КАРТОЧКА ПРОЕКТА,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ


Номер 17-12-01386

НазваниеИзучение взаимодействия вирионов гриппа с поверхностью кремниевых наноструктур для экспресс диагностики вирусных инфекций

РуководительОсминкина Любовь Андреевна, Кандидат физико-математических наук

Организация финансирования, регионфедеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени M.В.Ломоносова", г Москва

Года выполнения при поддержке РНФ2017 - 2019

КонкурсКонкурс 2017 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 02 - Физика и науки о космосе, 02-204 - Нано- и микроструктуры

Ключевые словананотехнологии, сенсоры, вирусы, грипп, респираторные вирусы

Код ГРНТИ76.13.15


СтатусУспешно завершен


 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ


Аннотация
Ввиду постоянного роста числа вирусных респираторных заболеваний, в особенности среди школьников и детей, отсутствия специфических лекарств и, как следствие, вызываемого значительного социально-экономического ущерба, встает острый вопрос о разработке новых методов ранней экспресс диагностики и контроля распространения вирусных заболеваний, резистентных к терапии. Проект направлен на изучение взаимодействия вирионов гриппа с поверхностью кремниевых наноструктур с целью создания высокочувствительного сенсора вирусов гриппа. Чувствительным элементом сенсора будут являться слои кремниевых нанонитей (КНН), которые предлагается изготавливать методом электрохимического, металл-стимулированного химического травления (МСХТ), пластин кристаллического кремния заданного уровня легирования, а также сочетанием двух методов получения образцов (электрохимическое травление, а затем МСХТ). Отработка указанных методов изготовления образцов позволит достаточно легко, дешево и воспроизводимо получать образцы, обладающие заданными структурными, электронными и оптическими свойствами и удельной площадью поверхности более 400 м2/г, что делает их высокочувствительными в сенсорных и сорбционных применениях. Ранее авторами проекта было обнаружено неспецифическое связывание ряда оболочечных, в том числе респираторных, вирусов с кремниевыми наночастицами. Проведенные микроскопические и биологические эксперименты подтвердили эффективность сенсорных и сорбционных свойств образцов КНН. В настоящей работе будет проводится изучение структурных и электрических свойств образцов КНН и изучение влияния этих свойств на эффективность связывания вирионов гриппа с их поверхностью; будут найдены условия максимальной чувствительности электрических свойств сенсора на основе КНН, при этом специфичность взаимодействия наноструктур и вирионов будет достигаться путем функционализации поверхности КНН антителами к вирусам гриппа. Наличие опыта работы в представленной в заявке междисциплинарной научной группы как в направлении производства КНН и изучении их физико-химических свойств, так и в исследованиях вирусов гриппа, предполагает оптимальное достижение представленных в проекте задач.

Ожидаемые результаты
Посредством варьирования параметрами изготовления кремниевых наноструктур (различные методы или их сочетание) будут получены наноструктуры с различными структурными и электрическими свойствами. Будет изучено влияние структурных свойств кремниевых наноструктур на эффективность сорбции на их поверхность вирионов гриппа. Будет изучено влияние сорбции вирионов на изменение электрических свойств изготовленных образцов (изменение сопротивления наноструктур). Будет отработан метод покрытия исследуемых наноструктур кремния антителами специфичными к вирусу гриппа H1N1. Будут изучено неспецифическое и специфическое связывание вирусов гриппа с поверхностью кремниевых наноструктур. Впервые будет продемонстрирована возможность диагностики вирусов гриппа в воздухе и в жидкости при помощи чувствительного элемента на основе кремниевых наноструктур. Впервые будут получены образцы сенсоров на основе кремниевых нанонитей, обладающие быстродействием (время отклика не более 3 мин) и высокой чувствительностью (не хуже 10 вирионов в 1 см3 воздуха). Полученные научные результаты и разработанные основы технологии создания сенсоров для диагностики и контроля распространения гриппа внесут важный вклад в решение ключевых задач сохранения здоровья населения, особенно детей, а также снижения социально-экономического ущерба от вирусных заболеваний в России.


