Перевести страницу

О лаборатории

Созданная в 1970-х гг. группа кинетических методов анализа в 1989 г. была преобразована в лабораторию. С момента основания и до 2005 г. ее возглавляла доцент Инга Федоровна Долманова.


С 2005 года лабораторией заведует профессор, доктор химических наук Татьяна Николаевна Шеховцова.



Группа ферментативных методов анализа


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; созданы 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).





Группа кинетических методов анализа


Руководитель группы
доктор химических наук, ведущий научный сотрудник Михаил Константинович Беклемишев



Направления исследований


Изучение взаимодействия модельных аналитов (лекарственные вещества, органикорастворимые вещества) с флуорофорами различной природы: квантовыми точками, привитыми на кремнезем флуоресцентными красителями, синтезированными основаниями Шиффа и другими соединениями – в целях создания основ нового метода многокомпонентного анализа и распознавания смесей, аналога «электронного языка» и «электронного носа», который мы назвали «флуоресцентный язык».


Поиск способов селективного связывания дитопных низкомолекулярных органических аналитов за счет образования ковалентных связей в «сэндвич»-структурах, содержащих флуорофор и «тяжелую» или магнитную частицу.


Поиск новых подходов в молекулярном импринтинге с целью повышения импринтинг-факторов и селективности повторного связывания темплатов (совместно с СурГУ).


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


В 20152016 гг. изучены новые возможности определения низкомолекулярных органических соединений с использованием наноструктур. Предложены новые подходы к определению полиэлектролитов в водном растворе. Первый основан на формировании агрегатов наночастиц в присутствии катионного полиэлектролита, позволивший определять низкие концентрации дезинфектанта полигексаметилен­гуанидина (ПГМГ) по агрегации наночастиц серебра, увеличивающей интенсивность рэлеевского рассеяния раствора. Другой подход к определению заряженных полимеров основан на образовании ими смешанных агрегатов с магнитными и флуоресцентными наночастицами. ПГМГ, связанный в такие агрегаты, отделяли от избытка квантовых точек с помощью магнита и определяли по интенсивности флуоресценции.  Разработанные методики определения ПГМГ в водах отличаются более широкими диапазонами линейности и более низкими пределами обнаружения, чем все известные оптические методы определения ПГМГ.


Участие лаборатории в конференциях


С 2009 по 2016 год сотрудники и аспиранты выступили с 93 докладами (37 устными и 56 стендовыми) на 45 конференциях. Наиболее значимые из них:

  • Научная конференция грантодержателей РНФ
 «Фундаментальные химические исследования XXI-го века», Москва, Россия, 2016;
  • 11th International symposium on polyelectrolytes (ISP-2016), Moscow, Russia, 2016;
  • 26th Anniversary World Congress on Biosensors "Biosensors-2016", Goteborg, Sweden, 2016;
  • Всероссийская конференция с международным участием "Химический анализ и медицина", Москва, Россия, 2015;
  • International Conference on Analytical Chemistry "Euroanalysis-2015", Bordeaux, France, 2015;
  • 4th International conference on bio-sensing technology, Lissabon, Portugal, 2015;
  • 12th International Conference on Nanostructured Materials (NANO-2014), Moscow, Russia, 2014;
  • Interdisciplinary conference on bioprocess analytics and sensor technology. Chemical Sensors Forum (Biotech-2014), Wadenswil, Switzerland, 2014;
  • European materials research society. Spring meeting (EMRS-2014), Lille, France, 2014;
  • II Съезд аналитиков России "Аналитическая химия - новые методы и возможности", Москва, Россия, 2013;
  • International Conference on Analytical Chemistry "Euroanalysis-2013", Warsaw, Poland, 2013;
  • "Химия-2013. Физическая химия. Аналитическая химия. Нанохимия. Теория, эксперимент, практика, преподавание", Мытищи, Россия, 2013;
  • 7th International Conference on Molecularly Imprinted Polymers (МIP-2012), Paris, France, 2012;
  • 3rd Symposium on Enzymes & Biocatalysis (SEB-2012), Xi'an, China, 2012;
  • Всероссийская конференция с международным участием по аналитической спектроскопии, Краснодар, Россия, 2012;
  • International Symposium on Polymers (ISP-2012), Losanna, Switzerland, 2012;
  • 19th International Conference on Bioencapsulation, Amboise, France, 2011;
  • 10th International Conference of the European Chitin Society, St.-Petersburg, Russia, 2011;
  • International Congress on Analytical Sciences (ICAS-2011), Kyoto, Japan, 2011;
  • International Conference on Analytical Chemistry "Euroanalysis-2011", Belgrade, Serbia, 2011;
  • Biomaterials and bionanomaterials: Recent advances and safety - toxicology issues, Heraklion, Crete, Greece, 2011;
  • Съезд аналитиков России "Аналитическая химия - новые методы и возможности". Москва, 2010;
  • 13th Annual Meeting of the Israel Analytical Chemistry Society (Isranalytica-2010), Теl Aviv, Israel, 2010;
  • International Conference "Instrumental Methods of Analysis. Modern Trends and Applications" (IMA-2009), Iraklion, Greece, 2009;
  • Всероссийская конференция с международным участием "Аналитика России-2009". Краснодар, Россия, 2009;
  • Международный форум по нанотехнологиям "Rusnanotech-2009", Москва, Россия, 2009;
  • International Conference on Analytical Chemistry "Euroanalysis-2009", Innsbruck, Austria, 2009;
  • International Conference "Chimia - 2009. New trends in applied chemistry", Constanta, Romania, 2009;
  • Международная конференция "Биокатализ-2009: теоретические и прикладные аспекты", Архангельск, Россия, 2009.


