Телефонний довідник

Ukrainian English French German Italian Latvian Lithuanian Polish Spanish

ЛАБОРАТОРІЯ НАНОБІОТЕХНОЛОГІЙ

Завідувач – д.б.н., професор Демченко Олександр Петрович

Тел.:+ (044) 234 11 06; E-mail:Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Лабораторію нанобіотехнологій було створено 01.10.2010 р. 01.07. 2012 р. її переведено до складу відділу молекулярної імунології.

У складі лабораторії працюють: 1 доктор наук, 2 кандидати наук, 1 мол. наук. співр., 2 аспіранти.

Колектив співробітників лабораторії нанобіотехнологій. Київ, 2015.

Зліва направо: зав. лаб. О.П. Демченко, мол. наук. сп. К.О. Пиршев, пров. наук. співр. В.І. Назаренко, асп. М.Л. Декалюк, ст.н.с. М.І. Канюк, асп. І.Д. Панас.

Основний науковий напрям діяльності лабораторії розробка та створення нових наносенсорних технологій для біологічних та біоаналітичних дослідженьна основі наноматеріалів та їх композитів з флуоресцентними та парамагнітними властивостями.

Найвагоміші результати за 2010-2015 рр.

Створено і досліджено нанокомпозити на основі органічних барвників з класу 3-гідроксихромонів та напівпровідникових нанокристалів (квантових точок). Вони сполучають відповідь барвника до молекулярного оточення шляхом реєстрації зміни кольору флуоресценції з контролем емісії при оптичному збудженні квантових точок.

Вперше створено наноструктуровані флуорофори нового типу – кластери срібла, що складаються з кількох атомів і стабілізовані органічним барвником. Перспектива їх широкого застосування в біологічних дослідженнях пов’язана з можливостями їх комбінованої візуалізації в методах світлової і електронної мікроскопії. Були вивчені кластери срібла стабілізовані на полімерних носіях і показані істотні відмінності нового типу флуорофорів.

Створено нову сенсорну технологію на основі резонансного підсилення флуоресценції на наночастинках (в співпраці з Інститутом фізики напівпровідників ім. Лашкарьова НАНУ). Розроблено методику та отримано зразки поверхневих масивів наноструктур золота визначеної впорядкованості та морфології для подальшого використання в якості підсилювачів сигналу флюоресценції. Розроблені технологічні підходи можуть бути базовими при виготовленні біочіпів та компактних приладів для різновидів біомолекулярної спектрометрії з поверхневим підсиленням сигналу.

Створено і досліджено властивості нанорозмірних флуоресцентних вуглецевих композитів. Нанорозмірні вуглецеві частинки (C-dots) були вперше вивчені на рівні мікроскопії і спектроскопії одиночних молекул. Природа випромінюваної ними флуоресценції досі невідома. Було встановлено, що вони не є ансамблями індивідуальних флуорофорів, а демонструють яскравий колективний ефект, будучи диполями як у збудженні, так і випромінюванні флуоресценції.

Колектив лабораторії за участю колег відділу нейрохімії був першим в застосуванні цих нових матеріалів у функціональній біохімії. Вперше було показано, що карбонові точки (40-800 мкг/мл) залежно від дози: (1) зменшують екзоцитозне вивільнення [3Н]-ГАМК і L- [14С] глутамату; (2) зменшують закиснення синаптичних пухирців; (3) послаблюють початкову швидкість Na+-залежного транспортера-опосередкованого поглинання [3H]-ГАМК і L-[14С] глутамату; (4) збільшують рівень навколишніх нейротрансмітерів, проте, (5) істотно не змінюють потенціал плазматичної мембрани нервових закінчень. Майже повне пригнічення вивільнення нейротрансмітерів було викликано C-точками в концентрації 800 мкг/мл. Поєднання люмінесцентних та нейромодулюючих властивостей С-точок створили базу для їх потенційного використання для маркування та візуалізації ключових процесів в нервових закінченнях, а також у тераностіці. Окрім цього, разом із партнерами з факультету фармації Страсбурзького університету (Франція) були розроблені новітні підходи до детекції міжмолекулярних взаємодій шляхом вимірювання співвідношення інтенсивностей двох смуг спектра органічних барвників. Ця ідея крім наукової новизни була реалізована в низці практичних застосувань: при розробці різних молекулярних зондів і сенсорів, зокрема при створенні пріоритетного методу детектування апоптозу.

Для індикації структурних змін в клітинах за апоптозу та ериптозу розроблено та застосовано нову сенсорну технологію на базі ФРЕТ системи і барвника NR12S.Показано, що при індукції запрограмованої загибелі для клітин HeLa характерним є зменшення в’язкості внаслідок активного процесу блебінгу та перерозподілу ліпідів між моношарами. Для еритроцитів характерним виявилось збільшення щільності пакування ліпідів за винятком ділянок формування везикул, що підтверджує попередні наші результати.

Міжнародне співробітництво:

Спільні наукові дослідження та публікації з Інститутом ім. Макса Планка (Геттінген, Німеччина), Університетом Страсбурга (Франція), Інженерно-технологічним інститутом Цюріха (Швейцарія), Університетом Печі (Угорщина), Національним університетом Тайваню та з Університетом Ніцци (Франція).

