МГУ–2018: Химический факультет

 

Юбилеи. Исполнилось 90 лет со дня рождения старшего научного сотрудника кафедры химической кинетики Сергеева Глеба Борисовича. Заведующий лаборатории химии низких температур (1974–2013), зам. декана по работе с иностранными учащимися и международным научным связям (1968–1992). Специалист в области криохимии и крионанохимии. Результаты научных исследований Г.Б. Сергеева совместно с сотрудниками в области нанохимии и наноразмерной модификации органических и неорганических веществ имеют фундаментальное и прикладное значение для развития новых технологий создания функциональных наноматериалов и медицины. Открыл самопроизвольные взрывные процессы при криогенных температурах. Доказал участие молекулярных донорно-акцепторных комплексов в реакциях галогенирования и гидрогалогенирования при низких температурах. Установил размерные эффекты в реакциях наночастиц металлов в конденсированных средах. Лауреат премии им. М.В.Ломоносова за цикл работ «Теоретические и практические аспекты криохимии» (1976). Заслуженный деятель науки РФ (1997).

Награждён медалью «Ветеран труда» (1984), знаком Минвуза СССР «За отличные успехи в работе» (1986).

 

Исполнилось 85 лет со дня рождения профессора кафедры органической химии академика РАН Белецкой Ирины Петровны. Специалист в области теоретической органической химии, механизмов реакций электрофильного и нуклеофильного замещения и присоединения, химии карбанионов и амбидентных ионов, использования гомогенного металлокомплексного катализа в органическом синтезе, создания новых каталитических систем, металлоорганической химии ранних переходных металлов и лантанидов. Фундаментальные труды И.П.Белецкой заложили основы ряда новых направлений современной химии. Особый вклад внесли её работы в создание современной теории строения органических и металлоогранических соединений. Исследовала применение металлокомплексного катализа в органическом и металлоорганическом синтезе. Разрабатывает новые подходы к образованию связей углерод-углерод и углерод-элемент, что позволяет получать разнообразные органические и элементоорганические соединения, обладающие ценными свойствами. Установила закономерности реакций электрофильного и радикального замещения у насыщенного атома углерода; изучила кинетику и механизм реакций симметризации ртутьорганических соединений. Осуществила фундаментальные исследования в области химии карбанионов, амбидентных ионов и их ионных пар. Выяснила главные детали механизмов нуклеофильного ароматического замещения. Разработала метод окисления алкилароматических соединений кислородом, содержащимся в воздухе, приводящий к получению кислородсодержащих соединений, в т.ч. ряда имеющих промышленное значение карбоновых кислот. Открыла ряд новых реакций ртуть- и оловоорганических соединений.

И.П. Белецкая продемонстрировала возможность создания универсальных водных сред для каталитических процессов с участием водонерастворимых реагентов и впервые разработала общий метод синтеза перспективного класса макроциклических лигандов тетрабензопорфиринового ряда. Обнаружила способы синтеза новых классов лантанидов и показала возможность их широкого использования в органическом синтезе и катализе. Лауреат Государственной премии РФ за работу «Металлокомплексный катализ в органическом и металлоорганическом синтезе» (2003). Награждена золотой медалью им. А.М.Бутлерова за выдающиеся работы в области органической химии (РАН, 2018).

Награждена орденом Трудового Красного Знамени (1983). Заслуженный профессор Московского университета (1999). Звезда Московского университета (2018). Заслуженный деятель науки РФ.

 

Исполнилось 85 лет со дня рождения профессора кафедры физической химии Романовского Бориса Васильевича. Специалист в области химической кинетики, гетерогенного катализа, нефтехимии, молекулярных сит, ионных жидкостей для синтеза гетерогенных катализаторов. Одним из первых в СССР начал исследование физико-химических свойств нового поколения гетерогенных катализаторов – цеолитов и молекулярных сит. Установил общность каталитического действия аморфных и кристаллических алюмосиликатов в реакциях углеводородов, составляющих основу процессов нефтепереработки и нефтехимии. Пионерские работы, выполненные в 1970-х гг. совместно с сотрудниками, заложили основы нового направления в гетерогенном катализе – синтез иммобилизованных в цеолитах металлокомплексов, инкорпорированных в микропористые твёрдые тела неорганической природы (ship-in-bottle), как катализаторов реакций окисления. Позже эти работы стали основой новых методов получения функциональных нанокомпозитых материалов на основе оксидов металлов и молекулярных сит.

Лауреат премии им. М.В.Ломоносова за работу «Синтез, исследование и применение гетерогенизированных соединений» (1981, соавт.).

Заслуженный деятель науки РФ (1999). Заслуженный профессор Московского университета (2003).

 

Исполнилось 85 лет со дня рождения старшего научного сотрудника лаборатории физико-химических методов анализа строения вещества кафедры органической химии Сергеева Николая Михайловича. Специалист в области ЯМР-спектроскопии органических соединений, изотопных эффектов в спектроскопии ЯМР, протонного обмена в воде, метабономики.