Гранты лаборатории с 2010 года


2016–2020 (кафедральный) РНФ "Разработка высокоэффективных методов, в том числе основанных на использовании наноструктур, для химического анализа объектов окружающей среды, пищевых продуктов и технологических объектов".

2016–2018 (исполнители) РНФ № 16-13-00114 "Создание новых радиофармпрепаратов на основе фторсодержащих (18F) катехоламинов и хелатных комплексов меди (64Cu) для изучения когнитивных процессов и влияния радиационного воздействия на нервно-психологическое состояние человека".

2016–2017 (Еремина О.Е.) РФФИ № 16-33-01026 мол_а "Новые оптические флуоресцентные и ГКР (гигантское комбинационное рассеяние)-индикаторные системы для мультиплексного определения маркеров нейромедиаторного обмена на фоне сложных матриц реальных биологических объектов".

2016–2017 (исполнители) РФФИ №16-33-01016 мол_а "Разработка новых подходов для создания мультиплексных индикаторных распознающих систем на основе наночастиц благородных металлов с управляемым эффектом плазмонного резонанса".

2016–2016 (Беклемишев М.К.) РФФИ №16-33-50089 "Молекулярный импринтинг красителей и фенолов в белок, иммобилизованный на поверхности кремнезема".

2016–2016 (исполнители) РФФИ №16-33-80146 мол_эв_а "Создание новых функциональных и композиционных материалов, обладающих плазмонными оптическими свойствами, как основы сенсорных устройств для мультиплексного определения фенольных соединений в целях биомедицинской диагностики и экологического мониторинга".

2015–2017 (Шеховцова Т.Н.) РФФИ № 15-03-05064 А "Новые оптические мультисенсорные устройства и индикаторные системы для определения комплекса маркеров и инициаторов окислительного стресса".

2015–2017 (исполнители) РФФИ № 15-29-01330 офи_м "Разработка и исследование функциональных характеристик новых сенсорных элементов, систем и устройств на основе нанокомпозитных и искусственных биологических материалов для мультиплексного контроля за изменениями в результате воздействия ионизирующего излучения нормативных показателей маркеров нейромедиаторного обмена".

2014–2016 (исполнители) ЦНИР МГУ имени М.В. Ломоносова № 001РН/01/2014 "Создание системы дистанционного мониторинга взрывоопасных объектов, системы экологического контроля и контроля качества продукции предприятий ОАО "НК "Роснефть" на основе новых типов сенсоров".

2014–2016 (исполнители) РНФ № 14-13-00871 "Самосборка полифункциональных коллоидосом для создания новых плазмонных материалов". 

2014–2016 (исполнители) РФФИ № 14-03-01151 А "Химический дизайн плазмонных наноструктур для оптического мультиплексного определения ультрамалых количеств молекулярных идентификаторов биологических и техногенных объектов сложного состава".

2014–2016 (кафедральный) РНФ № 14-23-00012 "Развитие научных основ аналитической химии: поиск и исследование новых зависимостей между составом веществ и их физическими характеристиками в целях создания и совершенствования методов химического анализа".

