Диссертация (1144279), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Грант Правительства Российской Федерации №14.Z50.31.0004 длягосударственной поддержки научных исследований, проводимых подруководством ведущих ученых в российских образовательных учрежденияхвысшего профессионального образования, научных учреждениях государственных академий наук и государственных научных центрах РоссийскойФедерации (исполнитель);2.
Грант РНФ № 16-15-10252 «Разработка технологии мониторинга проницаемости васкулярных барьеров на основе мульти-масштабного анализапереходных процессов по данным оптических методов визуализации»14(2016-2018, исполнитель)3. Проектная часть госзадания в сфере научной деятельности №3.1586.2017/ПЧ при поддержке Минобрнауки РФ «Квантификация физических закономерностей регуляции кровотока в микроциркуляторнойсети методами оптического мониторинга и численного моделирования»(2017-2019, исполнитель)Степень достоверности полученных результатов обеспечивается применением современных методов исследования таких, как оптическая флуоресцентная микроскопия, оптическая конфокальная флуоресцентная микроскопия, сканирующая электронная микроскопия (СЭМ), трансмиссионнаяэлектронная микроскопия (ТЭМ). Основные результаты диссертационнойработы были опубликованы в высокорейтенговых научных журналах, пройдя независимую экспертную оценку (ACS applied materials & interfaces – IF– 7.504; Journal of Controlled Release IF – 7.786).
Представленные результатынаходятся в соответствии с результатами, полученными другими авторами,работающих в области нано- и биомедицинских технологий.Апробация работы. Основные результаты работы докладывались наследующих конференциях:1. Kurochkin M.A., Timoshina P.A., Fedosov I.V., Tuchin V.V.,” Study ofthermal source light spatial coherence” SFM 2011, Saratov State University,Saratov, Russia.2. Kurochkin M.A., Timoshina P.A., Fedosov I.V., Tuchin V.V.,”Particle ImageVelocimetry for blood micro circulate studies” SFM 2012, Saratov StateUniversity, Saratov, Russia.3. Kurochkin M.A, “ Cистема для прижизненной цифровой визуализациии микроанемометрии капиллярного кровотока”УМНИК, Устный доклад,SSU, Russia, 20134.
Kurochkin M.A., Fedosov I.V., Tuchin V.V.,” Real time Particle ImageVelocimetry for blood microcirculation studies” SFM 2013, Saratov StateUniversity, Saratov, Russia.5. Kurochkin M.A., Fedosov I.V., Tuchin V.V.,” Advanced digital imageprocessing for in vivo capillaries network flux analysis” SFM 2014, Saratov15State University, Saratov, Russia.6. Kurochkin M.A., Timoshina P.A., Fedosov I.V., Tuchin V.V.,” Advanceddigital image processing for in vivo analysis of blood flow in capillary network,”Asia Communications and Photonics Conference (ACP), China, Shanghai, 2014.7. Курочкин М.А., Тимошина П.А., Федосов И.В., Тучин В.В.,” Прижизненная цифровая микроскопия для анализа динамики кровотока в сетикапилляров,” VII Съезд Российского фотобиологического общества, Россия,пос.
Шепси, 2014.8. Е.С. Стюхина, М.А. Курочкин, И.В. Федосов, В.В. Тучин, Д.Э. Постнов,«Оценка динамических характеристик капиллярного кровотока методамиокклюзионной фотоплетизмографии и капилляроскопии», материалы VIIсъезда Российского фотобиологического общества, Пущино, 92 (2014)9. Kurochkin M.A., Fedosov I.V., Tuchin V.V., “Computational side of microcirculation assessment by PIV,” Saratov Fall Meeting – SFM’14 Microscopicand Low-Coherence Methods in Biomedical and Non-Biomedical ApplicationsVII, Russia, Saratov, 2015.Личный вклад. Большая часть экспериментальных результатов былаполучена лично соискателем, а также совместно с коллегами научных группв рамках сотрудничества при выполнении совместных проектов.
Вклад соискателя заключается в разработке и апробации методов магнитной адресации полимерных магнитных микрокапсул in vitro и in vivo, при помощимагнитного пинцета. Разработка и апробация методов магнитного захватаклеток, поглотивших магнитные микрокапсулы, в стеклянном капилляре.Разработка методов морфологического анализа васкулаторных сетей на основе корреляционных алгоритмов PIV анализа. Изготовление полимернойтрёхмерной микроструктурированной плёнки, с массивом микроконтейнеров на её поверхности и оптической системы лазерного ИК воздействиячерез многомодовое оптическое волокно, для задач фототермической активации групп микроконтейнеров в толще фантома мягких тканей.
Разработкаи апробация методов фототермической адресации биологически активныхвеществ к единичным клетка, на полимерной микроструктурированной клеточной положке.16Публикации. Основные результаты по теме диссертации изложены в12 печатных изданиях, рекомендованных ВАК.Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, трёхглав, заключения и двух приложений. Полный объём диссертации составляет 152 страницы с 59 рисунками Список литературы содержит 155 наименований.17Глава 1. Обзор литературы1.1Последовательная полиионная адсорбцияВ 1991 году Decher и др.