Найважливіші публікації співробітників лабораторії за 2010 - 2015 рр

Найважливіші публікації співробітників лабораторії за 2010 - 2015 рр.

Монографії

  1. Advanced fluorescence reporters in chemistry and biology. Pt. I. Fundamentals and probe design (Demchenko A.P., ed.) Springer series on fluorescence v. 8, Springer 2010, 389 рр.
  2. Advanced fluorescence reporters in chemistry and biology. Pt. II. Molecular constructions, polymers and nanoparticles. (Demchenko A.P., ed.) Springer series on fluorescence v. 9, Springer 2010, 459 рр.
  3. Advanced fluorescence reporters in chemistry and biology. Pt. III. Applications. (Demchenko A.P., ed.) Springer series on fluorescence v. 10, Springer 2011, 352 рр.
  4. 4.Demchenko A.P. Introduction to fluorescence sensing. 2-nd ed. Springer 2015, 794 pp.

Статті

1.     Caarls W., Celej M.S., Demchenko A.P., Jovin T.M. (2010) Characterization of coupled ground state and excited state equilibria by fluorescence spectral deconvolution. J. Fluorescence 20, 181-190.

2.         Demchenko A.P. (2010) The concept of λ-ratiometry in fluorescence sensing and imaging. J. Fluorescence 20, 1099 – 1128.

3.         Oncul S., Klymchenko A.S., Kucherak O.A., Demchenko A.P. (2010) Liquid ordered phase in cell membranes evidenced by a hydration-sensitive probe: Effects of cholesterol depletion and apoptosis. Biochim. Biophys. Acta 1798, 1436-1443.

4.         Demchenko A.P. (2010) Comparative Analysis of Fluorescence Reporter Signals Based on Intensity, Anisotropy, Time-Resolution, and Wavelength-Ratiometry. In: Demchenko A.P. (ed.) Advanced Fluorescence Reporters in Chemistry and Biology I: Fundamentals and Molecular Design, Springer Ser Fluoresc 8: 3–24.

5.          Demchenko A.P. (2010) Collective Effects Influencing Fluorescence Emission. In:Demchenko A.P. (ed.), Advanced Fluorescence Reporters in Chemistry and Biology II: Molecular Constructions, Polymers and Nanoparticles, Springer Ser Fluoresc 9: 107–132.

6.         Назаренко В.І., Канюк М.І., Рубанчук М.П., Мельник В.Г. (2010) Дослідження підходів до побудови біосенсорної системи на базі калориметричного приладу. Винахідник і раціоналізатор, № 4 (100),–С. 32-35.

7.         Hsin-Chieh Peng, Chia-Cheng Kang, Ming-Ren Liang, Chun-Yen Chen, Demchenko A.P., Chao-Tsen Chen and Pi-Tai Chou. (2011) En Route to White-Light Generation Utilizing Nanocomposites Composed of Ultrasmall CdSe Nanodots and Excited-State Intramolecular Proton Transfer Dyes. ACS Appl. Mater. Interfaces  3, 1713–1720.

8.         Демченко О.П., Канюк М.І. (2011) Кластери з декількох атомів срібла у флуоресцентних сенсорних технологіях. Біотехнологія 4 (4), 9-19.

9.         Демченко О.П. (2012)  Сучасні уявлення про структуру і динаміку біологічних мембран. Biopolymers and Cell 28 (1), 24-38.

10.       Diez I., Kanyuk M.I., Demchenko A.P., Walther A., Jiang H., Ikkala O., R. H. A. Ras. (2012)  Blue, green and red emissive silver nanoclusters formed in organic solvents. Nanoscale DOI: 10.1039/c2nr30642e

11.        Демченко О.П., Назаренко В.І. (2012) Нанобіотехнологія: шлях у новий мікросвіт, створений синтезом хімії та біології. Біотехнологія. Т. 5, № 2,. С. 9-30.

12.       DemchenkoA.P.(2012) Thechangeofcellularmembranesonapoptosis: fluorescencedetection. Experimental Oncology 34(3) .

13.  Yesylevskyy S. O., Demchenko A. P. (2012)How cholesterol is distributed between monolayers in asymmetric lipid membranes. Eur Biophys J. 41 (12) 1043-1054

14.       Demchenko A.P. (2013)Nanoparticles and nanocomposites for fluorescence sensing and imaging.Methods and Applications in Fluorescence 1(2): 022001.

15.       Demchenko A.P. (2013)Beyond annexin V: fluorescence response of cellular membranes to apoptosis. Cytotechnology 65(2): 157-172.

16.       Demchenko A.P., Tang K.-C., P-T. Chou (2013)Excited-state proton coupled charge transfer modulated by molecular structure and media polarization. Chemical Society reviews 42(3): 1379-1408.

17.       Díez I., Ras R.H.A., Kanyuk M.I., Demchenko A.P. (2013)On heterogeneity in fluorescent few-atom silver nanoclusters Physical Chemistry Chemical Physics,No. 15.- С. 979-985.