2014–2014 (кафедральный) Грант Президента РФ НШ-1724.2014.3 "Создание высокочувствительных методов определения содержания органических и неорганических веществ в объектах окружающей среды, медицины и материаловедения, в том числе с использованием наноматериалов".

2013–2015 (Беклемишев М.К.) РФФИ № 13-03-00441 А "Композитные наноструктуры для селективного концентрирования низкомолекулярных органических соединений и их определения оптическими методами".

2012–2014 (Шеховцова Т.Н.) РФФИ № 12-03-00249 "Оптические сенсоры на основе полифункциональных пленок, включающих природные полимеры, ферменты и ионные жидкости, для определения органических биологически активных соединений в матрицах сложного состава".

2012–2013 (кафедральный) РНФ "Развитие научных основ аналитической химии: поиск и исследование новых зависимостей между составом веществ и их физическими характеристиками в целях создания и совершенствования методов химического анализа". 

2012–2013 (исполнители) РАН "Создание методов определения лекарственных средств и средств защиты растений в матрицах сложного состава, основанных на использовании ферментов и коллоидных наночастиц металлов". 

2012–2013 (исполнители) Госконтракт Министерства образования и науки "Создание оптических мицеллярных биосенсорных аналитических систем нового типа для высокочувствительного и селективного определения биологически активных соединений в объектах сложного состава". 

2012–2013 (кафедральный) ФЦП № 01201277770 "Разработка, исследование и применение наноматериалов для химического анализа".

2011–2015 (кафедральный) Госзадание № 01201168329 "Разработка высокоэффективных методов, в том числе основанных на использовании наноструктур, для химического анализа объектов окружающей среды, пищевых продуктов и технологических объектов".

2011–2012 (кафедральный) Госконтракт Министерства образования и науки "Разработка, исследование и применение наноматериалов для химического анализа".

2011–2012 (Веселова И.А.) Госконтракт Министерства образования и науки "Новые аналитические системы для определения фенольных и сернистых соединений". 

2011–2013 (исполнители) ФЦП № 11.519.11.5011 "Закономерности поведения коллоидных и наночастиц, содержащих радионуклиды, в свете совершенствования технологий геологического захоронения радиоактивных отходов, добычи урановой руды и реабилитации загрязненных территорий".

2011–2012 (исполнители) ФЦП № 16.740.11.0471 "Создание высокочувствительных силовых оптических методов определения содержания органических веществ в объектах окружающей среды, биомедицинских образцах и материалах".

2011–2012 (исполнители) ФЦП № 16.516.11.6075 "Создание новых экстрагентов - комплексообразователей для использования в замкнутом ядерном топливном цикле и других радиохимических технологиях".

2010–2012 (Беклемишев М.К.) РФФИ № 10-03-01023 А "Распознающие мембраны на основе полиэлектролитных мультислоев для разделения и концентрирования физиологически активных органических соединений при их определении оптическими методами".

2010–2012 (кафедральный) ФЦП № 14.740.11.0365 "Разработка высокочувствительных методов определения содержания органических веществ в объектах окружающей среды, медицины и материаловедения".

2010–2012 (исполнители) ФЦП № 02.740.11.0853 "Поведение редокс-чувствительных долгоживущих радионуклидов применительно к безопасному геологическому захоронению радиоактивных отходов и отработавшего ядерного топлива".

2010–2011 (кафедральный) Грант Президента РФ НШ-4836.2010.3 "Создание высокочувствительных спектроскопических, хроматографических и электрохимических методов определения содержания органических и неорганических веществ в объектах окружающей среды, медицины и материаловедения".

2010–2010 (Веселова И.А.) Грант Президента РФ "Разработка научных основ создания функционально-ориентированных наноструктурированных мембран и каталитических систем для их использования в химическом анализе"

2009–2011(Шеховцова Т.Н.) РФФИ № 09-03-00823 "Дизайн среды как средство направленного изменения аналитических характеристик ферментативных методов определения биологически активных субстратов и эффекторов пероксидаз в водно-органических растворах".


C 2010 года аспирантами и сотрудниками лаборатории защищены:


1 докторская диссертация:


2011 Беклемишев М.К. «Новые индикаторные системы в кинетических методах анализа. Сорбционно-кинетический метод».


7 кандидатских диссертаций:


2016 Севко Д.А. «Концентрирование и определение фитостероидов с помощью молекулярно-импринтированных сорбентов и тандемной масс-спектрометрии высокого разрешения».

