Комбинаторная платформа на основе химически модифицированных псевдоморфных частиц серебра для экспресс-диагностики биологически активных веществ методом спектроскопии гигантского комбинационного рассеяния

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
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 проекта 20-73-00257

НазваниеКомбинаторная платформа на основе химически модифицированных псевдоморфных частиц серебра для экспресс-диагностики биологически активных веществ методом спектроскопии гигантского комбинационного рассеяния

Руководитель Семенова Анна Александровна, Кандидат химических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский государственный университет имени M.В.Ломоносова» , г Москва

Конкурс №49 - Конкурс 2020 года «Проведение инициативных исследований молодыми учеными» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными

Область знания, основной код классификатора 03 - Химия и науки о материалах; 03-601 - Химия новых неорганических функциональных и наноразмерных материалов

Ключевые слова частицы серебра, гигантское комбинационное рассеяние, наноструктурирование, псевдоморфы, плазмоника, медицинская диагностика

Код ГРНТИ31.15.19

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Спектроскопия гигантского комбинационного рассеяния (ГКР), обладающая рекордной чувствительностью в отношении молекулярных аналитов, в последнее время считается одним из перспективных подходов для развития современной биомедицинской диагностики. К основным преимуществам метода ГКР относят высокую чувствительность, несложную пробоподготовку, быструю регистрацию спектров, качественное определение молекул по характеристическим спектрам, уникальную возможность усиления сигнала комбинационного рассеяния (КР) на несколько порядков. Несмотря на кажущуюся простоту синтеза плазмонных наноматериалов, при своих рекордных характеристиках ГКР-метод обладает высокой степенью невоспроизводимости аналитического сигнала. Для решения этой ключевой проблемы в проекте планируется разработка новых наноструктурированных материалов с фиксированной агрегатной структурой, с заданным количеством «горячих точек» и коэффициентом усиления КР-сигнала за счет использования псевдоморфных частиц серебра. При этом роль различных наночастиц в аналитической системе будет задана путем предварительной химической модификации их поверхности для обеспечения внутреннего эталона («репортера»), а также селективного связывания с целевыми аналитами. За счет такого комбинаторного подхода искусственно будут созданы микросистемы частиц, адаптированные для целей конкретного использования и для проведения анализа заданных аналитов на уровне наномолярных концентраций с высокой чувствительностью, специфичностью и воспроизводимостью. В проекте будет осуществлен дизайн новых химически и морфологически модифицированных нанокомпозитов на основе серебра для разработки аналитичеких ГКР-систем, предназначенных для неразрушающего оптического контроля сильно разбавленных биологически активных молекулярных аналитов в химически сложных матрицах. Актуальность проекта обусловлена современными требованиями по развитию новых методик медицинской экспресс-диагностики, оперирующих с небольшими количествами биоматериала, в том числе для скрининга населения с целью выявления различных социально-значимых заболеваний, а также для проведения неразрушающего анализа биологических объектов. В ходе выполнения работ планируется разработать новые синтетические приемы создания ГКР-активных псевдоморфов на основе металлического серебра с заданными размерами, строением, площадью поверхности и стандартизированным коэффициентом усиления КР-сигнала модельных аналитов; выявить оптимальные подходы по химическому модифицированию псевдоморфов для дифференциации их роли в качестве внутренних стандартов или специализированных «ловушек» целевых аналитов; разработать методики создания микрогетерогенных аналитических систем для полуколичественного и воспроизводимого ГКР-анализа, используя направленное комбинирование различных фракций псевдоморфных частиц с заданными функциями; выработать практические предложения по созданию ГКР экспресс-систем с рекордными показателями чувствительности и специфичности анализа в интересах медицинского скрининга населения или персональной медицины.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Тарасов А.Б., Юрманова Е.Э., Семенова А.А., Гудилин Е.А. Iron oxide–silver patchy particles prepared by ultrasonic spray burning Mendeleev Communications, V.31, №3, P.309 - 311 (год публикации - 2021)
10.1016/j.mencom.2021.05.010

2. Никельшпарг Э.И., Байжуманов А.А., Бочкова Ж.В., Новиков С.М., Якубовский Д.И., Арсенин А.В., Волков В.С., Гудилин Е.А., Семенова А.А., Сосновцева О.В., Максимов Г.В., Браже Н.А. Detection of Hypertension-Induced Changes in Erythrocytes by SERS Nanosensors Biosensors, V.12 (1), article 32, 11 pages (год публикации - 2022)
10.3390/bios12010032

3. Семенова А.А., Гудилин Е.А. Nanostructured silver octahedra co-modified with amine and aryl-anchored groups for synergetic Surface-Enhanced Raman Spectroscopy Mendeleev Communications (год публикации - 2022)

4. Браже Н.А., Никельшпарг Э.И., Байжуманов А.А., Гривенникова В.Г., Семенова А.А., Новиков С.М., Волков В.С., Арсенин А.В., Якубовский Д.И., Евлюхин А.Б., Бочкова Ж.В., Гудилин Е.А., Максимов Г.В., Сосновцева О.В., Рубин А.Б. SERS uncovers the link between conformation of cytochrome c heme and mitochondrial membrane potential bioRxiv, P.1-38 (год публикации - 2022)
10.1101/2021.01.03.425119

Публикации