18.       DemchenkoA.P., DekaliukM.O.(2013)Novelfluorescentcarbonicnanomaterialsforsensingandimaging. MethodsAppl.Fluoresc. 1042001 (17pp).

19.     YesylevskyyS. O., DemchenkoA. P., Kraszewski, S., & Ramseyer, C. (2013). Cholesterol Induces Uneven Curvature of Asymmetric Lipid Bilayers. The Scientific World Journal, Article ID 965230, 10 pages.

20.       Ghosh S., Chizhik A.M., Karedla N.DekaliukM.O.etal. (2014) The Photoluminescence of Carbon Nanodots:Dipole Emission Centers and Electron-Phonon Coupling. Nano Lett.,14 (10), pp 5656–5661DOI: 10.1021/nl502372x

21.       Borisova Т., NataliaKrisanova N, DekaliukM, etal. (2014) Neuromodulatory properties of fluorescent carbon dots: effect on exocytotic release, uptake and ambient level of glutamate and GABA in brain nerve terminals.The International Journal of Biochemistry & Cell Biology, DOI:10/1016/j.biocel11.016

22.       DekaliukM.O.,ViaginO., DemchenkoA.P.etal. (2014) Fluorescent carbon nanomaterials:“quantum dots” or nanoclusters?Physical Chemistry Chemical Physics 16(30): 16075-16084.

23.       Канюк М.І. (2014) Ультрадисперсні флуоресцентні діаманти в нанотехнології. BiotechnologiaActa, Vol. 7, No 4. С. 9-24.

24.       Канюк М.І. (2015) Ультрадисперсні флуоресцентні діаманти в нанотехнології. BiotechnologiaActa, Т. 8, № 2; DOI:10.15407/biotech8.02.009

25.       TominV.I., DemchenkoA.P.,ChouP-T (2015) Thermodynamicvs. KineticControlofExcited-StateProtonTransferReactions. Journal of Photochemistry and Photobiology C: Photochemistry Reviews Vol. 22, pp 1-18.

26.       Kreder R., Pyrshev K. A., Darwich Z., Kucherak O. A., Mély Y. & Klymchenko A. S. (2015). Solvatochromic Nile Red Probes with FRET Quencher Reveal Lipid Order Heterogeneity in Living and Apoptotic Cells. ACS chemical biology, 10 (6), pp 1435–1442

27.       Kreder R., Oncul S., Kucherak O. A., Pyrshev K. A., Real E., Mély Y. & Klymchenko A. S. (2015). Blue fluorogenic probes for cell plasma membranes fill the gap in multicolour imaging. RSC Advances, 5(29), 22899-22905.

28.       DemchenkoA.P.,Duportail G, Oncul S, Klymchenko AS, Mély Y. (2015). Introductiontofluorescenceprobingofbiologicalmembranes.Methods Mol Biol. 2015;1232:19-43. DOI: 10.1007/978-1-4939-1752-5_3.

29.       Lopatynskyi A.M, VitaliiKLytvynV.K., NazarenkoV.I.,GuoJ.L.,LucasB.D. andChegelV.I. (2015).Au nanostructure arrays for plasmonic applications: annealed island films versus nanoimprint lithography Nanoscale Research Letters, 10:99.  DOI: 10.1186/s11671-015-0819-1


Патенти та винаходи:

  1. Патент на корисну модель UA 77042 U «Прилад для аналізу біохімічних середовищ» Г.В.Дорожинський Ю.С. Громовой, В.І. Назаренко, В.П. Маслов Ю.В. Ушенін, А.В. Самойлов, Р.В. Христосенко; Бюл. № 2, 25.01.2013
  1. Патент на корисну модель UA 90605 U «Пристрій для експресного визначення рівня інтегральної забрудненості, вмісту токсичних органічних сполук та важких металів в об’єктах довкілля» Т.Г. Грузіна, Л.С. Резніченко, В.І. Назаренко, В.Г. Мельник, С.М. Дибкова, З.Р. Ульберг; Бюл. № 11, 10.06.2014

Організація міжнародних наукових конференцій:

1. 8-й Європейський біофізичний конгрес (Будапешт, 2011) – співорганізатор і співголова сателітного симпозіуму Демченко О.П..

2. Міжнародна конференція з методів і застосувань флуоресценції MAF-12 (Страсбург, Франція, 2011) – член програмного комітету Демченко О.П.

3. Двосторонній семінар Україна–Франція з флуоресцентних нанобіоматеріалів (Париж, 2012 ) співорганізатор і співголова – Демченко О.П..

4. Міжнародна школа-семінар «Presentandfutureoffluorescence: microscopyandspectroscopy» (Київ, Україна) 2014 – співорганізатор, голова Демченко О.П.; Пиршев К.О. - куратор секції з протокової цитометрії.

5. Міжнародна школа-семінар «PracticalcourseofadvancedBiophysics» (Печ, Угорщина) 2014 – співорганізатор Демченко О.П.

6. Міжнародна конференція молодих науковців Відділення біохімії, фізіології, молекулярної біології CYS-2015 (Київ, Україна) – співорганізатор та куратор секції з протокової цитометрії Пиршев К.О..