 

Исполнилось 85 лет со дня рождения профессора кафедры физической химии Толмачёва Алексея Михайловича. Специалист в области термодинамики и молекулярного моделирования равновесия адсорбции газов, паров и растворов на микропористых адсорбентах. На основе сочетания молекулярной динамики и теории графов разрабатывает теоретические методы количественного расчёта изотерм адсорбции индивидуальных веществ и растворов и топологии молекулярных наноструктур адсорбированных и жидких растворов спиртов, диолов, воды и соответствующих растворов Заслуженный профессор Московского университета (2003).

 

Исполнилось 85 лет со дня рождения ведущего научного сотрудника лаборатории термохимии кафедры физической химии Троянова Сергея Игоревича. Специалист в области структурной химии неорганических и металлорганических соединений, производных фуллеренов; синтеза и строения неорганических комплексов с водородными связями; нейтронографии.

Заслуженный научный сотрудник Московского университета (2010).

 

 

Исполнилось 75 лет со дня рождения главного научного сотрудника кафедры химической энзимологии академика РАН Егорова Алексея Михайловича. Заведующий лабораторией инженерной энзимологии (1991–н.вр.). Специалист в области биополимеров, физико-химической биологии, биотехнологии. Занимается исследованием механизма действия и структуры ферментов и иммуноглобулинов, получением новых форм ферментов с изменённой субстратной специфичностью и стабильностью методами генной инженерии, созданием научных основ высокочувствительных методов биоспецифического анализа с использованием ферментов и наночастиц, изучением механизмов развития резистентности бактерий к антибиотикам. Под его руководством на основе данных рентгеноструктурного анализа и компьютерного моделирования была впервые в мире создана модель формиатдегидрогеназы, получены новые искусственные химерные белки для аналитических целей. Разработал научные основы иммуноферментного анализа различных физиологически активных соединений, белков и микроорганизмов.

Под его руководством было создано отечественное производство диагностических тест-систем и диагностических приборов, что позволило широко внедрить данные методы в практическое здравоохранение, сельское хозяйство, пищевую промышленность. Развитие современных биоаналитических методов способствовало созданию отечественной технологии мультианализа на ДНК-микрочипах для определения устойчивости патогенных бактерий к антибиотикам.

 

Исполнилось 70 лет со дня рождения ведущего научного сотрудника кафедры физической химии Годунова Игоря Андреевича. Специалист в области исследования строения и динамики многоатомных, в т.ч., конформационно нежёстких молекул в основном и возбуждённых электронных состояниях экспериментальными методами молекулярной спектроскопии и расчётными методами квантовой химии и квантовой механики.

Заслуженный научный сотрудник Московского университета (2014).

 

Исполнилось 70 лет со дня рождения профессора кафедры аналитической химии Дмитриенко Станиславы Григорьевны. Специалист в области изучения аналитических возможностей наночастиц и нанокомпозитов с магнитными и плазмонными свойствами для развития простых и быстрых способов химического анализа. Внесла крупный вклад в развитие сорбционного концентрирования с использованием пенополиуретанов и заложила основы применения пенополиуретанов в качестве твердофазных хромогенных реагентов для спектроскопии диффузного отражения и тест-методов анализа. Выполнила фундаментальные исследования, имеющие множество приложений. Развивает сферу сорбционного концентрирования на микропористых полимерных сорбентах, в т.ч. методы магнитной твердофазной экстракции с применением магнитных наночастиц. Лауреат премии им. М.В.Ломоносова за цикл работ «Новые подходы, методы и средства в химическом анализе и контроле объектов окружающей среды». (2010, соавт.).

Заслуженный профессор Московского университета (2012).

 

Исполнилось 70 лет со дня рождения ведущего научного сотрудника лаборатории химии нуклеиновых кислот кафедры химии природных соединений Долинной Нины Германовны. Специалист в области создания новых типов модифицированных олигонуклеотидов, в т.ч. несущих нерадиоактивные зонды, антибиотики, стероиды, интеркаляторы; введения химически активных групп в углеводофосфатный остов одно- и двухспиральных нуклеиновых кислот, изучение с их помощью различных аспектов белково-нуклеиновых взаимодействий, молекулярного узнавания и использование их в антисенсовой и сенсовой биотехнологии.

 

Исполнилось 70 лет со дня рождения ведущего научного сотрудника лаборатории молекулярной спектроскопии кафедры физической химии Дорофеевой Ольги Витальевны. Специалист в области квантово-химических методов расчёта термодинамических свойств, строения молекул и газовой электронографии.

 

Исполнилось 70 лет со дня рождения главного научного сотрудника кафедры высокомолекулярных соединений Изумрудова Владимира Алексеевича. Специалист в области изучения интерполиэлектролитных комплексов на основе полиэлектролитов природного и синтетического происхождения.

