Аннотация результатов, полученных в 2022 году
Впервые рассчитаны и последовательно измерены в одинаковых условиях и геометрии эксперимента спектры вынужденного низкочастотного рассеяния (ВНР) в суспензии двух морфологически близких вирусов мозаики альтернантеры (ВМАльт) и x-вируса картофеля (ХВК). В спектрах ВНР зафиксированы значимые (сотни МГц) различия, позволяющие их идентифицировать, а также воздействовать на резонансных частотах с целью подавления их активности. Проведенные эксперименты показали, что вынужденное низкочастотное рассеяние позволяет эффективно исследовать спектры собственных частот наночастиц вирусов при их малых концентрациях в трис-суспензиях, т.е. в нативной среде. Из измерений следует, что два морфологически подобных типа вируса могут иметь в своей структуре субмолекулярные функциональные группы как со сходными, так и с различными механическими и геометрическими свойствами, основные собственные моды акустических колебаний которых лежат в диапазоне ~1-60 ГГц. Экспериментальный метод, использованный в работе, позволяют обнаружить эти частоты в спектрах ВНР. Данный подход можно считать перспективным дополнением к уже известным методам в общей и прикладной вирусологии. В отдельной серии экспериментов впервые получены спектры вынужденного низкочастотного рассеяния в жидкой микродисперсной среде, моделирующей реальный биологический объект. Обнаружено, что вид спектра вынужденного рассеяния существенно зависит от концентрации полых микросфер, при этом добротность наблюдаемых акустических мод достигает величины Q~300. Решение обратной спектральной задачи является предметом дальнейших исследований. https://journals.aps.org/pra/abstract/10.1103/PhysRevA.105.043513 https://crossmark.crossref.org/dialog/?doi=10.1134/S002136402210037X https://en.x-mol.com/paper/article/1585776478530310144 https://www.scilit.net/journal/2461409

Аннотация результатов, полученных в 2023 году
Впервые предсказано теоретически и обнаружено экспериментально вынужденное динамическое рассеяние световой волны в жидкой нанодисперсной среде, вызванное фазовой модуляцией дипольного момента наночастц взвеси при их акустически индуцированных колебаниях в электромагнитном поле Эксперименты проводились в водной суспензии наносфер диаметром ~100 и ~350 нм аморфной двуокиси кремния SiO2 при возбуждении вынужденного рассеяния излучением мощного одночастотного лазера. Наблюдалось, наряду с первой стоксовой компонентой вынужденного рассеяния Мандельштама-Бриллюэна растворителя с частотным сдвигом G, линию рассеяния с частотным сдвигом 2G в полном соответствии с развитой в работе теорией. Впервые последовательно измерены в одинаковых условиях и геометрии эксперимента спектры вынужденного низкочастотного рассеяния (ВНР) в суспензии двух морфологически близких вирусов: мозаики альтернантеры и x-вируса картофеля в частотном диапазоне 1-130 ГГЦ при возбуждении спектров рассеяния лазерными импульсами 50 пс. В спектрах ВНР зафиксированы значимые (сотни МГц) различия частот низкочастотных резонансов исследованных вирусов, позволяющие их идентифицировать, а также воздействовать на них на резонансных частотах с целью подавления их активности. Различие низкочастотных спектров вынужденного рассеяния лазерного излучения, несмотря на сходную морфологию вирусных наночастиц обусловлено, по нашему мнению, различием механических свойств вирусов, в частности модуля Юнга. Из измерений следует, что два морфологически подобных типа вируса могут иметь в своей структуре субмолекулярные функциональные группы как со сходными, так и с различными механическими и геометрическими свойствами, основные собственные моды акустических колебаний которых лежат в диапазоне ~1-130 ГГц. Данный подход можно считать перспективным дополнением к уже известным методам в общей и прикладной вирусологии. Обнаружен новый физический механизм низкочастотного вынужденного рассеяния света на нанообъектах в водных суспензиях Модель основана на дипольном взаимодействии нескомпенсированного заряда нанообъекта (вируса или наночастицы) с полем световой волны. Экспериментально наблюдаемые правила отбора подтверждают дипольный характер взаимодействия. Модель хорошо объясняет наблюдаемые в эксперименте частоты линий вынужденного усиления за счет введения ионного трения раствора. Также впервые обнаружено, при определенных условиях, смещение частоты резонансов вынужденного низкочастотного рассеяния лазерного излучения в жидких суспензиях вирусов. Показано, что при вынужденном низкочастотном рассеянии в жидкой суспензии наночастиц вирусов возможен локальный нагрев этих наночастиц, что можно использовать для разработки новых способов воздействия на вирусы методами нелинейной оптики. Обнаруженный механизм открывает возможности для селективного нагрева вирусов заданного вида в смеси с другими биообъектами. В отдельной серии экспериментов было впервые проведено сравнение эффективности вынужденного низкочастотного рассеяния лазерного излучения и стандартных биологических методов (электрофорез и сканирующая электронная микроскопия) по выявлению изменения характеристик вируса в результате его длительного хранения. Эксперименты проводились с вирусом табачной мозаики (ВТМ) при хранение суспензии вируса в течение трех лет при температуре +4 С. В результате проведённых исследований с использованием стандартных вирусологических методов, было обнаружено, что между контрольным препаратом ВТМ и образцом ВТМ после хранения, нет различий ни в геометрии вириона (отсутствие деформации, дробления), ни в электрофоретической подвижности (изменение поверхностного заряда, массы). Однако, спектры вынужденного низкочастотного рассеяния после хранения существенно изменились как по количеству наблюдаемых линий, так и по частотным отстройкам. Мы полагаем, что данные различия могут быть обусловлены изменениями в “механической” структуре вириона. Медленно протекающие биохимические реакции при длительном хранении штамма могут напрямую влиять на связи между субструктурами вириона и опосредованно через изменение pH среды. https://www.scilit.net/journal/2461409 https://publons.com/researcher/C-7715-2013 https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=7004163818 https://doi.org/10.3103/S1068335623100044 https://doi.org/10.3103/S1541308X23010028 https://doi.org/10.21883/0000000000 https://doi.org/10.3103/S1541308X2304009X