04-4-1147-2024
   


Оптические методы в исследованиях конденсированных сред
    
Руководители темы:    Арзуманян Г.М.
Кучерка Н.
Заместитель: Маматкулов К.З.

Участвующие страны и международные организации:
Армения, Беларусь, Вьетнам, Египет, Индия, Казахстан, Куба, Россия, Сербия, Узбекистан.

Изучаемая проблема и основная цель исследований:

Фундаментальные и прикладные исследования низкоразмерных материалов (2D материалы и гетероструктуры ван-дер-Ваальса) методом рамановской спектроскопии и апконверсионной люминесценции. Флуоресцентная микроскопия и колебательная спектроскопия в исследованиях фото-активированной программируемой клеточной гибели (нетоз и апаптоз). Спектроскопия липид-белковых взаимодействий и вторичной структуры белков. Освоение низкочастотной рамановской спектроскопии. 

 

Проекты по теме:
  Наименование проекта Руководители проекта Шифр проекта
1. НАНОБИОФОТОНИКА Арзуманян Г.М.
Маматкулов К.З.		 04-4-1147-1-2024/2028
 
Проект:
  Наименование проекта Руководители проекта Статус 
Лаборатория (Ответственные от лаборатории)
1.  НАНОБИОФОТОНИКА Арзуманян Г.М.
Маматкулов К.З.
Набор данных
Реализация
ЛНФ Балашою М.
ЛТФ Осипов В.А.
ЛИТ Стрельцова О.И.
ЛРБ Душанов Э.
 
Краткая аннотация и научное обоснование:
 
Со времен открытия методики получения графена в 2004 году, двумерные материалы (2DMs) привлекают большое внимание из-за качественных изменений их физических и химических свойств вследствие эффекта квантового размера, связанного с их наноразмерными толщинами. Атомарно тонкие двумерные дихалькогениды переходных металлов (TMDCs), такие как MoS2, WSe2 и другие, проявляют сильную связь между светом и веществом, что делает их потенциально интересными кандидатами для различных применений в электронике, оптике и оптоэлектронике. Они могут быть собраны в гетероструктуры и сочетать в себе уникальные свойства составляющих их монослоев. Рамановская спектроскопия является одним из наиболее неразрушающих и относительно быстрых методов характеризации таких материалов, обеспечивающих высокое спектральное разрешение. Колебательные частоты в рамановском спектре низкоразмерных материалов демонстрируют характерные особенности образца, включая форму линии, положение пика, спектральную ширину и интенсивность. Эти параметры содержат полезную информацию о физических, химических, электронных и транспортных свойствах таких материалов.

Весьма перспективны оптические методы исследований также и в Науках о Жизни. В частности, комбинирование колебательной спектроскопии с флуоресцентной микроскопией, позволит детально изучить механизмы и сигнальные пути фото-активированной программируемой клеточной гибели – нетоза. Рамановская спектроскопия является тонким инструментом в выявлении вторичной структуры белков и чувствительна к липид-белковым взаимодействиям.   

Ожидаемые результаты по завершении проекта:

  1. Измерения и характеризация транспортных свойств двумерных материалов и гетероструктур ван-дер-Ваальса в зависимости от энергии фотона лазерного возбуждения.
  2. Исследование механизма усиления рамановского сигнала от молекул аналитов, адсорбированных на двумерных материалах. Изучение их защитных свойств применительно к биомолекулам.
  3. Ап-конверсионная люминесценция на низкоразмерной платформе: исследования в зависимости от образца, температуры и длины волны лазерного возбуждения.
  4. Спектроскопический анализ конформационных трансформаций во вторичной структуре белков, присутствующих в различных мембранных миметиках, в том числе, в зависимости от температуры, pH, и c применением добавок.
  5. Моделирование липидно-белкового взаимодействия методами молекулярной динамики (MD) и теории функционала плотности (DFT).
  6. Выявление механизмов и сигнальных путей фотоиндуцированного нетоза под действием УФ, видимого и ИК излучений. Идентификация первичных акцепторов фотоиндуцированного нетоза.
  7. Характеризация результатов одновременного или последовательного воздействия лазерного излучения на двух разных длинах волн на интактные клетки нейтрофилов.
  8. Рамановская спектроскопия сверхнизких частот ~ 10 см-1 при различных длинах волн возбуждения рамановского сигнала.
Ожидаемые результаты по проекту в текущем году: 
  • Измерения и анализ рамановских спектров графена, дисульфида молибдена, и гетероструктур ван-дер-Ваальса на их основе. 
  • Начало исследований транспортных свойств низкоразмерных материалов в зависимости от энергии фотона лазерного возбуждения.
  • Детализация вторичной структуры белка в мембранных миметиках методом рамановской спектроскопии; моделирование методами молекулярной динамики и теории функционала плотности.
  • Идентификация первичных фотоакцепторов фото-индуцированного нетоза.
Сотрудничество по теме:
 
Страна или международная организация Город Институт Статус Участники
Армения Ереван ЕГУ Совместные работы Лалаян А.А.
Беларусь Минск БГУИР Совместные работы Бондаренко А.В. + 1 чел.
    СОЛ инструментс Соглашение Копачевский В. Дж. + 3 чел.
    ИФТТП НАНБ Совместные работы Живулько В.Д.
Вьетнам Ханой IOP VAST Совместные работы Транг Д.
Египет Каир NRC Совместные работы Ибрагим М. + 3 чел.
Индия Аиджал MZU Совместные работы Бозе Мутукумаран + 2 чел.
Казахстан Алма-Ата ИЯФ Совместные работы Назаров К.
Куба Гавана CEA Совместные работы Паес Амира
Россия Владивосток ДВФУ Совместные работы Голик С.С.
  Москва МГУ Совместные работы Воробьева Н.В.
  С.-Петербург ПСПбГМУ Совместные работы Моисеев А.А.
  Якутск СВФУ Договор Смагулова С.А.
Сербия Белград Ун-т Совместные работы Йевремович А. + 2 чел.
Узбекистан Джизак ДФНУУ Совместные работы Уралов А.И.