 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ


Аннотация результатов, полученных в 2017 году
1) Изготовлены образцы кремниевых наноструктур в виде пленок пористого кремния (PSi), окисленных пленок пористого кремния (PSi-ox), массивов пористых кремниевых нанонитей (HD-SiNWs), массивов непористых кремниевых нанонитей (LD-SiNWs), пленок двойной пористости (DPSi). Были всесторонне исследованы структурные и физические свойства полученных образцов с помощью методов электронной микроскопии, спектроскопии комбинационного рассеяния света (КРС), инфракрасной спектроскопии и проч. Отметим, что в работе впервые был предложен метод изготовления слоев пористого кремния двойной пористости DPSi. 2) Показано, что образцы образцы DPSi и HD-SiNWs обладают эффективной фотолюминесценцией (ФЛ) в видимой области спектра, чувствительной к молекулярному окружению. Продемонстрирована возможность создания на их основе многоразовых оптических сенсоров. http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/pssa.201700565/full 3) Впервые предложен новый способ получения ФЛ HD-SINWs путем металл-стимулированного химического травления металлургического кремния, полученного из остатков производств пластин c-Si. Было показано, что полученные нанонити также характеризуются эффективной ФЛ в красной области спектра и могут найти свое применение для визуализации биообъектов. http://iopscience.iop.org/article/10.1088/2053-1591/aa8c33/meta 4) Изучено неспецифическое связывание вирионов гриппа H1N1 с поверхностью полученных кремниевых наноструктур в сериях биологических и физических экспериментов. Доказано, что наилучшей неспецифической сорбцией вирионов обладают подложки кремниевых образцов с двойным пористым слоем DPSi. Впервые предложено и показана эффективность использования пленок DPSi в качестве оптических сенсоров на микробиологические объекты. http://jes.ecsdl.org/content/164/12/B581.short 5) Изучены цитотоксические свойства изготовленных образцов наноструктур кремния. Показано, что после автоклавирования наноструктур они становятся полностью биосовместимыми: живые клетки культивируются на их поверхности так же, как и на специально предназначенном для этого культуральном пластике. 6) Создана экспериментальная установка, позволяющая в режиме реального времени изучать сенсорный отклик от образцов наноструктур при их нахождении в воздушной среде с вирионами. 7) Разработан прототип сенсора на вирусы на основе DPSi. Произведен расчет электрической схемы детектирования вирусов. Проведено измерение импеданса разработанного сенсорного элемента, в том числе при неспецифической сорбции на его поверхность вирусов H1N1. Установлено четкое понижение адмиттанса/емкости сенсорного элемента примерно на 15%. на частоте 500 КГц при сорбции вирионов. Таким образом, в работе установлена чувствительность импеданс-отклика сенсорного элемента на основе DPSi к нахождению в воздушной среде с вирионами H1N1.

 

Публикации

1. Георгобиани В.А., Гончар К.А., Зверева Е.А., Осминкина Л.А. Porous Silicon Nanowire Arrays for Reversible Optical Gas Sensing Physica Status Solidi A: Applications and Materials Science, 1700565-1-5 (год публикации - 2017).

2. Гонгальский М.Б., Коваль А.А., Шевченко С.Н., Тамаров К.П., Осминкина Л.А. Double Etched Porous Silicon Films for Improved Optical Sensing of Bacteria Journal of The Electrochemical Society, 164 (12), B581-B584 (год публикации - 2017).

3. Козлов Н.К., Наташина У.А., Тамаров К.П., Гонгальский М.Б., Соловьев В.В., Кудрярцев А.А., Сиваков В., Осминкина Л.А. Recycling of silicon: From industrial waste to biocompatible nanoparticles for nanomedicine MATERIALS RESEARCH EXPRESS, Том: 4 Выпуск: 9, стр. 095026-1-6, (год публикации - 2017).