 

Исполнилось 70 лет со дня рождения ведущего научного сотрудника молекулярной спектроскопии кафедры физической химии Курамшиной Гульнары Маратовны. Специалист в области спектров и строения соединений с заторможенным внутренним вращением, квантово-химических расчётов строения и спектров многоатомных молекул, устойчивых методов решения обратных задач колебательной спектроскопии на основе теории регуляризации некорректно поставленных задач, совместного использования квантово-химических расчетов и экспериментальных данных в колебательной спектроскопии. Последние исследования посвящены квантово-химическому моделированию взаимодействий кластеров и тонких плёнок серебра с поверхностью альфа-кварца; спектрам, строению и силовым полям азотсодержащих соединений, в частности, производных пиридилимидазола, мелатонина.

 

Исполнилось 65 лет со дня рождения профессора кафедры химической кинетики Воробьёва Андрея Харлампьевича. Специалист в области кинетики химических реакций в твёрдых телах; кинетики фотохимических реакций; фотоиндуцированной анизотропии твёрдых тел; фотоселекции, фотоориентации; электронного парамагнитного резонанса (ЭПР); численного моделирования спектров ЭПР; молекулярной организации и динамики в жидких кристаллах. Лауреат премии Президента РФ в области образования (2001).

 

Исполнилось 65 лет со дня рождения профессора кафедры органической химии члена-корреспондента РАН Громова Сергея Пантелеймоновича. Специалист в области супрамолекулярной химии, изучающей взаимодействия комплементарных (взаимодополняющих) молекул и их фрагментов. Лауреат Государственной премии РФ за «разработку фотоактивных супрамолекулярных устройств и машин» (2017, соавт.). Созданные супрамолекулярные устройства и машины производят перемещение, синтез и распознавание молекул и их частей в наноразмерном масштабе. Работы открывают новый уникальный класс фотоактивных соединений – непредельных красителей, описывают закономерности самосборки в разнообразные типы фотоактивных супрамолекулярных комплексов. Такие комплексы используются как строительные блоки для создания фотоактивных наносистем большего масштаба: устройств химического контроля, химических реакторов синтеза новых веществ, супрамолекулярных полимеров, иерархических «умных» материалов.

Лауреат премии им. А.М.Бутлерова за цикл работ «Молекулярное конструирование фоточувствительных супрамолекулярных систем с заданными свойствами на основе краунсодержащих непредельных соединений» (РАН, 2006).

 

Исполнилось 65 лет со дня рождения профессора кафедры химической технологии и новых материалов Ионова Сергея Геннадьевича. Специалист в области кинетических свойств носителей тока у моно- и гетероинтеркалированных соединений графита акцепторного типа и низкоплотных углеродных материалов, получаемых на их основе; композиционных углерод-углеродных материалов.

 

Исполнилось 65 лет со дня рождения профессора кафедры органической химии Лукашева Николая Вадимовича. Специалист в области элементоорганических соединений.

 

Исполнилось 65 лет со дня рождения заведующего кафедрой медицинской химии и тонкого органического синтеза Милаевой Елены Рудольфовны. Специалист в области изучения роли радикальных процессов в металлоорганической и биометаллоорганической химии.

 

Исполнилось 65 лет со дня рождения ведущего научного сотрудника кафедры химической кинетики Надточенко Виктора Андреевича. Специалист в области фемтосекундной спектроскопии, быстропротекающих реакций в природных фотосистемах (зрение, фотосинтез), лазерной микрохирургии клетки, наночастиц. Награждён премией им. Ю.А.Овчинникова за цикл работ «Сверхбыстрые фотопревращения зрительного пигмента родопсина» (РАН, 2012).

 

Исполнилось 65 лет со дня рождения ведущего научного сотрудника лаборатории физико-химических методов анализа строения вещества кафедры органической химии Опруненко Юрия Фёдоровича. Специалист в области квантово-химических расчётов, МФП, ЯМР в жидкостях и твёрдых телах, различных видов спектроскопии (ИК, УФ, рентгеновская) и ВЭЖХ (высокоэффективная хроматография, включая разделение оптически активных комплексов) металлоорганических соединений.

 

Исполнилось 65 лет со дня рождения ведущего научного сотрудника лаборатории молекулярно-организованных каталитических систем кафедры химической кинетики Тюриной Людмилы Александровны. Специалист в области формирования и каталитического действия кластерных и наноструктурированных катализаторов, технологий для очистки от сероводорода и меркаптанов попутного нефтяного газа, природного газа, нефти, СПБТ, ШФЛУ.

