|
|
||||||
|
| Руководители темы: | Арзуманян Г.М. Кучерка Н. |
Участвующие страны и международные организации:
Армения, Беларусь, Болгария, Египет, Латвия, Польша, Россия, Словакия, Украина.
Изучаемая проблема и основная цель исследований:
Современные тенденции в микроспектроскопии на основе комбинационного (рамановского) рассеяния света, обеспечивающие ультрачувствительные, высококонтрастные и химически селективные подходы для исследований конденсированных сред при предельно малых концентрациях молекул исследуемого вещества, находятся в центре внимания настоящей исследовательской программы. Обнаружение и идентификация одиночных молекул представляет собой предельный уровень чувствительности в химическом анализе. Возможность отслеживания и мониторинга одиночных молекул с информацией об их химической структуре предопределяет далеко идущие перспективы в фундаментальных и прикладных исследованиях в данной области. В этой связи, колебательная спектроскопия, такая как рамановская спектроскопия, будучи неинвазивной и не требующей специальных меток методика, представляется весьма информативным и предпочтительным инструментом для изучения одиночных органических/биологических молекул. Данная цель может быть достигнута с помощью уникальной методики комбинирования двух усиленных модификаций комбинационного рассеяния света, а именно КАРС (когерентное антистоксово рассеяние света) и ГКР (гигантское комбинационное рассеяние) спектроскопии. Основанная на таком подходе ультрачувствительная спектроскопия, известная как ГКАРС – гигантское когерентное антистоксово рассеяние света, в настоящее время мало изучена.
Исследования в области фото- и апконверсионной люминесценции на основе перспективных наноструктур типа «ядро-оболочка». В последние годы, благодаря ряду своих привлекательных свойств, таких как полифункциональность, регулируемость и стабильность, подобные структуры эффективно применяются в современных исследованиях, связанных с биомедициной, оптикой, экологией, материаловедением, энергетикой и т.д. Наноструктуры «ядро-оболочка», содержащие благородные металлы, представляют собой плазмонные наноматериалы, и успешно применяются для контрастной визуализации исследуемых объектов, а также в различных биомедицинских задачах и т.д.
Ожидаемые результаты по завершении этапов темы или проектов:
- Модернизированная под ультрачувствительную спектроскопию ГКАРС многомодальная оптическая платформа.
- Достижение уровня чувствительности регистрации спектров комбинационного рассеяния одиночных/единиц органических молекул методами ГКР и ГКАРС.
- Изучение спектрально-структурных характеристик апконверсионных люминофоров с различными редкоземельными элементами на основе наноструктур "ядро-оболочка".
- Тестовые результаты по выявлению эффективности применения фотосинтетических пигментов с порфироновым кольцом в качестве оболочек, и нанокристаллов NaYF4: Yb 3+, Tm 3+/Er 3+ в качестве ядра, в биомедицинской задаче.
- Создание единой платформы для комплементарной спектрально-селективной визуализации образцов методами нелинейной микроскопии комбинационного рассеяния и апконверсионной люминесценции.
- Комплексный анализ исследуемых в рамках темы структур и образцов методами комбинационного рассеяния, ИК-спектрометрии, атомно-силовой микроскопии и электронной микроскопии.
- Начало систематических экспериментов по спектроскопии и картированию интенсивности ГКАРС сигнала с пикосекундным возбуждением.
- Измерения и регистрация предельно низких концентраций органических молекул методоми ГКР и ГКАРС – налаживание методики микроспектроскопии одиночных молекул.
- Сравнение ГКР и ГКАРС спектров и карт интенсивности света, рассеянного от исследуемых органических молекул.
- Завершающий этап по синтезу наноструктур "ядро-оболочка": NaYF4: Yb 3+, Er 3+, Tm 3+@SiO2 и тестирование их эффективности в биомедицине.
- Исследования конформационных изменений в фосфолипидах под воздействием холестерола и мелатонина методами рамановской и ИК-спектроскопии.