Аннотация результатов, полученных в 2018 году
Получены необходимые для проведения экспериментов образцы в достаточном количестве (более 1000 штук). Проверены свойства воспроизводимости структурных и оптических свойств от образца к образцу и от партии к партии. Установлено, что получаемые образцы пористого кремния двойной пористости (DPSi) обладают достаточно хорошей воспроизводимостью по данным микроскопии и оптической спектроскопии. Проведены серии экспериментов для оценки быстроты отклика и чувствительности изготовленных сенсоров на основе кремниевых наноструктур методами электронной микроскопии, оптической спектроскопии и измерений импеданса электрического контура на основе DPSi. Показано, что частицы вирионов эффективно не специфически сорбируются из вирусосодержащей жидкости или из воздушного потока (с использованием разработанной на 1 году работы по проекту экспериментальной установки) на образцы кремниевых наноструктур, что подтверждается проделанными сериями физических и биологических экспериментов: согласно полученным микрофотографиям сканирующей (СЭМ) и просвечивающей (ПЭМ) замечено, что вирионы прикрепляются к пористой поверхности наноструктур, что объяснено Ван-Дер-Ваальсовым взаимодействием между пористыми наночатицами и развитой поверхностью вирионов. Подсчет титра вируса после взаимодействия с наноструктурами кремния также продемонстрировал падение титра на два порядка после неспецифического взаимодействия с наноструктурами кремния. Вместе с тем было выявлено, что после сорбции на поверхность наноструктур вирионов H1N1 наблюдается значительный сдвиг интерференционных полос в ИК спектрах образцов, что также свидетельствует о чувствительности оптических свойств образцов к наличию на их поверхности вирусных частиц. Показано, что наноструктуры кремния со слоем золота на поверхности, также могут быть использованы как оптические сенсоры, работающие на основе эффекта гигантского комбинационного рассеяния света (ГКР). Измерены импеданс-характеристики образцов DPSi. Представлены измерения частотной зависимости импеданса и угла сдвига фаз при разных температурах образца DPSi. Показано, что в структурах наблюдается отрицательный сдвиг фаз, что говорит о ёмкостном характере реактивного сопротивления в DPSi и его слабой зависимость от температуры. Построенные из спектров годографы имеют переменный радиус, что говорит, о дополнительном RC-контуре в образцах. Таким образом, построена эквивалентная электрическая схема образца, которая представляет собой параллельно соединенные R и C. Проверена эффективность сорбции вирионов на поверхность разработанных сенсоров с помощью распыления аэрозоля с вирусными частицами; показано, что сенсорный отклик устанавливается за время около 1-2 минут, а чувствительность изготовленных сенсоров на основе кремниевых наноструктур достигает 10 вирионов на мл объема распылительной камеры. Эффективность сенсора проверена при их многоразовом (5 раз) использовании, установлено, что воспроизводимость результатов при промывке сенсорного элемента раствором этанола – не хуже 5%. Собран электрический контур, где сигнал от сенсорной структуры передается бесконтактно на расстоянии 3 см за счет индуктивной связи со считывающим устройством. Показано, что результаты, полученные с помощью бесконтактного считывания аналогичны результатам, полученным с помощью прямого включения сенсорного элемента в цепь измерителя амплитудно-частотных характеристик. Представлена зависимость сенсорного отклика (сдвига резонансной частоты) от концентрации вирионов в объеме. Проведены работы по функционализации поверхности кремниевых наноструктур специфическими белками, избирательно связывающими вирусы гриппа: антителами или рецепторными аналогами. Проведено исследование связывающей способности специфических антител к гемагглютинину Н1 вируса гриппа А с препаратом вируса гриппа H1N1: показано специфическое связывание моноклональные антитела с вирусом. Произведен выбор условий выявления вируса гриппа H1N1 в ходе иммунохимических реакций. Произведена иммобилизация антител на поверхности DPSi. Проведен ряд экспериментов по сорбции модельных пАт и целевых специфических мАт на поверхность DPSi с использованием подобранных в ИФА условий. Изучена ковалентная сорбция антител на поверхности пористого кремния посредством химической модификации поверхности: отмечено, что функционализация поверхности аминогруппами с последующим взаимодействием с глутаровым альдегидом для создания альдегидных групп для последующего взаимодействия с аминограппами антител приводит к более высокому аналитическому сигналу (оптической плотности) по сравнению с методикой, где не использовали стадию обработки глутаровым альдегидом. Проведено изучение стабильности иммобилизованных антител на поверхности DPSi при хранении: показано, что пластинки не теряют свойств при хранении в течение 7 суток при температуре 37оС считают эквивалентным хранению в течение года при 4оС, что является перспективным для создания на их основе сенсоров на вирусы. По результатам работ написано 4 статьи в рецензируемых высокорейтинговых журналах (две статьи опубликовано в Q1, две статьи находятся на стадии рецензирования в Q1); результаты одной статьи по работам проекта вынесены на обложку журнала Q1. Результаты работ представлены в 11 докладах на международных научных конференциях (5 устных и 6 постерных доклада); освещены в интервью в СМИ. К работам активно привлечены студенты и аспиранты.