 

Исполнилось 60 лет со дня рождения заведующего кафедрой электрохимии члена-корреспондента РАН Антипова Евгения Викторовича. Специалист в области направленного синтеза и структурных исследований новых неорганических соединений с важными физическими свойствами: сверхпроводимостью, ионной проводимостью, эффектом колоссального магнетосопротивления. Лауреат Государственной премии РФ за работу «Фундаментальные основы синтеза оксидных функциональных материалов (ферритов, манганитов, купратов)» (2003, соавт.). Лауреат премии им. М.В.Ломоносова за работу «Поиск новых сверхпроводящих сложных оксидов меди» (1993, соавт). Заслуженный профессор Московского университета (2013).

 

Исполнилось 60 лет со дня рождения ведущего научного сотрудника кафедры химической энзимологии Гусакова Александра Васильевича. Специалист в области изучения и применения ферментов в пищевой, текстильной, целлюлозно-бумажной и других отраслях промышленности, а также в качестве добавок к кормам сельскохозяйственных животных и птиц.

 

Исполнилось 60 лет со дня рождения профессора кафедры физической химии Каргова Сергея Игоревича. Специалист в области физико-химических свойств природных и синтетических полиэлектролитов и интерполиэлектолитных взаимодействий. Автор учебников по физической химии и методических материалов по подготовке к поступлению в МГУ и ко Всероссийской олимпиаде школьников по химии.

 

Исполнилось 60 лет со дня рождения профессора кафедры химической технологии и новых материалов Клямкина Семёна Нисоновича. Специалист в области хранения водорода, водородного материаловедения, механохимии, сорбционного взаимодействия в системах газ-твёрдое тело, высокие газовые давления, гидриды, клатратные гидраты, металлорганические координационные полимеры. Лауреат премии Ленинского комсомола за цикл работ «Создание высокоэффективных металлогидридных материалов для аккумуляции водорода» (1988, соавт.).

 

Исполнилось 60 лет со дня рождения профессора кафедры аналитической химии Моросановой Елены Игоревны. Специалист в области тест- и автоматизированных методов химического анализа. С использованием золь-гель синтезирует новые материалы и исследует их свойства (кремниевые ксерогели, кремний-титановые ксерогели, модифицированные кремний-титановые ксерогели). С группой сотрудников изучает свойства новых чувствительных материалов с использованием твердофазной спектроскопии, спектроскопии диффузного отражения, электронной сканирующей микроскопии, метода низкотемпературной адсорбции азота, ИК-спектроскопии. Для разработки ферментативных способов определения анализирует аналитические свойства неочищенных ферментных препаратов (экстракты зелёной фасоли, банана, баклажана, шампиньона). На основе новых материалов и хромогенных реакций проводится разработка способов быстрого внелабораторного определения биохимически активных соединений в биологических жидкостях, фармацевтических препаратах и пищевых продуктах. Лауреат премии им. М.В.Ломоносова за цикл работ «Новые подходы, методы и средства в химическом анализе и контроле объектов окружающей среды» (2010, соавт.).

 

Исполнилось 60 лет со дня рождения профессора кафедры физической химии Пазюк Елены Александровны. Специалист в области прецизионного описания энергетических, радиационных, магнитных и электрических свойств высоко возбуждённых электронно-колебательно-вращательных состояний малых молекул с учётом неадиабатических взаимодействий с целью предсказания свойств неадиабатически связанных молекулярных состояний на экспериментальном уровне точности в максимально широкой области энергий возбуждения.

 

Исполнилось 60 лет со дня рождения заведующего кафедрой коллоидной химии Сергеева Владимира Глебовича. Специалист в области полиэлектролитных комплексов, растворов полиэлектролитов, биополимеров. Лауреат премии им. М.В.Ломоносова за цикл работ «Компактизация ДНК как внутреннее свойство незаряженной двойной спирали» (1999, соавт.).

 

Исполнилось 55 лет со дня рождения профессора кафедры органической химии Нифантьева Ильи Эдуардовича. Специалист в области поисковых исследований сверхкритических флюидных технологий. Исследует процессы полимеризации, химические синтетические реакции, получения супрамолекулярных структур и композитных аэрогелей, в т.ч., включающих различные металлы.

 

Исполнилось 45 лет со дня рождения профессора кафедры высокомолекулярных соединений члена-корреспондента РАН Пономаренко Сергея Анатольевича. Специалист в области органической электроники и фотоники, люминесценции, синтеза органических люминофоров и полупроводников, химии кремнийорганических соединений, химии высокомолекулярных соединений, полисопряжённых систем и жидких кристаллов.

 

Исполнилось 45 лет со дня рождения профессора кафедры химии природных соединений Сергиева Петра Владимировича. Специалист в области биосинтеза белка у бактерий и его роли в регуляции экспрессии генов. Лауреат премии им. И.И.Шувалова за работу «Структура и функции 5SрРНК» (2000, соавт.). Лауреат премии им. М.В.Ломоносова за цикл работ «Высокопроизводительная система поиска и определения механизма действия антибиотиков» (2018, соавт.).