2015 Мясникова Д.А. «Получение, свойства и применение для определения биологически активных органических соединений пленок целлюлоза-ионная жидкость».

2013 Борзенкова Н.В. «Подходы к твердофазному биокаталитическому определению трудно- и среднеокисляемых серосодержащих органических соединений с использованием матриц на основе хитозана и его модифицированных производных».

2013 Родионов П.В. «Твердофазные флуоресцентные сенсоры для определения фенольных соединений и органических пероксидов».

2012 Малинина Л.И. «Оптические биосенсоры для определения фенольных соединений и органических пероксидов».

2011 Поляков А.Е. «Определение фенольных и эндопероксидных соединений с использованием пероксидаз хрена и сои в водных, водно-органических средах и гидрофильных ионных жидкостях».

2010 Яблоцкий К.В. «Новые аспекты применения нативной и иммобилизованной пероксидазы хрена для определения ее ингибиторов и субстратов».



За 6 лет защищены 22 дипломных и около 50 курсовых работ.


Премии


    • Премия академика И.П. Алимарина "Лучшему аспиранту" (2016) – Еремина О.Е.
    • Премия академика И.П. Алимарина "Лучшему аспиранту" (2012) – Родионов П.В.
    • I премия ХVI Международной научной конференции молодых ученых "Ломоносов" (2009) – Веселова И.А.
    • Диплом ХVI Международной научной конференции студентов "Ломоносов" (2009) – Родионов П.В.
    • Диплом III степени Всероссийской конференции "Научный потенциал - XXI" (2008) – Олейник Л.И.
    • Диплом II Международного конкурса научных работ молодых ученых в области нанотехнологий (2009) – Олейник Л.И.



Учебные пособия, подготовленные сотрудниками лаборатории


  • Объекты окружающей среды и их аналитический контроль. Методы отбора и подготовки проб. Методы разделения и концентрирования. Кн.1 Методы анализа объектов окружающей среды. Кн.2. (С.В. Мугинова, М.К. Беклемишев) / Под ред. Т.Н. Шеховцовой. ООО "Арт-офис", г. Краснодар, 2007. 348 с.
  • Прикладной химический анализ. Практическое руководство. (С.В. Мугинова, М.К. Беклемишев) / Под ред. Т.Н. Шеховцовой. Изд-во МГУ, 2010. 456 с.
  • Мугинова С.В. Современные методы анализа фармацевтических препаратов. М.: ООПИ химфака МГУ, 2008. 176 с.
  • Мугинова С.В., Ланская С.Ю., Филатова Д.Г. Методические разработки по аналитической химии для студентов II курса факультета фундаментальной медицины, специальность "фармация". Часть I. "Практикум: количественный анализ". М.: ООПИ химфака МГУ, 2009. 95 c.
  • Мугинова С.В., Филатова Д.Г., Ланская С.Ю. Методические разработки по аналитической химии для студентов II курса факультета фундаментальной медицины, специальность "фармация". Часть II. "Тестовые и домашние задания, образцы контрольных и экзаменационных работ по аналитической химии". М.: МГУ, 2009. 151 с.
  • Веселова И.А. Методические разработки по аналитической химии для студентов I курса факультета биоинженерии и биоинформатики. М.: ООПИ химфака МГУ, 2013. 36 c.
  • Веселова И.А., Мугинова С.В., Шаповалова Е.Н. Методические разработки по аналитической химии для студентов I курса факультета биоинженерии и биоинформатики. "Практическое руководство" М.: ООПИ химфака МГУ, 2013. 65 c.


Научное сотрудничество


  • Кафедра химической энзимологии, неорганической химии, химии нефти и органического катализа МГУ;
  • Факультет наук о материалах МГУ, лаборатория неорганического материаловедения (руководитель чл-корр.РАН Е.А. Гудилин);
  • Кафедра биофизики биологического факультета МГУ (группа проф. Г.В.Максимова);
  • Институт биохимии им. А.Н. Баха РАН, лаборатория иммунологии (руководитель Б.Б. Дзантиев);
  • Центр биоинженерии РАН, лаборатория инженерии ферментов (руководитель В.П. Варламов);
  • РОО "Институт эколого-технологических проблем", Москва.