 

Публикации

1. - Физики из МГУ создали основу для высокочувствительных газовых датчиков Пресс-служба МГУ им. М.В. Ломоносова, https://onlinelibrary.wiley.com/toc/18626319/2018/215/1 (год публикации - ).

2. U. A. NATASHINA, S. N. SHEVCHENKO, M. BURKHARDT, E. V. SHEVAL, C. GROSSE, A. L. NIKOLAEV, A. V. GOPIN, U. NEUGEBAUER, A. A. KUDRYAVTSEV, V. SIVAKOV, L. A. OSMINKINA ANTIMICROBIAL EFFECT OF BIOCOMPATIBLE SILICON NANOPARTICLES ACTIVATED BY THERAPEUTIC ULTRASOUND Porous Semiconductors-Science and Technology 2018, ABSTRACT BOOK, - (год публикации - 2018).

3. Вероника А. Георгобиани, Кирилл А. Гончар, Елена А. Зверева, Любовь А. Осминкина Front cover page: Porous Silicon Nanowire Arrays for Reversible Optical Gas Sensing PHYSICA STATUS SOLIDI A-APPLICATIONS AND MATERIALS SCIENCE, 2018 (год публикации - 2018).

4. Г. З. ГВИНДЖИЛИЯ, К. П. ТАМАРОВ, М. Б. ГОНГАЛЬСКИЙ, А. В. ПАВЛИКОВ, В. СИВАКОВ, А. А. КУДРЯВЦЕВ, Л. А. ОСМИНКИНА BIODEGRADABLE LUMINESCENT POROUS SILICON NANOWIRES AS SENSITIZERS OF RADIOFREQUENCY HYPERTHERMIA Porous Semiconductors-Science and Technology 2018, ABSTRACT BOOK, - (год публикации - 2018).

5. Дмитрий Якимчук, Егор Канюков, Виктория Бундюкова, Любовь Осминкина, Штеффен Тейхерт, Сергей Демьянов, Владимир Сиваков Silver nanostructures evolution in porous SiO2/p-Si matrices for wide wavelength surface-enhanced Raman scattering applications MRS Communications, Volume 8, Issue 1 March 2018 , pp. 95-99 (год публикации - 2018).

6. К. А. ГОНЧАР, В. А. ГЕОРГОБИАНИ, Е. А. ЗВЕРЕВА, Л. А. ОСМИНКИНА POROUS SILICON NANOWIRE ARRAYS FOR REVERSIBLE OPTICAL GAS SENSING Porous Semiconductors-Science and Technology 2018, ABSTRACT BOOK, - (год публикации - 2018).

7. К. А. ГОНЧАР, В. Ю. КИТАЕВА, Г. А. ЖАРИК, Л. А. ОСМИНКИНА STRUCTURAL AND OPTICAL PROPERTIES OF SILICON NANOWIRE ARRAYS FABRICATED BY METAL ASSISTED CHEMICAL ETCHING WITH AMMONIUM FLUORIDE Porous Semiconductors-Science and Technology 2018, ABSTRACT BOOK, - (год публикации - 2018).

8. К.А.Гончар, В.Ю.Китаева, Г.А. Жарик, А.А. Елисеев, Л.А.Осминкина Structural and Optical Properties of Silicon Nanowire Arrays Fabricated by Metal Assisted Chemical Etching with Ammonium Fluoride Frontiers in Chemistry: Chemical Engineering, - (год публикации - 2019).

