За отчетный период (2009 год) в соответствии с техническим заданием были получены следующие результаты
| Вид материала | Отчет |
- Взаимодействия, квантовая хромодинамика, квантовая теория поля, 39.05kb.
- За отчетный период были получены следующие результаты, 19.31kb.
- Тема : «Духовная сфера». Част Задания уровня, 285.21kb.
- Уважаемые иглинцы! Представляем вашему вниманию традиционный отчетный доклад администрации, 577.51kb.
- Доклад по итогам работы за 2010 год и задачах на 2011г. Уважаемые акционеры ! Разрешите, 197.32kb.
- Отчетный год, 33.96kb.
- Техническое задание (технические указания) на проведение оценки рыночной стоимости, 961.09kb.
- Анализ финансовых результатов предпринимательской деятельности и рентабельности организации, 321.07kb.
- Волк и Русь-Орда, 135.9kb.
- -, 1325.53kb.
Аннотация годового отчета (2й этап) за 2009 год
по проекту АВЦП "Развитие научного потенциала высшей школы"
2.1.1/4011 "Разработка способа создания и изучение наноструктур на основе ДНК и ее комплексов с низкомолекулярными лигандами и углеродными композитами", руководитель А.А. Трусов.
За отчетный период (2009 год) в соответствии с техническим заданием были получены следующие результаты.
1. Было проведено изучение молекулярного механизма образования комплексов ДНК с лигандами: ионами трехвалентного лантана, координационными соединениями палладия (тетрахлорпалладатом морфолония) и платины, краун-содержащими производными гетероциклических соединений с ионами щелочных и щелочно-земельных металлов. Исследованные лиганды являются основой для разработки новых противоопухолевых препаратов. Построены фазовые диаграммы для систем ДНК-La3+ и ДНК-ПВА (поливиниламин) в 0.005M NaCl.
2. Определена степень связывания и предложена молекулярная модель взаимодействия ДНК с указанными выше соединениями. Также изучены конформационные параметры гибкого полимера поли-N-винилкапролактама, приобретающего полиэлектролитные свойства в результате взаимодействия с сульфированным дифталоцианином скандия.
3. Проведено энтропическое моделирование гибкого полиэлектролита на решетке и изучены его температурные и конформационные свойства методом Монте-Карло с использованием алгоритма Ванга-Ландау. Достоверность результатов определена тем, что были использованы методы, основанные на фундаментальных соотношениях равновесной статистической механики. Результаты моделирования тестировались путем сравнения с данными, полученными другими МК-методами, причем всегда наблюдалось хорошее согласие результатов.
4. Начато изучение электрооптических свойств растворов нанотрубок. Проведена адаптация электрооптических методов и методик для изучения свойств растворов нанотрубок.
Во втором полугодии 2009 годы были выполнены следующие исследования.
5. Для разработки способов нековалентной фиксации ДНК и других полиионов на поверхности монокристалла кремния были протестированы условия подготовки поверхности кремния р- и n- типа, способы приготовления образцов, выполнены исследования электрофизических свойств интерфейса. Целью таких исследований являлось
1) исследование условий для фиксации молекул ДНК на поверхности монокристаллического кремния в зависимости от типа проводимости подложки, состава используемых растворов, способа подготовки поверхности образцов;
2)исследование фиксации молекул ДНК на поверхности кремниевой подложки в зависимости от условий освещения;
3)исследование электронных состояний, обусловленных зафиксированными на поверхности кремния молекулами ДНК. Определение величины поверхностной плотности состояний, ее энергетического распределения, величин энергии связи и сечений захвата поверхностных центров для свободных носителей заряда.
Эффективность фиксации молекул на поверхности контролировалась с помощью атомного силового микроскопа Nanoscope IVа (Veeco) в режимах прямого сканирования и прерывистого контакта. Для исследования электронных состояний, обусловленных зафиксированными молекулами, поверх осажденного слоя с помощью термического напыления в вакууме наносились металлические электроды, образующие шоттки-контакты: на кристаллы p-типа - титан, на кристаллы n-типа - золото. На тыльной поверхности образцов втиранием создавался "омический" Al-Ga контакт.
В результате исследований показано:
1) Фиксация молекул ДНК на поверхности кремния p- и n-типов проводимости реализуется из раствора, содержащего ионы магния, при освещении образца в собственной области спектра поглощения. Молекулы не закрепляются на поверхности подложки при увеличенной толщине окисного слоя, отсутствии ионов магния в растворе и слабо закрепляются при экспозиции раствора в темноте.
2) Предложена модель фиксации молекул на поверхности твердых тел, предполагающая образование точек закрепления в результате адсорбции ионов магния из раствора, стимулированной захватом последними свободных электронов твердого тела.
3) Наблюдаемые по вольт-амперным и вольт-фарадным характеристикам величины плотности поверхностного заряда, обусловленного присутствием молекул ДНК на интерфейсе контакта Ti-(p-Si), составляют порядка.
6. Отработана схема металлизации ДНК для изготовления нанопроволок, включающая комплексообразование макромолекулы с ионами металлов в растворе, восстановление металла до 0-валентного состояния с помощью различных восстановителей. Получены АСМ изображения таких систем, оценены размеры кластеров металла на поверхности ДНК.
7. Изучено действие гамма радиации дозами 0-30 Гр на конформацию молекулы ДНК в водных растворах, содержащих этанол, изо- и н-пропанол. Методами вискозиметрии и кругового дихроизма определены параметры третичной и вторичной структуры макромолекулы в условиях эксперимента. Показано, что совместное влияние спирта и облучения приводит к значительным изменениям третичной структуры ДНК, которые можно варьировать, меняя концентрацию неэлектролита и дозу гамма-облучения.
8. Исследовано состояние молекулы ДНК при комбинированном действии гамма-облучения и противоопухолевого препарата цис-ДДП в растворе. Показано, оба воздействия на молекулу ДНК осуществляются независимым образом. Изучена также роль других координацилонных соединений (транс-ДДП, Pten и Pten(ДМСО)) в подобных системах. Сделан вывод о том, что присутствие диметилсульфоксида (ДМСО) в растворе ДНК при гамма-облучении дозой 1 крад частично защищает макромолекулу от поражающего действия радиации. Проведенные исследования свидетельствуют о возможном совместном использовании гамма-облучения и химиотерапии с применением препаратов платины для лечения заболеваний, связанных с развитием новообразований.
Для решения задач проекта были проведены методические разработки, обеспечивающие создание новых наносистем, а также реализован комплексный подход к их изучению с использованием различных взаимодополняющих экспериментальных методов и методов математического моделирования. Разработана методика изготовления нанопроволок на основе металлизированной ДНК. Предложен способ модификации поверхности монокристалла кремния для последующей нековалентной фиксации ДНК. Сконструированный интерфейс характеризуется вольт-амперными и вольт-фарадными характеристиками, представленными в отчете.
Достоверность и обоснованность полученных результатов обеспечена использованием различных высокопрецизионных физических методов, многократной проверкой и самосогласованностью результатов, полученных различными экспериментальными и вычислительными методами, соответствующим лучшим достижениям в данной области.
Полученные результаты могут быть использованы в наноэлектронике, физико-химии новых материалов, наномедицине, фармакологии, в частности, для направленного синтеза новых лекарственных препаратов, создания генных векторов направленного действия. Полученные научные результаты предполагается использовать в учебном процессе.
По результатам выполнения проекта опубликовано 13 статей в ведущих научных журналах, сделаны доклады на российских и международных конференциях.
Задачи 1 этапа проекта выполнены полностью.