Оборудование, имеющееся в распоряжении лаборатории


  • Спектрофлуориметры "Cary Eclipse" (Varian, Australia) с полным комплектном приставок, Shimadzu RF 5301;
  • Спектрофотометры "Shimadzu UV 2201" (Япония), СФ-102 (Россия);
  • Микропланшетный фотометр "Multiskan EX" ("Thermo Labsystems", Финляндия);
  • Рефлектометры "Унифот-тест 405", портативный фотометр-флуориметр "Унифот-люм 8С-420" ("Марафон", Москва);
  • Иономеры "Эксперт-001", рН-метр "Mettler Toledo" (Швейцария);
  • Вольтамперометрические анализаторы "Экотест-ВА" ("Эконикс-Эксперт", Россия);
  • Установка для очистки воды "Millipore";
  • Термостаты, термошейкеры "Thermit" (Россия), ультразвуковой гомогенизатор.


Cотрудники лаборатории имеют постоянный доступ к современному оборудованию, предназначенному для решения широкого спектра научно-исследовательских задач, расположенному в Центре коллективного пользования (ЦКП МГУ "Технологии получения новых наноструктурированных материалов и их комплексное исследование"):

  • Анализатор поверхности "Quantachrome NOVA 4200e";
  • Лазерный анализатор частиц Malvern ZetaSizer Nano ZS;
  • КР-микроспектрометр InVia Raman (Ренишау, Великобритания), оснащенном лазерами 532, 633 и 785 нм.

Для исследования пленок методами электронной микроскопии, эллипсометрии и измерения потенциала поверхности привлекается оборудование других лабораторий, с которыми осуществляется научное сотрудничество:

  • Просвечивающий электронный микроскоп JEM-2000 FXII (JEOL),;
  • Сканирующий электронный микроскоп высокого разрешения Supra 50VP (LEO) с системой микроанализа INCA Energy+ (Oxford);
  • Атомно-силовой микроскоп Solver P47 (НТ-МДТ, Зеленоград);
  • Эллипсометр Gaertner L2W26D с He-Ne лазером в качестве источника света;
  • Дзета-потенциометр Zetasizer4 (Malvern Instruments);
  • ИК-спектрометр "IRPrestige 21";
  • Сканирующий денситометр CS - 9001PC ("Shimadzu", Япония).

Для изучения состава реакционных сред, природы и структуры индикаторных веществ используется хромато-масс спектрометр Aligent 1100 MSD c квадрупольным детектором (APCL(+)).

Статьи

Подписаться на RSS

Группа доцента И.А.Веселовой

Тематика работ доцента, к.х.н. Ирины Анатольевны Веселовой

(комн. 363)


Основное направление работы:

создание и применение в практике химического анализа биокаталитических и биосенсорных технологий на основе природных биополимеров - ферментов, полисахаридов, способных образовывать высокоорганизованные надмолекулярные структуры. Такие биокаталитические системы, распознающие поверхности, мембраны нового поколения обладают уникальной чувствительностью, селективностью, высокой воспроизводимостью получаемых результатов, а также стабильностью в различных средах, в том числе водно-органических.


Достижения:

- созданы фотометрические и флуоресцентные биосенсоры на основе чувствительных пленок состава {фермент (пероксидаза, тирозиназа, лакказа) – полиэлектролит хитозан}, позволяющие анализировать сложные объекты (продукты пищевой, косметической, фармацевтической промышленности) без предварительного отделения компонентов матрицы, т.е. без пробоподготовки образцов;

- разработаны с использованием приема ферментативной дериватизации новые ферментсодержащие детектирующие системы, позволяющие определять маркеры заболеваний в биологических объектах на фемто- и наномолярных уровнях;

- для усиления аналитических сигналов, регистрируемых различными методами (спектрофотометрии, флуоресценции, ИК-спектроскопии) применены новые подходы: использование мицеллярных растворов, наночастиц металлов;

- разрабатываются простые, экспрессные биосенсорные системы для определения биологически активных веществ (фенолов различного строения, нейролептиков, нейромедиаторов, витаминов, маркеров качества дизельного топлива, пищевых продуктов, лекарственных препаратов) в разных по составу объектах.


Перспективы:

создание новых аналитических систем для высокочувствительного и селективного определения белков и ферментов в клеточных структурах и биологических жидкостях методами комбинационного рассеяния, в том числе SERS;

расширение круга определяемых соединений за счет антибиотиков, витаминов, катехоламинов различного строения

Конструктор сайтов
Nethouse