ШАНОВНІ КОЛЕГИ !
На базі Інституту біохімії ім. О.В.Палладіна НАН України продовжує свою роботу міждисциплінарний загальноакадемічний семінар у галузі природничих наук «Актуальні питання фізико-хімічної та математичної біології».
27-го лютого 2026 р. (П’ЯТНИЦЯ) о 10-30 в Актовій залі Інституту (вул. Леонтовича, 9) відбудеться чергове (30-е) засідання нашого семінару.
З міждисциплінарною доповіддю «СИНТЕЗ, ВЛАСТИВОСТІ ТА БІОМЕДИЧНІ ЗАСТОСУВАННЯ ВУГЛЕЦЕВИХ КВАНТОВИХ ТОЧОК І ВУГЛЕЦЕВИХ НАНОГІБРИДІВ» виступить завідувач кафедри нанофізики конденсованих середовищ Інституту високих технологій Київського національного університету імені Тараса Шевченка доктор фізико-математичних наук, професор СКРИШЕВСЬКИЙ Валерій Антонович - завідувач кафедри нанофізики конденсованих середовищ Інституту високих технологій Київського національного університету імені Тараса Шевченка, професор, доктор фізико-математичних наук.
АВТОРСЬКІ ТЕЗИ ДОПОВІДІ ДОДАЮТЬСЯ ДО ЦЬОГО ЛИСТА.
Як завжди, прийняти участь у роботі семінару можна буде й в онлайн-режимі за адресою:
https://meet.google.com/hoj-qwho-any
Запрошую Вас та Ваших колег до участі у роботі семінару.
Мета загальноакадемічного семінару полягає у періодичному заслуховуванні та обговоренні наукових доповідей, присвячених застосуванню сучасних експериментальних та теоретичних методів хімії, фізики та математики для вирішення нагальних проблем біології, зокрема – у галузі біохімії, біофізики, молекулярної та клітинної біології, молекулярної фізіології, біоенергетики, геномики, медичної біології, фармакології, нанобіотехнології, системної та синтетичної біології та т.і. У фокусі уваги семінару знаходяться також питання, які мають місце «на стику» біологічних та соціальних проблем.
Організація зазначеного семінару була обумовлена прогресуючим розвитком таких «перехресних» наук та наукових напрямів, як біофізична хімія, фізична біохімія, хімічна біофізика, біохімічна фізика, фізико-хімічна біологія, фізика живого, математична біофізика, теоретична біологія, комп’ютерна біологія та біоінформатика, біомедицина, штучний інтелект в біології та медицині, загальна теорія систем тощо.
СИНТЕЗ, ВЛАСТИВОСТІ ТА БІОМЕДИЧНІ ЗАСТОСУВАННЯ ВУГЛЕЦЕВИХ КВАНТОВИХ ТОЧОК І ВУГЛЕЦЕВИХ НАНОГІБРИДІВ
Доп. - СКРИШЕВСЬКИЙ Валерій,
завідувач кафедри нанофізики конденсованих середовищ Інституту високих технологій Київського національного університету імені Тараса Шевченка, професор, доктор фізико-математичних наук.
Доповідь присвячена аналізу сучасного стану досліджень у галузі синтезу, властивостей та біомедичних застосувань вуглецевих квантових точок (Carbon Dots, CDs) і вуглецевих наногібридів на основі узагальнення літературних даних, а також результатів експериментальних досліджень, що проводяться в Київському національному університеті імені Тараса Шевченка. Вуглецеві точки є нульвимірними вуглецевими наноматеріалами з типовими розмірами 2–10 нм, що складаються з щільного ядра на основі графеноподібних фрагментів та поверхні, функціоналізованої різноманітними кисне- і азотовмісними групами. Завдяки унікальному поєднанню структурних, оптичних та хімічних властивостей ці матеріали привертають значну увагу як перспективні платформи для біомедицини, сенсорики, енергетики та фотокаталізу.
У роботі розглянуто класифікацію вуглецевих точок, зокрема графенові квантові точки, вуглецеві квантові точки, вуглецеві нанодоти та карбонізовані полімерні точки. Детально проаналізовано основні підходи до їх синтезу, включно з «зеленими» методами, що використовують біомолекули, лікарські рослини та сільськогосподарські відходи (фрукти, овочі, листя рослин тощо). Особливу увагу приділено простим і масштабованим методам одержання водорозчинних та флуоресцентних вуглецевих точок із високим квантовим виходом люмінесценції, який у деяких системах досягає більше 90 %.
Описано синтез ультрамалих вуглецевих наногібридів, легованих іонами Gd³⁺, та їхню структурно-хімічну специфіку. Показано, що поверхнева функціоналізація (карбоксильні, гідроксильні, амінні та амідні групи), розмір частинок і будова вуглецевого ядра суттєво впливають на фотолюмінесцентні властивості, взаємодію з біологічними середовищами та біосумісність. Окремо розглянуто вплив навколишнього середовища, полярності розчинника та морфології наночастинок на спектральні характеристики випромінювання.
У презентації детально проаналізовано результати in vitro та in vivo досліджень токсичності. Показано, що більшість вуглецевих точок не проявляють цитотоксичності за помірних концентрацій, а спостережувані ефекти при високих дозах мають переважно цитостатичний характер. Наведено дані біохімічних і гематологічних досліджень на тваринних моделях, які вказують на загальну біосумісність матеріалів та можливі захисні ефекти щодо печінки за певних умов.
Значна частина роботи присвячена біомедичним застосуванням вуглецевих точок: біоіміджингу, магнітно-резонансній томографії з використанням Gd³⁺-легованих систем, фотодинамічній та фототермічній терапії, фотоакустичній терапії пухлин. Продемонстровано здатність вуглецевих точок модулювати рівень активних форм кисню, що дозволяє реалізовувати як антиоксидантні, так і прооксидантні ефекти залежно від умов та світлової активації. Показано перспективність використання цих матеріалів для адресної доставки лікарських засобів і комбінованої протипухлинної терапії з підвищенням виживаності тваринних моделей.
Крім біомедицини, розглянуто застосування вуглецевих точок у сенсорних системах для визначення іонів важких металів (на прикладі іонів Fe³⁺), вибухових речовин, змін pH середовища, описано механізми флуоресцентного гасіння, агрегації, FRET-ефекту та їх роль у підвищенні чутливості й селективності сенсорів.
Узагальнюючи, можна стверджувати наступне: вуглецеві наногібриди та вуглецеві квантові точки розглядаються як надзвичайно перспективний клас функціональних наноматеріалів для тераностики, енергетики, сенсорики та каталізу.