Проекты по теме: |
|||
|---|---|---|---|
| Название проекта | Руководитель проекта | Приоритет проекта (сроки реализации) |
|
| 1. | НАНОБИОФОТОНИКА | Арзуманян Г.М. Кучерка Н. Заместитель: Маматкулов К.З. |
1 (2018-2020) |
| Основные этапы темы: | |||
|---|---|---|---|
| Этап темы или эксперимент | Руководители | Статус проекта или эксперимента | |
| Лаборатория или другие подразделения ОИЯИ |
Основные исполнители | ||
| 1. | Разработка научно-технических требований по модификации микроспектрометра "КАРС" под ультрачувствительную модальность ГКАРС "SECARS" |
Арзуманян Г.М. |
|
| ЛНФ |
Маматкулов К.З., Морковников И.А. |
| 2. | Изучение спектральных и плазмонных характеристик ГКР-активных подложек на основе серебряных и золо- тых наночастиц c различной конфигурацией |
Арзуманян Г.М. Кучерка Н. |
|
| ЛНФ |
Маматкулов К.З., Воробьева М.Ю., Марченко А.С. |
| 3. | Систематические эксперименты по микроспектроскопии ГКАРС на ГКР-активных подложках с пикосекундным возбуждением – спектроскопия одиночных молекул |
Арзуманян Г.М. Маматкулов К.З. |
|
| ЛНФ |
Воробьева М.Ю., Марченко А.С., Рудных С.К., Морковников И.А. |
| 4. | Выявление воздействия холестерола и мелотанина на структуру липидного бислоя методом рамановской спектроскопии |
Арзуманян Г.М. Кучерка Н. |
|
| ЛНФ |
Воробьева М.Ю., Восканян К.Ш., Маматкулов К.З., Марченко А.С., Рудных С.К. |
| 5. | Изучение спектрально-структур- ных характеристик апконверси- онных люминофоров на основе наноструктур типа "ядро-оболочка" |
Арзуманян Г.М. Кучерка Н. |
|
| ЛНФ |
Воробьева М.Ю., Восканян К.Ш., Маматкулов К.З., Марченко А.С., Рудных С.К. |
| 6. | Тестовое применение люмино- форов на основе наноструктур "ядро-оболочка" в биомедицине |
Арзуманян Г.М. Кучерка Н. |
|
| ЛНФ |
Воробьева М.Ю., Восканян К.Ш., Маматкулов К.З., Марченко А.С., Рудных С.К. |
| 7. | Разработка концепции единой оптической платформы для контрастной и селективной визуализации образцов методами нелинейной рамановской микро- скопии и апконверсионной люминесценции |
Арзуманян Г.М. |
|
| ЛНФ |
Маматкулов К.З., Марченко А.С. |
| 8. | Расширение исследовательской программы на микроскопе "КАРС" как "дружественного прибора пользователя" |
Арзуманян Г.М. Кучерка Н. |
|
| ЛНФ |
Воробьева М.Ю., Маматкулов К.З. |
| Сотрудничество по теме: | ||||
|---|---|---|---|---|
| Страна или международная организация |
Город | Институт или лаборатория |
Участники | Статус |
| Армения | Ереван | ННЛА | Арутюнян В.В. + 2 чел. | Совместные работы Договор |
| Беларусь | Минск | БГУИР | Бондаренко А.В. + 1чел. | Договор Обмен визитами |
| СОЛ инструментс | Копачевский В.Дж. + 3 чел. |
Договор Обмен визитами |
||
| Болгария | София | ISSP BAS | Генова Ю. + 2 чел. | Обмен визитами |
| Куба | Гавана | InSTEC | Гузман Ф. + 1 чел. | Обмен визитами |
| Польша | Вроцлав | UW | Филаровски А. + 1 чел. | Обмен визитами |
| Познань | AMU | Яздвезска М. | Обмен визитами | |
| Россия | Москва | ИОФ РАН | Фабелинский В.И. + 3 чел. |
Совместные работы Обмен визитами |
| Румыния | Клуж-Напока | INCDTIM | Фацау К. + 1 чел. | Обмен визитами |
| Словакия | Кошице | UPJS | Грубовчак П. + 1 чел. | Совместные работы |
| Украина | Донецк | ДонНУ | Линник Д.С. + 2 чел. | Совместные работы Обмен визитами |
| Египет | Каир | EPRI | Лабена А. + 2 чел. | Совместные работы Обмен визитами |
| Латвия | Рига | ISSP UL | Шараковски А. + 1 чел. | Совместные работы |
