспондент, доктор наук
Описание группы
Группа занимается синтезом и исследованием структуры и физико-химических свойств наноразмерных силикатных материалов, формируемых на матрицах из биополимеров (полисахаридов и белков) по золь-гель технологии. К числу основных достижений можно отнести следующее.

1. Разработан оригинальный подход для получения гибридных биополимер-силикатных нанокомпозитов. Он базируется на применении нового биосовместимого прекурсора, который не вызывает фазового расслоения, осаждения или денатурации биополимеров. В свою очередь полисахариды и белки обуславливают катализ золь-гель процессов и служат в качестве матрицы для силиката, образующегося in situ. Это имеет важное практические значение. Во-первых, золь-гель процессы можно проводить без добавления традиционно используемых катализаторов при пониженных температурах и нейтральных значениях рН водного раствора, а, во-вторых, управлять структурой наноматериалов, которая определяется природой, зарядом, структурой и конформацией макромолекулы биополимера.

2. Предложен новый метод получения биокатализаторов, базирующийся на разработанном подходе. Его отличительной особенностью являются: то, что условия иммобилизации ферментов определяются не золь-гель процессами, а иммобилизуемым биоматериалом. Поэтому иммобилизация проводиться при условиях, оптимальных для ферментов (рН, температуре), что способствует сохранению их функциональных свойств в полном объеме даже в случае крайне лабильных (неустойчивых) ферментов. В частности, с помощью созданного метода удалось включить в нанокомпозитный материал белки, денатурация которых начинается при 25оС, а время жизни составляет несколько часов. Включение в силикатную матрицу привело к возрастанию термостабильности и времени жизни.



Уникальное оборудование
Атомный силовой микроскоп
Динамический механический анализатор
Динамический реометр
Ртутный порозимер
Сканирующий и просвечивающий электронные микроскопы
Обычное оборудование
Аналитические весы
ИК-спектрометр
Кондуктометр
Оптические микроскопы
рН-метр
Спектрофотометр
ЯМР-спектрометр
Уникальные методики
Методика иммобилизации ферментов, включая крайне лабильные (неустойчивые), для создания биокатализаторов и биосенсоров.
Методики синтеза наноразмерных материалов с регулируемой пористостью,
Наиболее значимые публикации
Название: A new precursor for the immobilization of enzymes inside sol–gel-derived hybrid silica nanocomposites containing polysaccharides
Автор(ы): Shchipunov Yu.A., Karpenko T.Yu., Bakunina I.Yu., Burtseva Yu.V., Zvaygintseva T. N.
Название издания: J. Biochem. Biophys. Meth
Том: 58
Номер:
Год выпуска: 2004
Страницы: 25 - 39

Название: Hybrid polysaccharide-silica nanocomposites prepared by the sol-gel technique
Автор(ы): Shchipunov Yu. A., Karpenko T. Yu.
Название издания: Langmuir
Том: 20
Номер:
Год выпуска: 2004
Страницы: 3882 - 3887

Название: Sol-gel derived biomaterials of silica and carrageenans
Автор(ы): Shchipunov Yu. A.
Название издания: J. Colloid Interface Sci
Том: 268
Номер:
Год выпуска: 2003
Страницы: 68 - 76