9. Н. К. КОЗЛОВ, У. А. НАТАШИНА, К. П. ТАМАРОВ, М. Б. ГОНГАЛЬСКИЙ, В. В. СОЛОВЬЕВ, А. А. КУДРЯВЦЕВ, В. СИВАКОВ, Л. А. ОСМИНКИНА RECYCLING OF SILICON: FROM INDUSTRIAL WASTE TO BIOCOMPATIBLE NANOPARTICLES FOR NANOMEDICINE Porous Semiconductors-Science and Technology 2018, ABSTRACT BOOK, - (год публикации - 2018).

10. Ольга Жуковская, Изабелла Джолан Ян, Светлана Шевченко, Любовь Осминкина, Карина Вебер, Дана Сиалла-Май, Юрген Попп SERS based detection of Pseudomonas aeruginosa metabolite pyocyanin in water and respiratory tract body fluids International Conference on Raman Spectroscopy (ICORS 2018): Abstract Book, - (год публикации - 2018).

11. Осминкина Л.А., Шевченко С.Н., Наташина У.А., Гончар К.А., Гонгальский М.Б., Кропоткина Е.А., Кудрявцев А.А., Гамбарян А.С. НЕСПЕЦИФИЧЕСКОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ВИРУСОВ ГРИППА С КРЕМНИЕВЫМИ НАНОСТРУКТУРАМИ ДЛЯ БИОСЕНСОРИКИ Сборник тезисов докладов научной конференции "Ломоносовские чтения-2018". Секция Физики, - (год публикации - 2018).

12. П.В. МАКСИМЧИК, К.П. ТАМАРОВ, Е.В. ШЕВАЛ, Е. ТОЛСТИК, Т. ТОЛСТИК, В. СИВАКОВ, Б. ЖИВОТОВСКИЙ, Л.А. ОСМИНКИНА SILICON NANOCONTAINERS LOADED WITH CHEMOTHERAPEUTIC DRUGS ACTIVATE APOPTOSIS IN TUMOR CELLS Porous Semiconductors-Science and Technology 2018, ABSTRACT BOOK, - (год публикации - 2018).

13. С. Н. Шевченко, О. Жуковская, А. А. Кудрявцев, В. Сиваков, Л. А. Осминкина SURFACE‐ENHANCED RAMAN SCATTERING ON GOLD NANOPARTICLES / POROUS SILICON FOR BIOSENSOR APPLICATIONS 4TH INTERNATIONAL CONFERENCE CURRENT TRENDS IN CANCER THERANOSTICS, - (год публикации - 2018).

14. С. Н. ШЕВЧЕНКО, О. ЖУКОВСКАЯ, Н. К. КОЗЛОВ, Е. Ю. КАНЮКОВ, В. СИВАКОВ, Л. А. ОСМИНКИНА SURFACE-ENHANCED RAMAN SCATTERING ON GOLD-COATED POROUS SILICON Porous Semiconductors-Science and Technology 2018, ABSTRACT BOOK, - (год публикации - 2018).

15. Шевченко С. Н., Жуковская O., Козлов Н. К. Гончар К. А., Божьев И. В., Осминкина Л. А. ВЫСОКОЧУВСТВИТЕЛЬНЫЕ КРЕМНИЕВЫЕ КОМПОЗИТНЫЕ SERS ПОДЛОЖКИ AU/PSI, AU@AG/PSI ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ В БИОСЕНСОРИКЕ Сборник тезисов докладов научной конференции "Ломоносовские чтения-2018". Секция Физики, - (год публикации - 2018).