 

Наука. Научные исследования проводились по приоритетным направлениям в рамках 368 тем:

1. Живые системы, медицинские технологии, медицинская химия и новые лекарственные средства

2. Функциональные материалы, наноматериалы и технологии.

3. Энергоэффективность и энергосбережение.

4. Экология и рациональное природопользование.

5. Фундаментальное химическое образование.

Работа велась по 226 грантам различных научных фондов, 8 субсидиям ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014–2020 гг.». Заключён 61 хоздоговор, выполнено 5 контрактов с министерствами и ведомствами.

 

Избранные исследования.

 

 

В последние годы большое внимание уделяется исследованиям, посвящённым старению и омоложению человеческого организма. Направление тесно связано с пониманием механизма клеточного деления и способности клеток противостоять стрессовым воздействиям, вызываемым как различными видами излучения, так и токсическими веществами или недостаточным питанием клетки.

Большинство клеток способно делиться только ограниченное количество раз. Происходит это потому, что концевые участки ДНК, удваивающиеся при каждом акте деления, с каждым таким актом теряют повторяющиеся участки – теломеры. Как только их количество на конце ДНК становится критически малым, дальнейшее деление становится невозможным, клетка погибает.

Однако науке известны клетки, способные практически к неограниченному делению. Применительно к человеческому организму это эмбриональные клетки, а в случае зрелого организма такая способность есть у стволовых и раковых клеток. Как показали исследования, в их ядрах активен особый фермент – теломераза, которая достраивает теломеры на концах ДНК и таким способом неограниченно увеличивает количество циклов деления клетки. Считалось, что теломеразная РНК, входящая в состав теломеразы, является некодирующей, то есть не участвующей в синтезе белка в клетке.

Группе учёных под руководством акад. РАН О.А. Донцовой (совместно с НИИФХБ и др. институтами) удалось показать альтернативную роль теломеразной РНК в соматических клетках человека. Она присутствует в их цитоплазме в неактивной форме и не может участвовать в наращивании теломерной ДНК, однако при этом повышение содержания теломеразной РНК в клетках влияет на их стрессоустойчивость. Оказалось, что теломеразная РНК всё-таки кодирующая, она кодирует синтез белка (hTERP), который, как было показано методами иммуноблоттинга, иммунофлуоресцентной микроскопии и масс-спектрометрии, присутствует в клетках и состоит из 121 аминокислоты.

Биохимики искусственно повышали содержание этого белка в клетках, а затем обрабатывали их веществами, повреждающими ДНК. Оказалось, что hTERP защищает клетки от гибели в результате апоптоза (то есть, распада на отдельные тельца, ограниченные мембраной), развивающегося в ответ на повреждения ДНК. Дальнейшие исследования позволили обнаружить, что hTERP участвует в модуляции так называемой аутофагии – в этом случае клетка переваривает свою часть, «пришедшую в негодность», но выживает.

Изучение аутофагии имеет прикладное значение в исследовании механизмов омоложения организма при помощи радикальных диет: считается, что клетки, ограниченные в питании, утилизируют собственные белки, в которых со временем присутствует всё больше дефектов. Другой не менее важный аспект исследования механизмов аутофагии затрагивает её роль в опухолеобразовании. Считается, что на ранних этапах этого процесса аутофагия снижает риск возникновения опухоли, но по мере прогрессии опухолеобразования тот же механизм способствует выживанию раковых клеток в различных стрессовых условиях.

Белков, защищающих клетки от стрессовых воздействий, достаточно много. Открытие нового белка интересно тем, что он найден в РНК, которая раньше считалась некодирующей. Её очень активно при этом исследуют как компонент теломеразы. Показано, что она может иметь и другую функцию, если находится не в ядре клетки, а в её цитоплазме.

Изучение всех свойств теломеразы может приблизить учёных к созданию «эликсира молодости» и содействовать в борьбе с раковыми заболеваниями.

Результаты исследования опубликованы в журнале Nucleic Acids Research.

 

 

Эффективность традиционных липосомальных форм лекарств существенно ограничена пассивным механизмом доставки и низкой степенью проникновения в патологические ткани. Терапевтический результат можно улучшить, если выпуск препарата из липосом будет инициирован при достижении целевой области каким-либо внутренним или внешним стимулом. Модификация мембраны фосфолипидами, которые имеют температуру фазового перехода от жидкокристаллического геля в текучее состояние в районе 39–42⁰С, придает липосомам термочувствительные свойства и способность к выпуску содержимого при нагревании в физиологически значимом температурном диапазоне за счёт формирования дефектов в бислое. Предложено использовать способность анионных липосом адсорбироваться на катионном полимерном сферическом носителе, причём в качестве носителя использовать микрогель (МкГ), коллапсирующий при нагревании. Показано, что фазовый переход водорастворимого катионного МкГ на основе изопропилакриламида из набухшего в коллапсированное состояние происходит около 40⁰С (физиологически значимой температуре), при этом его гидродинамический диаметр уменьшатся в 1,5 раза, плотность поверхностного заряда увеличивается. Продемонстрирована эффективность использования МкГ для получения мультилипосомальных ансамблей, одна частица МкГ связывает около 40 анионных везикул. Термо-индуцированное сжатие частиц МкГ с адсорбированными липосомами, наполненными противоопухолевым препаратом, доксорубицином, приводит к частичному вытеканию лекарства (до 50%) из полости везикул. Количество выделившегося препарата регулируется температурой.

