Публікації, в яких представлені результати проекту |
036 Monomer/dimer dependent modulation of reduction of the cationic dye methylene blue in negatively charged nanolayers as revealed by mass spectrometry |
Автори: | V.S. Shelkovsky, M.V. Kosevich, O.A. Boryak, V.V. Chagovets, I.V. Shmigol, V.A. Pokrovskiy | |
Реферат: | The possibility to control the reduction rate of redox-active dyes incorporated into nanostructures is of interest for nanotechnology and biomedicine. We propose a novel mass spectrometric approach to study the aggregation-dependent modulation of cationic dye methylene blue (MB) reduction in the case of its inclusion into negatively charged nanolayers, which is based on detecting the difference in the redox activity of monomers and dimers of the MB cation (Cat+). A regular reproducible recording of either intact Cat+ in the case of MB present in its monomeric form, or one- and two-electron reduction products [Cat + H] +• and [Cat + 2H]+ in the case of MB dimer formation, is observed for three different anionic nanostructures with varied content of MB, tested by three mass spectrometric methods: (1) an anionic surfactant sodium dodecyl sulfate (SDS) monolayer with adsorbed MB cations at the liquid–gas interface, probed by fast atom bombardment; (2) dried shells of soap bubbles blown from an SDS and MB aqueous solution, tested by laser desorption/ionization; (3) a nanotextured surface of porous silicon modified by –SO3- groups with adsorbed MB cations, studied by a desorption/ionization on silicon technique. The requirement for MB cations to be in the form of dimers or higher aggregates for reduction to be observed under mass spectrometric conditions is justified for the listed systems, where only another MB cation can serve as a source of the electrons and protons (or hydrogen radical H•) necessary for reduction reaction. The proposed method can be applied to mass spectrometric imaging of stained biological
materials, supplying information not only about the localization, but also the MB aggregation state as well. | |
Ключові слова: | | |
Видання: | RSC Advances | | | 2014,
60260–60269,англійська |
036 Масс-спектрометрическое исследование и компьютерное моделирование нековалентного взаимодействия цитозина с олигомерами полиэтиленгликоля |
Автори: | В.Г. Зобнина, В.В. Чаговец, О.А. Боряк, М.В. Косевич | |
Реферат: | Данные о нековалентных межмолекулярных взаимодействиях компонентов нуклеиновых кислот – азотистых оснований с органическими полиэфирами представляют интерес как для фундаментальной молекулярной биофизики, так и для прикладных задач создания органических наночастиц фармакологического назначения. В данной работе методом масс-спектрометрии с ионизацией электрораспылением (ИЭР) и бомбардировкой
быстрыми атомами исследованы системы, содержащие пиримидиновое азотистое основание цитозин (Cyt) или его метилпроизводные и олигомеры Мn полиэтиленгликоля ПЭГ-400. Зарегистрированная в масс-спектрах с ИЭР серия ассоциатов вида Mn·Сyt·H+ (n = 3–17) показывает образование во всех системах стабильных протонированных комплексов основания с олигомерами разной длины. Компьютерное моделирование методом молекулярной динамики дало ответы на вопросы о стабильности и структуре таких комплексов в различных условиях. Показано, что в газовой фазе (вакууме) кластеры Mn·Сyt·H+ имеют компактную структуру с квазициклической или квазиспиральной самоорганизацией полимерной цепочки вокруг протонированного основания. Установлено, что характерная для газовой фазы компактная структура комплекса M8·Сyt·H+ сохраняется в среде жидкого метанола, используемого в качестве растворителя в методе ИЭР. В результате моделирования эволюции капли метанола в вакууме, имитирующей дезинтеграцию капли в условиях ИЭР, показано, что комплекс M8·Сyt·H+, присутствующий в капле, не распадается в процессе испарения капли, а после
полной десольватации принимает конфигурацию, характерную для газовой фазы. Таким образом дано под-
тверждение тому, что кластеры Mn·Сyt·H+, регистрируемые в масс-спектрах ИЭР, адекватно отражают наличие соответствующих нековалентных комплексов в анализируемом жидком растворе.