Аннотация результатов, полученных в 2019 году
Отработана методика функционализации поверхности кремниевых наноструктур антителами, специфичными к вирусу гриппа H1N1. Для химической модификации поверхности кремниевых нанонитей на первой стадии использовали 3-аминопропил(диэтокси)метилсилан (APDMES), а на следующей - глутаровый альдегид. Это позволяло ввести на поверхность реакционноспособные альдегидные группы, которые на следующем этапе вступали во взаимодействие с аминогруппами в составе моноклональных антител, специфически распознающих вирусы гриппа. Таким образом кремниевые наноструктуры покрывались слоем химически связанных с поверхностью антител, которые выступали в качестве улавливающих вирус гриппа агентов. Получена зависимость наблюдаемого сигнала (оптическая плотность) от концентрации вируса при взаимодействии его со специфическими антителами, составляющими поверхностный слой функционализированных кремниевых наноструктур. Изучена стабильность антител на поверхности наноструктурированного кремния. Показано, что функционализированные антителами пластинки сохраняют свои свойства при их хранении в течение 1-2 месяцев при 4оС на воздухе. Исследована сорбционная активность кремниевых наноструктур при сорбции вирусов с применением комплекса методов: сканирующая и просвечивающая электронная микроскопия, динамическое рассеяние света (ДРС), ИФА, а также эксперименты in-vitro. Связывающую способность тестировали как для наночастиц пористого кремния размером 100-300 нм, так и для пленок пористого кремния размером 1-4 мм. Для этого пленки или порошки наноструктур инкубировали в растворе, содержащим вирионы, с последующим удалением образовавшихся с частицами или пленками комплексов путем центрифугирования. Показано, что максимальная сорбция вирусов достигается в первые 20 минут взаимодействия суспензий вирусов с наноструктурами. Сделана оценка сорбционной емкости наноструктур, показано ее увеличение с увеличением удельной площади поверхности образцов. Методами просвечивающей и сканирующей электронной микроскопии проведена визуализация частиц вирусов на поверхности наноструктур и при взаимодействии с наночастицами кремния. Полученные данные свидетельствуют об эффективном неспецифическом взаимодействии наноструктур кремния в виде пористых пленок, пористых нанонитей или наночастиц, характеризующихся размерами пор 2-10 нм и вирусов гриппа. Предполагается, что причиной взаимодействия могут быть силы Ван-дер-Ваальса, а также сцепление гликопротеиновых рецепторов вирусов с порами наноструктур. Разработан оптический сенсор на вирусы H1N1 на основе наноструктур в виде пористых нанонитей кремния (КНН). КНН представляют собой массив пористых нанонитей с размерами пор 5-10 нм, и расстоянием между нанонитями около 100 нм. Показана эффективная неспецифическая сорбция вирусов H1N1 на пористые КНН с толщиной пористого слоя 100-200 нм. Сенсорный отклик достигался за счет изменения фазы интерференционных полос в спектрах отражения образцов при сорбции вирусов, что свидетельствует также об изменении эффективного показателя преломления пленок при заполнении пор наноструктур вирусами. Рассчитанный с помощью модели Бруггемана фактор заполнения вирусами пор составил 0,25. Разработан оптический сенсор на вирусы H1N1 на основе наноструктур в виде пленок макропористого кремния. Поверхность пленок функционализировалась антителами для обеспечения специфической сорбции вирусов. Сенсорный отклик достигался за счет изменения фазы интерференционных полос в спектрах отражения образцов при сорбции вирусов, что свидетельствует также об изменении эффективного показателя преломления пленок (оптической толщины образца 2nL). Получена концентрационная зависимость отклика сенсора –увеличение оптической толщины образца с увеличением концентрации вируса, подтвержденная также данными ИФА. Концентрация вирусов изменялась в диапазоне от 10 до 500 микрограмм/мл. Разработан электрический сенсор на вирусы H1N1 на основе наноструктур в виде пористых слоев кремния двойной пористости. Изучено влияние резонансной частоты на чувствительность и селективность электрического сенсора в диапазоне от 100 кГц до 1 ГГц. Показано, что максимальная добротность и чувствительность сенсора достигается при частотах близких к 200 МГц. Изучение параметров бесконтактной передачи сенсорного отклика показало, что такой метод приводит к существенному уменьшению добротности и чувствительности сенсора, поэтому предпочтительно использовать сенсорный элемент без системы бесконтактного сопряжения, учитывая портативность и самого элемента, и используемого анализатора цепей. Создан экспериментальный образец электрического сенсора вирусов гриппа H1N1 на основе кремниевых наноструктур. Концентрация вирусов изменялась в диапазоне от 0.1 до 1000 мл-1. Показано, что значения чувствительности сенсора близки (в пределах 20%) для структур с покрытия антителами и без них, что обусловлено особенностями морфологии, а именно размером пор, близких к размеру вирусов, и наличием шероховатостей на поверхности, обепечивающи эффективеую неспецифическую сорбцию вирионов. Дополнительные исследования: Поведено исследование неспецифического взаимодействия вирусов различных типов с наноструктурами кремния методом динамического светорассеяния (ДРС) и in-vitro измерения падения титра вирусов после взаимодействия с наночастицами кремния. На основании полученных данных доказано, что что огромная удельная поверхность наноструктур кремния обеспечивает эффективное связывание вирионов. Этот эффект является универсальным для различных типов вирусов, и может быть использован для создания сенсора на различные типы вирусов. Также были измерены спектры ГКР вирусосодержащих растворов, сорбированных на плазмонные наноструктуры золота. Сделан вывод о том, что такие структуры могут потенциально выступать в роли ГКР-активных нано-сенсоров для диагностики вирусов. По результатам работ в 2019 году написано 6 статей в рецензируемых журналах (три статьи опубликовано в Q1, три статьи находятся на стадии рецензирования). Результаты работ представлены в 10 докладах на международных научных конференциях (5 устных и 5 постерных доклада); освещены в интервью в СМИ. К работам активно привлечены студенты и аспиранты.