 

Предложен универсальный метод самосборки 2D нанокристаллов из отдельных квантовых точек (КТ). 2D нанокристаллы (2D-нк), то есть нанокристаллы, имеющие толщину меньше боровского диаметра экситона и два других измерения микронной величины, представляют интерес для инженерии фотовольтаических наноструктур, а также для получения 2D-нк катализаторов, сенсоров и прочих инновационных материалов, так как они объединяют свойства квантовых точек и протяжённых полупроводников. На примере пяти соединений показано, что в основе метода самосборки 2D-нк лежат специфические межлигандные взаимодействия (СМВ) между перфторфенильными лигандами. Управление этими взаимодействиями может использоваться для дизайна 2D-нк, так как форма нанокристалла определяет его применение. Кристаллизация полупроводников в коллоидных средах представляется наиболее продуктивной для применения в промышленных масштабах.

Метод самосборки был применён для дизайна следующих систем:

1) разработан коллоидный метод получения свободных кремниевых 2D-нк. Рост пластин происходит за счёт СМВ соседних перфторфенильных (ПФ) колец, которое приводит к образованию слоёв ПФ лигандов благодаря их самосборке во фторофобных средах. Лиганды тянут за собой КТ, и кремниевые частицы агрегируются в кристаллические пластины, покрытые ПФ лигандами. Анализ 2D нк-Si методом AСМ показал, что при латеральных размерах, превышающих 25 нм, толщина ламелей составляет в среднем 3,3–3,5 нм;

2) С использованием принципа СМВ получены 2D-нк кристаллофосфора СаS (2x2,7 мкм²). Поведение этого предельно тонкого 2D-нк СaS тождественно поведению столь же тонкого 2D-нк Si;

3) С использованием принципа СМВ получены 2D-мезокристаллы PbS с латеральными размерами (1x1 мкм²). Изображение ПЭМВР отчётливо свидетельствует о мезокристалличности полученных 2D структур и о кристалличности квантовых точек PbS;

4) получены 2D-мезокристаллы фотокатализатора СdS (0,4x0,5 мкм²). Обращает на себя внимание факт образования необычных структур сульфида кадмия – нанолент; 5) С использованием принципа СМВ получены плоские наноструктуры цеолита, легко отделяемые фильтрованием от реакционной системы. Цеолиты являются важными катализаторами процессов нефтехимии и нефтепереработки.

Получение 2D-нк пяти соединений свидетельствует о том, что принцип СМВ может быть использован как универсальный подход для инженерии фотовольтаических наноструктур, а также для получения 2D-нк катализаторов, сенсоров и прочих инновационных материалов. Получен патент РФ.

 

 

Завершена разработка алгоритма масс-спектрометрического установления изомерных аминокислотных остатков лейцина и изолейцина при секвенировании пептидов и белков. Предложенный метод тандемной масс-спектрометрии EThcD позволяет установить природу изомерных аминокислот сразу во всей цепочке анализируемого пептида. Не требуется предварительного выделения первичных z-ионов. Решён вопрос необходимой энергии столкновений, правильный выбор которой позволяет исключить миграцию радикального центра. В результате надёжно идентифицируются изомерные остатки, даже находящиеся в соседнем положении. Метод позволяет полностью освободиться от применения дополнительно эксперимента с деградацией по Эдману, которая считалась наиболее эффективным методом секвенирования пептидов. Метод работает как со стриптическими пептидами, наиболее часто анализируемыми в протеомных исследованиях, так и с нативными природными пептидами.

Результаты исследования опубликованы в Journal of the American Society for Mass Spectrometry.

 

 

Используя катодный материал Na₂FePO₄F в качестве модельной системы определена связь катионов щелочных металлов с «полулабильными» атомами кислорода как важный фактор, влияющий на электрохимическую активность катионов щелочных металлов в полианионных соединениях. «Полулабильные» анионы кислорода, связанные с катионами фосфора и щелочного металла, но не включённые в октаэдры FeO₄F₂, испытывают сильную недокоординированность при деинтеркаляции щелочных катионов, что приводит к увеличению энергетических барьеров для деинтеркаляции катионов щелочных металлов, расположенных вблизи таких атомов. Деинтеркаляция катионов натрия из Na₂FePO₄F в Na-ионной ячейке протекает по двухфазному механизму с образованием промежуточной моноклинной фазы Na_1,55FePO₄F с упорядочением катионов и вакансий натрия и зарядов Fe²⁺/Fe³⁺. Напротив, заряд Na₂FePO₄F в литий-ионной ячейке характеризуется наклонным профилем зарядной кривой, свидетельствующим о механизме твёрдого раствора без образования упорядоченной по заряду промежуточной фазы. Сочетание кристаллографического исследования и расчётов на основе DFT показали, что различие в электрохимическом поведении позиций щелочного катиона в значительной степени связано с различным числом ближайших соседних «полулабильных» анионов кислорода, влияющих на их потенциал деинтеркаляции и возможность химического обмена Na/Li, а также на тип (однофазный или двухфазный) механизма (де)интеркаляции.

