Автореферат (1103802)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТИМ. М.В. ЛОМОНОСОВАНа правах рукописиКИМ ВИТАЛИЙ ПАВЛОВИЧМОНОСЛОИ И МЕМБРАННЫЕ ВЕЗИКУЛЫ НА ОСНОВЕКОМПЛЕКСОВ АМФИФИЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ, ПОЛИМЕРОВ ИНАНОЧАСТИЦСпециальность 03.01.02 – биофизика, 03.01.08 – биоинженерияАВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание ученой степеникандидата физико-математических наукМосква – 2016Работа выполнена на кафедре биофизики физического факультета Московскогогосударственного университета имени М.В. Ломоносова.Научный руководитель:Хомутов Геннадий Борисович, доктор физикоматематических наук, доцент .Научный консультант:Гуляев Юрий Васильевич, доктор физикоматематическихнаук,академикичленпрезидиумаРАН,научныйруководительИнститута радиотехники и электроники имениВ.А.

Котельникова РАН.Официальные оппоненты:Соколов Валерий Сергеевич, доктор физикоматематическихнаук,ведущийнаучныйсотрудник Института физической химии иэлектрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН.Букреева Татьяна Владимировна, кандидатхимических наук, доцент, начальник лабораторииНациональногоисследовательскогоцентра«Курчатовский институт».Ведущая организация:Федеральноегосударственноебюджетноеучреждение науки Институт биохимическойфизики им. Н.М.

Эмануэля Российской академиинаук.Защита состоится «__» сентября 2016 г. в :на заседании диссертационногосовета Д 501.002.11 при Московском государственном университете им. М.В.Ломоносова по адресу: 119991, ГСП-1, Москва, Ленинские горы, МГУ,физический факультет.С диссертацией можно ознакомиться в библиотекегосударственного университета имени М.В. Ломоносова.МосковскогоАвтореферат разослан «__» ____________ 2016 г.Ученый секретарь диссертационного совета Д 501.002.11кандидат технических наукСидорова А.Э.ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫРабота посвящена созданию и исследованию новых биомиметических ибиосовместимых функциональных наноматериалов на основе биогенныхлипидов, рН-чувствительного амфифильного соединения, амфифильногополиамина стеароилспермина и их нанокомпозитных комплексов сполиэлектролитамиинеорганическиминаночастицами,включаяленгмюровские монослои, пленки и липосомы.

Также изучена возможностьиспользования синтезированных нанокомпозитных мембранных везикул длякапсулирования веществ и их высвобождения с помощью внешних физическихвоздействий.Актуальность проблемыНаноструктуры и наноматериалы на основе амфифильных соединений,полиэлектролитов, неорганических наночастиц и биомолекул представляютбольшой интерес для выяснения механизмов фундаментальных структурнофункциональных взаимосвязей на нано-уровне в биологических и модельныхсистемах.

Также, в настоящее время активно развиваются фундаментальные иприкладные исследования, посвященные созданию и использованиюфункциональных неорганических наночастиц, наноструктур и наносистем наихоснове(металлических,магнитных,полупроводниковых)длябиомедицинских и других нанотехнологических применений.Амфифильные вещества широко распространены в живой природе.Биогенные амфифильные молекулы, в частности, липиды входят в составмембран клеток, органелл и микровезикул, определяя тем самым иххарактерные свойства: проницаемость, межклеточное взаимодействие,биоактивность мембранных ферментов и т.д. В зависимости от геометрическихпараметров и соответствующего состава амфифильные молекулы в водной илигидрофобной среде способны самоорганизовываться в различные нано- имикроструктуры: мицеллы, бислои, везикулы, цилиндрические мицеллы и т.д.В свою очередь, на водной поверхности амфифильные молекулы способныобразовывать мономолекулярную пленку за счет гидрофобных и гидрофильныхвзаимодействий с поверхностью водной субфазы.

Данные структуры на основеамфифильных молекул используются для исследовательских задач, например,для моделирования биологических мембран путем создания биомиметическихструктур, для прикладных задач в медицине, в частности в области адреснойдоставки лекарственных веществ внутри организма, и для технологическихзадач, например, гидрофобизация/гидрофилизация поверхностей. В своюочередь, адресная доставка лекарственных веществ, в том числе и молекул1ДНК, сегодня является актуальным и перспективным подходом для терапиисамых различных заболеваний, включая онкологические, нейродегенеративныеи т.д. Основными преимуществами данного подхода терапии являются:снижение лекарственных дозировок, уменьшение воздействия лекарственныхвеществ на здоровые клетки, точное воздействие на очаг заболевания и т.д.Создание и исследование новых функциональных супрамолекулярных,полимерных, нанокомпозитных и биомолекулярных наносистем на основекомплексов аминосодержащих соединений является актуальным направлениемнанотехнологий и ряда смежных областей фундаментальной науки ввидуспособности полиаминов формировать стабильные комплексы с различныминано- и микрообъектами, включая неорганические наночастицы благородныхметаллов , наночастицы оксидов переходных металлов, в частности, магнитныхоксидов железа, молекулы полианионов, включая ДНК, клеточные органеллы.Исследование процессов структурообразования, в которых участвуютмолекулы нуклеиновых кислот, представляется важным в связи с тем, что этимолекулы помимо биологической функции хранения и передачинаследственнойинформацииобладаютуникальнойструктурой,характеризуютсямеханическойпрочностьюифизико-химическойстабильностью, и поэтому являются перспективными для создания на их основеструктурных и функциональных элементов новых устройств и наноматериаловдля нанобиотехнологии.

