Биотехносфера №6/2014

Лучинин В. В. Междисциплинарная платформа «Биотехносфера» в СПбГЭТУ «ЛЭТИ»

СПбГЭТУ «ЛЭТИ» в рамках реализации приоритетного научно-образовательного направления «Технологии превосходства и обучение для следующей генерации человеческого капитала» сформировал Программу обеспечения глобальной конкурентоспособности университета в области прорывных технологий, инновационной продукции и профессионально ориентированных образовательных услуг. Одним из основных тематических блоков этой программы была определена платформа «Биотехносфера».

Ключевые слова: биотехносфера, междисциплинарные исследования, образовательный комплекс, социально ориентированная медицина.

Карасев В. А. Конструирование лигандов маркерных белков для диагностики инфаркта миокарда на основе принципа комплементарности

В целях разработки лигандов маркерных белков инфаркта миокарда (миоглобина, тропонинов и креатинфосфокиназы) для диагностических микрочипов проведен анализ пространственной структуры этих белков. В результате в качестве лигандов предложены: для миоглобина — последовательность аминокислот из области 69-78; для тропонинов — фрагмент тропонина Т с 223-й аминокислоты по 260-ю. Для креатинфосфокиназы предложено сшивать субъединицы гетеродимера и использовать их в качестве лигандов целиком путем прикрепления к подложке. Предложенные лиганды испытываются экспериментально в процессе создания микрочипов.

Ключевые слова: конструирование лигандов, принцип комплементарности, маркерные белки, микрочипы, диагностика инфаркта миокарда.

Мошников В. А., Александрова О. А., Дробинцева А. О., Кветной И. М., Крылова Ю. С, Мазинг Д. С, Матюшкин Л. Б., Мусихин С. Ф., Полякова В. О., Рыжов О. А. От лазерной оптической микроскопии до флуоресцентной микроскопии высокого разрешения. Коллоидные квантовые точки - биомаркеры, в поисковых научных исследованиях

Проведен обзор этапов развития и методов оптической флуоресцентной микроскопии. Рассмотрены методы, обеспечивающие разрешение на наноуровне, включая методы 4Рi-микроскопии, STORM-, STED- и PALM-методы, а также методы с использованием ферстеровского резонансного переноса энергии. Приведены классификация флуорофоров и результаты их сравнения с коллоидными квантовыми точками с позиции применения в биологии и медицине. Описано, как метод синтеза коллоидных квантовых точек применяется в поисковых научных исследованиях.

Ключевые слова: лазерная сканирующая оптическая микроскопия, флуоресцентная микроскопия высокого разрешения, коллоидные квантовые точки, флуорофоры, фотодинамическая терапия.

Гареев К. Г. Коллоидные наночастицы на основе диоксида кремния с оболочкой оксида железа для биомедицины

В настоящее время среди перспективных магнитных материалов следует особо выделить наноструктурированные композиты в виде коллоидных частиц, которые синтезируются химическими методами. Такие материалы могут использоваться в биомедицине в качестве контрастирующих агентов для магниторезонансной томографии и препаратов гипертермической терапии. Развитие технологии химического синтеза неорганических коллоидных нанокомпозитов с внешней магнитной оболочкой, обладающих магнитным гистерезисом при сохранении седиментационной устойчивости и эффективности спин-спиновой релаксации протонов воды, создает условия для реализации нового этапа поисковых исследований.

Ключевые слова: магнитные композиты, золь-гель-метод, коллоидные растворы, наночастицы, ядерный магнитный резонанс, магнитный гистерезис, агрегативная устойчивость.

Муратова Е. Н. Микро- и наноразмерные 3D-упорядоченные капиллярные матрицы на основе анодного оксида алюминия

Системно упорядочены основные технологические параметры, определяющие искусственное формирование и самоформирование пористых мембран на основе оксида алюминия электрохимическим анодированием алюминиевой фольги (около 10 мкм) с заданными структурно-геометрическими и топологическими параметрами пор-капилляров микро- (5—20 мкм) и наноразмеров (20—220 нм). Предложена технология создания ростовых платформ для биомедицинской экспресс-диагностики патогенных бактерий с использованием полученных капиллярных нанопористых мембран. Показано, что созданный нанопористый материал экранирует ИК-излучение диапазона 8-14 мкм, что соответствует спектральной области теплового излучения биообъектов. Изготовленные свободные наноразмерные капиллярные маски-мембраны на основе анодированной алюминиевой фольги обеспечивают пространственно локализованный транспорт потоков заряженных ионов высоких энергий с экспериментально установленным коэффициентом прохождения более 60 %.

Ключевые слова: пористые материалы, нанопористый оксид алюминия, электрохимическое анодирование, мембраны, микробиология, оптическое поглощение, ионные пучки.

Зимина Т. М., Гвоздев Ю. А., Ширинян Т. В. Лаборатории-на-чипе: современное состояние

Приводится аналитический обзор научных публикаций по теме «Лаборатории-на-чипе» за период 2011— 2014 гг., включающих классификацию по типу решаемых задач и по странам, где были представляющие интерес материалы.

Ключевые слова: лаборатории-на-чипе, биосенсоры, портативные диагностические приборы, органы-на-чипе, клеточные технологии.

Афанасьев П. В., Бохов О. С, Лучинин В. В. Кластер гибкой печатной технологии

Технологии превосходства (т. е. непредвиденные, прорывные, критические технологии) характеризуются совокупностью наиболее часто связанных с ними определений— «междисциплинарные», «конвергентные», «бионические», «когнитивные», «атомно- и наноразмерные», «квантово-информационные», «спин-волновые». Целью настоящей работы является представление формируемого Санкт-Петербургским государственным электротехническим университетом «ЛЭТИ» нового научно-технологического базиса для создания изделий микро- и нанотехники, в основе которого лежат гибкость и (или) трехмерность субстрата, гетерогенность или конвергентность используемых композиций и мультидисциплинарный органо-неорганический интерфейс.

Ключевые слова: микро- и нанотехника, гибкая печатная электроника, кластер, прототипирование, производство.

Гареев Г. 3., Лучинин В. В. Применение ТГц-излучения для обеспечения жизнедеятельности человека

В терагерцовом диапазоне (0,1-30 ТГц) находятся линии вращательных переходов молекул, а также колебательные и колебательно-вращательные переходы больших молекул (в том числе органических), что позволяет селективно воздействовать на них. Целью данной работы являлось изложение базовых положений для принятия решений о применении ТГц-излучения в биологии, медицине и для обеспечения безопасности человека.

Ключевые слова: терагерцевое излучение, ИК-спектроскопия, томография, ДНК, наночастицы, взрывчатые вещества, наркотики, системы сканирования.

Лучинин М. В., Хмельницкий И. К. Междисциплинарная биологическая составляющая в образовательном процессе подготовки бакалавров и магистров по техническим направлениям с приставкой «нано»

Рассмотрена междисциплинарная биологическая составляющая в образовательном процессе подготовки бакалавров и магистров по направлениям «Нанотехнологии и микросистемная техника» и «Электроника и наноэлектроника», реализуемая на базе Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета (СПбГЭТУ «ЛЭТИ») с учетом необходимости формирования технологической культуры нового поколения в рамках развития междисциплинарных научных исследований и разработок, ориентированных на биотехносферу.

Ключевые слова: нанотехнология, техническое образование, биология, бионика,  междисциплинарное образование.