 

 

Получен новый класс фотохромных ЖК-композитов на основе пористых холестерических полимерных сеток, наполненных фотохромными ЖК-смесями и сополимерами. В случае композитов наполненных низкомолекулярными фотохромными нематическими смесями УФ облучение приводит к сдвигу пика селективного отражения в коротковолновую область и его сужению. Это связано с процессом E-Z фотоизомеризации фотохромного азобензольного соединения, введённого в состав смеси, сопровождающейся изотермическим фазовым переходом из нематической фазы в изотропную. Процесс полностью обратим и облучение видимым светом приводит к обратному сдвигу пика и его уширению.

Во втором случае воздействие поляризованного видимого света вызывает процесс фотоориентации азобензольных и фенилбензоатных групп сополимера, что позволило при помощи голографической установки осуществить запись брэгговской отражательной решётки. Таким образом, впервые продемонстрирована возможность получения на одной плёнке двух отражательных брэгговских решёток, одной – за счёт холестерической спирали, изначально присутствующей в плёнке, другой – фотооптически записанной пучками лазера. Продемонстрирована возможность создания дифракционных решёток с высокой и фотоуправляемой дифракционной эффективностью на основе фотополимеризующихся холестерических смесей. Полученные в ходе выполнения проекта фоточувствительные дифракционные решётки представляют существенный интерес с точки зрения использования в разных областях фотоники и оптоэлектроники.

 

Конференции. Организованы и проведены:

 

Доктора и кандидаты наук 2018 г. Доцент кафедры аналитической химии Веселова Ирина Анатольевна защитила докторскую диссертацию «Оптические сенсорные системы на основе пероксидазы для определения органических биологически активных веществ» (специальность: 02.00.02 – аналитическая химия). Цель работы – создание новых универсальных оптических сенсорных устройств, схем анализа, индикаторных систем на основе пероксидазы для определения органических биологически активных веществ в объектах различного происхождения. Предложены: подходы к созданию высокоактивных, однородных по структуре и размерам комплексов пероксидазы с полиэлектролитами, стабильных при хранении и в процессе эксплуатации в водных и водно-органических средах как основы оптических сенсорных систем для определения органических биологически активных соединений; принципы создания универсальных сенсорных устройств на примере комплекса пероксидаза-хитозан, адаптированных под различное серийное оборудование – спектрофотометры и флуориметры, основанных на формировании и измерении аналитического сигнала оптическими методами не в анализируемом растворе, а непосредственно в биочувствительном (распознающем) слое; твердофазные спектрофотометрические и флуоресцентные индикаторные реакции для определения субстратов пероксидазы; методики определения фенольных соединений, пероксидов различного строения, фенотиазинов и результаты их апробации в анализе реальных объектов без предварительной (или минимальной) пробоподготовки.

Доцент кафедры химии природных соединений Зверева Мария Эмильевна защитила докторскую диссертацию «Теломераза: механизмы функционирования и регуляции» (специальность: 03.01.03., 02.00.10 – биоорганическая химия, молекулярная биология). Работа посвящена исследованию особенностей функционирования РНК-белкового комплекса – теломеразы, пониманию процессов регуляции работы этого ферментативного комплекса и поиску подходов для создания его новых ингибиторов. Теломераза удлиняет 3'-концы хромосом, этот процесс описан у разных эукариотических организмов. Дрожжи являются удобным объектом исследований теломеразы. Для теломеразы дрожжей Saccharomyces cerevisiae охарактеризованы детали организации и функционирования комплекса и его дополнительного компонента. Ограничения использования этих дрожжей преодолены разработкой новой системы исследований теломеразы в термотолерантных дрожжах. В этой системе найден новый механизм регуляции длины теломер, закодированный в теломеразной РНК. Исследования фундаментальных аспектов функционирования теломеразы позволили сформулировать подходы к созданию новых ингибиторов теломеразы низкомолекулярной и олигонуклеотидной природы. При использовании олигонуклеотидных ингибиторов было установлено, что теломераза человека является димером в функциональном состоянии. Подход к созданию ингибиторов теломеразы олигонуклеотидной природы может быть использован для исследования других РНК-белковых комплексов.

