Шановні колеги, вітаю Вас! В Інституті біохімії ім. О.В.Палладіна НАН України 19-го березня (вівторок) 2013 р. о 10-30 в Актовій залі відбудеться чергове засідання наукового семінару «Актуальні питання сучасної біохімії». Будемо слухати доповідь Канюка М.І. (н.с. лаб. нанобіотехнологій, відділ молекулярної імунології ІБХ НАНУ) «Кластери срібла з декількох атомів: синтез, стабілізація та застосування в флуоресцентних біотехнологіях». Традиційно до цього листа додаємо файл із авторськими тезами доповіді. Будемо раді зустрітися з Вами та Вашими колегами на засіданні нашого семінару.
З повагою – С.О.Костерін.
Канюк Mикола Ігорович
к.б.н., н.с лаб. нанобіотехнологій, відділу молекулярної імунології
Інституту біохімії ім. О.В. Палладіна
Кластери срібла з декількох атомів: синтез, стабілізація та застосування в флуоресцентних біотехнологіях
В біосенсорних технологіях триває пошук методів з якомога ширшим колом застосування та з найвищою абсолютною чутливістю. Метод флуоресценції найбільшою мірою відповідає цим вимогам. В минулі часи його розвиток та впровадження були пов’язані з органічними барвниками. Чималий набір цих барвників застосовується в молекулярних та біологічних дослідженнях.
Флуоресцентні нанокомпозити, які розробляються для біосенсорів і побудови клітинних зображень, мають відповідати суровим вимогам - високої яскравості та фотостабільності. Додатковими вимогами є бажаний діапазон довжин хвиль збудження та випромінення, можливість функціоналізації, відсутність токсичності і т.д. В останній час дослідники звернули увагу на унікальні спектроскопічні властивості кластерів срібла, що складаються із декількох (2–8) атомів. Маючи оптичні характеристики, подібні до органічних барвників, вони перевершують їх за величиною молярного поглинання та фотостабільністю, що робить їх гідними уваги в різноманітних сферах застосування. Простими є методи створення кластерів (відновлення сольових розчинів срібла під дією ультрафіолетового світла, використання хімічних відновників і т.п.), а також стабілізації за допомогою різних високо- або низькомолекулярних матриць (полімерів, ДНК, SH-реагентів), які запобігають безперервному зростанню їх розміру.
З часу перших робіт по синтезу кластерів срібла минуло тільки 10 років, тому є багато невирішених питань, а саме: їх структура, природа потужної флуоресценції, значний Стоксів зсув, взаємодія кластера з матрицею та стабільність. На даний час всі ці системи не дозволяють точно визначити склад кластеру та досягти достатньої стабільності. В попередніх дослідженнях нашої лабораторії в співдружності з фінськими дослідниками було встановлено, що флуоресцентні кластери срібла в розчині можуть бути досить стійкими.
Метою роботи є створення найменших флуоресцентних кластерів важких металів для одночасної візуалізації, як у оптичній так і в електронній мікроскопії. В якості фотовідновлюючих агентів використати електронно-насичені органічні барвники, які також є стабілізаторами відновлених атомів срібла. Реалізуючи цю ідею, проведено успішний синтез та дослідження флуоресцентних наноструктур, сформованих із декількох атомів срібла за допомогою органічного барвника тіофлавіна T. Ці нові структури формуються в одну стадію шляхом фотовідновленія при ультрафіолетовому опроміненні та характеризуються збудженням і світінням з максимумами при 340 нм та 450 нм, відповідно.
Попередні дані за допомогою конфокальної флуоресцентної мікроскопії показали, що цей комплекс при внесенні у середовище для інкубації клітин може проникати в живі клітини та маркувати їх внутрішній об’єм. Cрібні кластери створюють нековалентну взаємодію з ліганд-зв’язуючим центром BSА, що можна використати для тестування різних лігандів та визначення їх афінності за принципом конкурентного заміщення.
Сенсорні технології на основі цих кластерів мають широку перспективу застосування. Специфіка утворення кластерів на певних матрицях може бути використана для селективного флуоресцентного мічення в біологічних системах та візуалізації в живих клітинах.