[42] представили метод послойного синтеза, молекулярно упорядоченных тонких плёнок, который основывался напоследовательной адсорбции (полиионная сборка) пар противоположно заряженных полианионов и поликатионов на подложке. Для этого матрица(твёрдая подложка, коллоидный частицы и т.д.), имеющую заряд на своейповерхности, опускается в раствор полиэлектролитов с противоположнымзарядом. Осаждение макромолекул полиэлектролитов на поверхности подложки происходит, за счёт электростатических сил и как следствие наблюдается перезарядка поверхности подложки.
Происходит насыщение адсорбции, что приводит к формированию молекулярного слоя.Рисунок 1.1 — Схематическое представление синтеза молекулярноупорядоченной полимерной плёнки при помощи метода последовательнойполиионной адсорбции [42].Погружая матрицу поочерёдно в противоположно заряженные растворы полиэлектролитов, формируются связи между противоположно заряженными ионными группами, что в результате приводит к формированию бислоёв полимерной плёнки толщиной в несколько нанометров. Таким образомвозможно контролировать толщину полимерной плёнки с высокой точностью, за счёт варьирования количества полимерных бислоёв.18После каждого этапа адсорбции полиэлектролитного слоя, подложкапромывается в растворителе (деионизированная вода и т.д.) для удаленияне адсорбированных макромолекул полиэлектролитов, чтобы избежать образования комплексов в исходном растворе.Рисунок 1.2 — График зависимости коэффициента поглощения (осьординат) плёнки (PSS/PDADMAC) от количества полиэлектролитныхбислоёв (ось абсцисс), в зависимости от концентрации солей NaCl врастворах данных полиэлектролитов.
Коэффициент поглощения измерялсяна длине волны 226 нм, поскольку спектр поглащения PSS, в водномрастворе, имеет пик на данной длине волны. [43]Увеличение коэффициента поглощения полиэлектролитной оболочки,в зависимости от количества полиэлектролитных слоёв, может происходитькак линейно, так и экспоненциально, в зависимости от количества соли врастворах полиэлектролитов и морфологических особенностей матрицы, накоторые наносятся данные полиэлектролитные слои [44].
Предполагается,что линейный рост коэффициента поглощения полимерной плёнки обуславливается одинаковым количеством адсорбирующихся полиэлектролитов, наоднородной поверхности матрицы. При низких концентрациях солей, полимерная плёнка равномерно формируется на поверхности матрицы, в товремя как увеличение концентрации солей в растворах полиэлектролитовприводит к увеличению толщины единичного адсорбированного слоя на19матрице, а также может приводить к формированию неровности на поверхности полимерной плёнки (Рисунок 1.3). Нелинейный рост коэффициентапоглощения полимерной плёнки может объяснятся наличием неровностейна поверхности матрицы, которые будут увеличиваться с каждой итерацией синтеза полимерной плёнки [43]. Соответственно данный эффект проявляется с ростом концентрации соли в растворах полиэлектролитов, какпоказано на рисунке 1.2.Рисунок 1.3 — Атомная силовая микроскопия поверхности(PSS/PDADMAC)10 плёнки с 10 бислоями полиэлектролитов приконцентрации 0.1М (а), 0.3М (б) и 1.0М (в) NaCl в растворахполиэлектролитов.
Размер каждого изображения - 5х5 мкм [43].Полимерную плёнку, из-за пластичности и малой толщины, возможноравномерно формировать на неоднородной матрице с различными неровностями, выпуклыми и вогнутыми элементами. Также полимерная плёнкаможет быть перенесена с одной поверхности на другую посредствам структурированной микропечати, что позволяет формировать полые микроконтейнеры в толще полимерной плёнки, как показано на рисунке 1.4.20Рисунок 1.4 — СЭМ изображения полимерных микроструктурированныхплёнок с массивами полых контейнеров на их поверхности, которые былисформированы посредствам микропечати (PSS/PDADMAC). Длямикропечати использовалась кремниевая подложка с круглыми,квадратными и коническими паттернами [21].1.2Полимерные микрокапсулыВ 1998 году, Сухоруков Г.Б.
и др., применили метод последовательнойполиионной адсорбции для формирования полимерной оболочки на коллоидных частицах (ядрах) [18]. В результате была достигнута возможностьформирования сферических полимерных микроносителей микрометровогоразмера, вида «ядро-оболочка», которые на сегодняшний день широко применяются для разработки систем целевой доставки биологически активныхвеществ.21Рисунок 1.5 — Схематическое представление синтеза полых многослойныхмикрокапсул методом последовательной адсорбции разнозаряженныхполиэлектролитных слоёв [45].Как правило, полимерная полиэлектролитная оболочка является герметичной для высокомолекулярных соединений (молярная масса более 5кДа), однако для низкомолекулярных соединений полиэлектролитная оболочка остаётся проницаемой.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