 

Доцент кафедры высокомолекулярных соединений Лысенко Евгений Александрович защитил докторскую диссертацию «Поликомплексы с участием мицелл ионогенных блок-сополимеров» (специальность: 02.00.06 – высокомолекулярные соединения). Проведено исследование мицеллярных полиэлектролитных комплексов, представляющих собой продукты кооперативного взаимодействия мицелл ионогенных блок-сополимеров с противоположно заряженными комплексообразователями: линейными макромолекулами и ионами низкомолекулярных поверхностно-активных веществ. Использование блок-сополимерных мицелл вместо клубкообразных полиионов позволяет значительно увеличить связывающую ёмкость полиэлектролитного компонента, а также решить задачу инкапсулирования связываемых объектов в малом объёме полиэлектролитной наночастицы. Продемонстрирована термодинамическая выгодность и кинетическая заторможенность образования таких комплексов, сохранение мицеллярной организации исходных блок-сополимерных мицелл, образование наносегрегированных структур. Установленные в работе физико-химические принципы комплексообразования с участием мицелл ионогенных блок-сополимеров создают теоретический базис для направленного дизайна композиционных блок-сополимерных наночастиц с заданным составом, молекулярной массой, морфологией, размерами, дисперсионной устойчивостью и прогнозируемыми физико-химическими свойствами.

 

Старший научный сотрудник кафедры химии природных соединений Остерман Илья Андреевич защитил докторскую диссертацию «Поиск и изучение новых антибиотиков ингибиторов синтеза белка» (специальность: 22.00.10, 03.01.03 – биоорганическая химия, молекулярная биология). Разработан метод, основанный на индукции экспрессии репортерного флуоресцентного белка Katushka2S при сублетальной концентрации ингибиторов синтеза белка. Большинство существующих репортерных систем позволяет определять антибиотики, относящиеся к конкретному классу и имеющие структурное сходство. Созданная репортерная система, основанная на модифицированном аттенюаторе триптофанового оперона E. coli, даёт возможность детектировать широкий набор различных ингибиторов трансляции, которые не имеют между собой структурного сходства и взаимодействуют в разными субчастицами рибосомы. Эти антибиотики объединены общим механизмом действия: ингибированием рибосомы на стадии элонгации трансляции. При помощи разработанной системы обнаружены два новых ингибитора синтеза белка – тиазол-оксазол-модифицированный пептид клебсазолицин и антибиотик, содержащий изокумариновую группу, амикумацин А. Изучение механизма их действия при помощи биохимических и структурных методов показало, что клебсазолицин, как макролиды и стрептограмины Б, блокирует продвижение пептида по туннелю, а амикумацин А действует по новому механизму: препятствует транслокации за счёт образования контакта между 16S рРНК и мРНК. Получены новые данные о механизме действия стрептограминов класса А. Оказалось, что эти антибиотики не препятствуют связыванию А- и Р-сайтовых тРНК, но нарушают правильное позиционирование их 3’-концов, а также приводят пептидил-трансферазный центр рибосомы в неактивное состояние, что в итоге блокирует рибосому и ингибирует синтез белка. Найдены новые антибиотики – ингибиторы синтеза белка. Проведённый биохимический и структурный анализ взаимодействия антибиотиков с рибосомой открывает дорогу для создания новых антибактериальных препаратов.

 

Ведущий научный сотрудник кафедры физической химии Савилов Сергей Вячеславович защитил докторскую диссертацию «Физикохимические основы пиролитического синтеза и функционализации углеродных наноструктур» (специальность: 22.00.04 – физическая химия). Объекты исследования – 1D и 2D углеродные наноструктуры, в т.ч. функционализированные и с гетерозамещением. Разработаны физико-химические основы эффективного и технологичного способа получения УНС, позволяющего варьировать состав и морфологию продуктов, а также подходов к их очистке и функционализации. Применялись СЭМ, ПЭМВР, РФЭС, СТА, бомбовая калориметрия и другие современные методы исследования. Впервые смоделировано получение МУНТ аэрозольным введением углеводородной смеси, содержащей прекурсор катализатора, в реактор, оценены эффективные Еа стадии процесса, на основании чего предложен и внедрён во ФГУП «Центр Келдыша» масштабируемый подход к синтезу 9 типов УНС. Показано, что бомбовая калориметрия эффективна для экспресс-контроля УНС, а контрастирование солями Tm в неводных средах – для визуализации положения O-групп. Поверхностные и сорбционные свойства УНС можно варьировать путем ковалентной и нековалентной функционализации, контролируемого дефектообразования, компактизации. Получаемые композиты могут быть эффективно использованы в катализе, материаловедении, устройствах хранения энергии, демонстрируя характеристики, превышающие известные промышленные образцы.

 

Публикации. Опубликовано 2154 статей из них 521 статья в журналах TOP-25, получено 26 патентов.