 

Публикации

1. - В МГУ создан наноматериал для экспресс-диагностики синегнойной палочки страница РНФ, https://doi.org/10.1016/j.talanta.2019.04.047 (год публикации - ).

2. - Ученые МГУ: пористый нанокремний поможет в борьбе с раком РНФ, https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsbiomaterials.9b01292 (год публикации - ).

3. - Российские ученые нашли безопасный способ получения кремниевых нанонитей РНФ, https://doi.org/10.3389/fchem.2018.00653 (год публикации - ).

4. - Учёные МГУ создали наноматериал для экспресс-диагностики синегнойной палочки МГУ научные новости, https://doi.org/10.1016/j.talanta.2019.04.047 (год публикации - ).

5. - Учёные МГУ: Пористый нанокремний поможет в борьбе с раком МГУ научные новости, https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsbiomaterials.9b01292 (год публикации - ).

6. Алексеева Е.А., Шевченко С.Н., Божьев И.В., Шемухин А.А., Кудрявцев А.А., Осминкина Л.А. Зависимость роста клеток на пленках пористого кремния от химического состава их поверхности Конференция "Ломоносов". Тезисы доклады., - (год публикации - 2019).

7. Жуковская Ольга, Агафилушкина Светлана, Сиваков Владимир, Вебер Карина, Сиала-Мей Дана, Осминкина Любовь, Юрген Попп Rapid detection of the bacterial biomarker pyocyanin in artificial sputum using a SERS-active silicon nanowire matrix covered by bimetallic noble metal nanoparticles Talanta, Volume 202, Pages 171-177 (год публикации - 2019).

8. К.А. Гончар, А.С. Федотов, Д.А. Русак, Л.А. Осминкина Thermoelectric and electron transport properties of silicon nanowires obtained by metal-assisted chemical etching European Materials Research Society Spring Meeting 2019, - (год публикации - 2019).

9. К.А. Гончар, Д.В. Моисеев, И.В. Божьев, Л.А. Осминкина The influence of hydrogen peroxide concentration on the structural and optical properties of porous silicon nanowires produced by MACE European Materials Research Society Spring Meeting 2019, - (год публикации - 2019).

10. К.А. Гончар, И.В. Божьев, А.А. Елисеев, Л.А. Осминкина The effect of the pH values of the NH4F: H2O2 solutions on the structural and optical properties of silicon nanowires European Materials Research Society Spring Meeting 2019, - (год публикации - 2019).

11. К.А. Гончар, С.Н. Агафилушкина, Д.В. Моисеев, И.В. Божев, А.А. Маныкин, Е.А. Кропоткина, А.С. Гамбарян, Л.А. Осминкина H1N1 influenza virus interaction with a porous layer of silicon nanowires Materials Research Express, https://doi.org/10.1088/2053-1591/ab7719 (год публикации - 2020).