Исследование процессов самоорганизации иобразования супрамолекулярных структур на основе комплексов молекул ДНКс амфифильными аминосодержащими молекулами и неорганическиминаночастицами актуально в настоящее время с практической точки зрения,поскольку может способствовать разработке новых невирусных химическихпереносчиков для эффективного направленного транспорта нуклеиновыхкислот через биологические мембраны, которые могут найти применение вгенной инженерии и терапии.Исследование процессов взаимодействия и структурообразования вбиомиметических системах, включающих границу раздела фаз мембранаводный раствор, наночастицы магнетита и полимеры (в частности, молекулыДНК), представляется интересным и важным для понимания механизмовпроцессов с участием биогенных наночастиц магнетита в живых системах, атакже для разработки методов дизайна и самомсборки новых функциональныхнаносистем типа нанокомпозитных пленок и магнитных везикул и капсул дляадресной и управляемой доставки лекарственных средств.Таким образом, разработка и исследование новых видов амфифильныхмолекул, а также функциональных композитных структур на их основе2являются актуальными и перспективным направлением биофизических ибиоинженерных исследований.В данной работе получены и исследованы ленгмюровские монослои наоснове рН-чувствительного липидоподобного соединениятранс-4,5ди(додецилоксикарбонил)-транс-2-морфолиноциклогексанол, синтезированы иисследованы амфифильный полиамин стеароилспермин и нанокомпозитныеструктуры на его основе: ленгмюровские монослои, пленки ЛенгмюраБлоджетт и мембранные везикулы – липосомы, функицонализированныемолекулами полиэлектролитов и неорганическими магнитными иэлектропроводящими наночастицами, а также проведены эксперименты покапсулированиюибесконтактномунетермическомувскрытиюсинтезированных нанокомпозитных мембранных везикул импульсамиэлектрического поля.

Результаты работы в перспективе могут бытьиспользованы для создания новых эффективных средств капсулирования иадресной управляемой доставки лекарственных веществ.Цели и задачи исследованияЦелью данной работы является создание и исследование новыхбиомиметических и биосовместимых функциональных наноматериаловвключая ленгмюровские монослои, пленки Ленгмюра-Блоджетт и липосомы наоснове биогенных липидов, синтетических аминосодержащих амфифильныхвеществ и их комплексов с полиэлектролитами и неорганическиминаночастицами, а также изучение эффектов изменения структурнофункциональных характеристик нанокомпозитных мембранных везикул поддействием импульсов электрического поля.Для достижения указанной цели в работе решались следующие задачи:1.

Получение ленгмюровского монослоя амфифильного рН-чувствительноголипидоподобного соединения – транс-4,5-ди(додецилоксикарбонил)-транс2-морфолиноциклогексанола (ТДТМ) и исследование влияния величины рНводной субфазы на структурно-функциональные характеристики монослояи соответствующих пленок Ленгмюра-Блоджетт.2. Получение ленгмюровского монослоя стеароилспермина и исследованиевзаимодействия монослоя с наночастицами магнетита и молекуламинативной ДНК, а также структуры соответствующих пленок ЛенгмюраБлоджетт.3. Разработка методов и получение новых мембранных везикул на основекомплексов молекул фосфатидилхолина и стеароилспермина, наночастицмагнетита и золота, полиэлектролитов, включая ДНК.34.

Выяснениевозможностейиспользованиясинтезированныхнанокомпозитных везикул для капсулирования модельного соединения.5. Изучение эффектов изменения структурно-функциональных характеристикнанокомпозитных мембранных везикул под действием сверхкороткихимпульсов электрического поля длительностью менее 10 нс.6.

Проведение комплексного экспериментального исследования структуры исвойств получаемых наноматериалов с использованием методовпросвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ), атомно-силовоймикроскопии (АСМ), ИК спектроскопии, динамического светорассеяния,кондуктометрии и электронного парамагнитного резонанса (ЭПР).Научная новизна исследованийВпервые получены и исследованы новые биомиметическиенаноструктуры на основе рН чувствительного амфифильного соединения,алифатического полиамина – стеароилспермина: нанокмпозитные монослои ипленки Ленгмюра-Блоджетт, а также липосомы и нанокомпозитныемембранные везикулы.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов диссертации