12. Л.А. Осминкина, М.Б. Гонгальский, У.А. Наташина, Г.З. Гвинджилия, А.П. Свиридов, С.Н. Агафилушкина, К.П. Тамаров, А.А. Кудрявцев Physical methods of cancer theranostics by using biodegradable porous silicon nanoparticles European Materials Research Society Spring Meeting 2019, - (год публикации - 2019).

13. Л.А. Осминкина, С.Н. Агафилушкина, М.Б. Гонгальский, У.А. Наташина, Н.Ю. Саушкин, Е.А. Кропоткина, А.А. Кудрявцев, Ж.В. Самсонова, А.С. Гамбарян Binding of viruses with porous silicon nanostructures for sensors applications European Materials Research Society Spring Meeting 2019, - (год публикации - 2019).

14. М.Б. Гонгальский, А.А. Коваль, С.Н. Агафилушкина, Л.А. Осминкина Interferometric sensing of bacteria located on a double etched porous silicon layer EMRS - proceedings, - (год публикации - 2019).

15. М.Б. Гонгальский, У.А. Цурикова, Ж.В. Самсонова, Г.З. Гвинджилия, К.А. Гончар, Н.Ю. Саушких, А.А. Кудрявцев, Е.А. Кропоткина, А.С. Гамбарян, Л.А. Осминкина, Double etched porous silicon nanowire arrays for impedance sensing of influenza viruses Results in Materials, Volume 6, June 2020, 100084 (https://doi.org/10.1016/j.rinma.2020.100084) (год публикации - 2020).

16. Осминкина Л.А., Жуковская О., Агафилушкина С.Н. , Канюков Е., Страник О., Гончар К.А, Якимчук Д., Бундюкова В., Чермошенцев Д.А.,. Дьяков С.А, Гиппиус Н.А., Вебер К., Ю. Сиалла-Мей Д., Сиваков В. Gold nanoflowers grown in a porous Si/SiO2 matrix: the fabrication process and plasmonic properties Applied Surface Science, Volume 507, 30 March 2020, 144989 (https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2019.144989) (год публикации - 2019).

17. Осминкина Л.А., Наташина У.А., Шевченко С.Н., Гончар К.А., Саушкин Н.Ю., Гонгальский М.Б., Кропоткина Е.А.,Кудрявцев А.А., Гамбарян А.С., Самсонова Ж.В. ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ НАНОСТРУКТУРЫ КРЕМНИЯ ДЛЯ СЕНСОРИКИ ВИРУСОВ Ломоносовские чтения. Тезисы докладов., - (год публикации - 2019).

18. Полина В. Максимчик, Константин Тамаров, Евгений В. Шеваль, Элен Толстик, Татьяна Кирхбергер-Толстик, Чжан Ян, Владимир Сиваков, Борис Животовский, Любовь А. Осминкина Biodegradable Porous Silicon Nanocontainers as an Effective Drug Carrier for Regulation of the Tumor Cell Death Pathways ACS Biomater. Sci. Eng., 5, 11, 6063-6071 (год публикации - 2019).

19. С.Н. Агафилушкина, А.А. Маныкин, Е.А. Кропоткина, С.С.Абрамчук, А.С.Гамбарян, Л.А. Осминкина Binding of various viruses with porous silicon nanoparticles Bioactive Materials, - (год публикации - 2020).

20. С.Н. Агафилушкина, О. Жуковская, К.Вебер, В. Сиваков, Д. Кьялла-мэй, Ю. Попп, Л.А. Осминкина Silicon nanowires covered by bimetallic noble metal nanoparticles for SERS detection of the bacterial biomarker Pyocyanin EMRS - proceedings, - (год публикации - 2019).

21. У.А. Наташина, М.Б. Гонгальский, А.А. Кудрявцев, Л.А. Осминкина Optical monitoring of porous silicon nanoparticles biodegradation in living cells and simulated liquids European Materials Research Society Spring Meeting 2019, - (год публикации - 2019).