| |
Ключові слова: | азотистое основание, цитозин, полиэтиленгликоль ПЭГ-400, нековалентные комплексы, масс-спектрометрия, ионизация электрораспылением, компьютерное моделирование, молекулярная динамика | |
Видання: | Масс-спектрометрия | | | 2014,
97–106,російська |
036 Chapter Seven: Interactions of Biologically Active Redox-Sensitive Dyes with Nanomaterials: Mass Spectrometric Diagnostics |
Автори: | M.V. Kosevich, O.A. Boryak, V.V. Chagovets, V.S. Shelkovsky, V.A. Pokrovskiy | |
Реферат: | A problem of intermolecular interactions of biologically active molecules with nanomaterials, addressed by approaches of modern nanobiophysics, is of both basic and applied importance. Useful functional properties of nanocomposites of redox-active organic dyes with carbon nanoparticles and nanotextured surfaces of inorganic materials are provided namely by their peculiar intermolecular interactions. A novel mass spectrometric approach to study of such interactions at the nano-level is overviewed and discussed in the present review. The novelty of the method is in possibility of evaluation of elementary steps of electrons and proton transfer within the nanocompostes of redox-sensitive dyes, essential for their functioning. Recent achievement of the proposed mass spectrometric approach in monitoring of reduction reactions of imidazophenazine derivatives and cationic methylene blue dye deposited on carbon nanoparticles, mesoporous dioxide films, nanostructured graphite surface, and organic monolayers are highlighted. | |
Ключові слова: | | |
Видання: | Nanobiophysics: Fundamental and Applications. – Singapore: Pan Stanford Publishing | | | 2014,
179–216,англійська |
036 Study of nanocomposites of amino acids and organic polyethers by means of mass spectrometry and molecular dynamics simulation |
Автори: | V.G. Zobnina, M.V. Kosevich, V.V. Chagovets, O.A. Boryak | |
Реферат: | A problem of elucidation of structure of nanomaterials based on combination of proteins and polyether polymers is addressed on the monomeric level of single amino acids and oligomers of PEG-400 and OEG-5 polyethers. Efficiency of application of combined approach involving experimental electrospray mass spectrometry and computer modelling by molecular dynamics simulation is demonstrated. It is shown that oligomers of polyethers form stable complexes with amino acids valine, proline, hisidine, glutamic and aspartic acids. Molecular dynamics simulation has shown that stabilization of amino acid-polyether complexes is achieved due to winding of the polymeric chain around charged groups of amino acids. Structural motives revealed for complexes of single amino acids with polyethers can be realized in structures of protein-polyether nanoparticles currently designed for drug delivery. | |
Ключові слова: | | |
Видання: | Nanomaterials Imaging Techniques, Surface Studies, and Applications - New York: Springer | | | 2013,
327-338,англійська |
036 Грид-инфраструктура ФТИНТ им. Б.И. Веркина НАН Украины и ее практическое использование в научных исследованиях |
Автори: | В.И. Белан, Л.Ф. Белоус, С.А. Егупов, В.Г. Зобнина, A.Ю. Иванов, В.А. Карачевцев, М.В. Косевич, В.Д. Нацик, В.М. Поляков, Ю.В. Рубин, С.Н. Смирнов, С.Г. Степанян, В.Ю. Торгонин, В.В. Чаговец | |
Реферат: | | |
Ключові слова: | | |
Видання: | Collection of scientific papers of International Conference “Parallel and Distributed Computing Systems”, PDCS 2014, 4–6 March, 2014, Kharkiv, Ukraine. – Kharkiv: ISMA Publishing House, 2014 | | | 2014,
27-40,російська |
036 Использование суперкомпьютерных технологий во ФТИНТ им. Б.И. Веркина НАН Украины |
Автори: | В.И. Белан, Л.Ф. Белоус, Г.Е. Гречнев, Е.С. Заруднев, В.Г. Зобнина, A.Ю. Иванов, М.В. Карачевцев, М.В. Косевич, Ю.В. Рубин, В.В. Славин, С.Н. Смирнов, С.Г. Степанян, В.В. Чаговец | |
Реферат: | | |
Ключові слова: | | |
Видання: | Collection of scientific papers of International Conference “Parallel and Distributed Computing Systems”, PDCS 2013, 13-14 March, 2013, Kharkiv, Ukraine. – Kharkiv: ISMA House | | | 2013,
23-40,російська |
036 Observation of poly(ethylene glycol) clusters with the chlorine anion in the gas phase under electrospray conditions |
Автори: | M.V. Kosevich, V.G. Zobnina, V.V. Chagovets, O.A. Boryak | |
Реферат: | | |
Ключові слова: | | |
Видання: | Rapid Communications in Mass Spectrometry | | | 2011,
713–718,англійська |
036 Межмолекулярные взаимодействия олигомеров полиэфиров с аминокислотой гистидином |
Автори: | В.Г. Зобнина, М.В. Косевич, О.А. Боряк, В.В. Чаговец | |
Реферат: | В рамках проблемы изучения межмолекулярных взаимодействий компонентов белков – аминокислот – с полимерными соединениями на уровне комплексов мономеров исследована модельная система: «гистидин – олигомеры оксиэтилированного глицерина ОЕG-5».
Экспериментальным методом масс-спектрометрии в режиме положительных ионов зарегистрирован набор протонированных ассоциатов молекулы гистидина с одним и двумя олигомерами ОЕG-5 – ОЕGn•His•Н+ и ОЕGn•ОЕGm•His•Н+. Предложены структуры таких
комплексов, определенные методом молекулярной динамики. Установлено, что в кластерах с гистидином происходит закручивание полимерных цепочек вокруг заряженных центров аминокислоты. | |
Ключові слова: | гістидин, оксиетильований гліцерин, міжмолекулярні взаємодії, мас-спектрометрія, молекулярна динаміка | |
Видання: | Вестник СевНТУ. Сер. «Физика биологических систем и молекул» | | | 2011,
88–93,російська |
036 Масс-спектрометрическое исследование образования нанокластеров серебра в среде полиэфиров. 1. Лазерная десорбция/ионизация |
Автори: | М.В. Косевич, В.В. Чаговец, О.В. Севериновская, О.А. Боряк, В.Г. Зобнина, В.С. Шелковский, В.В. Орлов, В.А. Покровский | |
Реферат: | В рамках проблемы синтеза нанокластеров и наночастиц серебра Agn в среде полимеров c помощью метода масс-спектрометрии с лазерной десорбцией/ионизацией изучены системы, содержащие нитрат серебра AgNO3 и низкомолекулярные полиэфиры: полиэтиленгликоль ПЭГ-400 или оксиэтилированный глицерин ОЭГ-5, в которых реализуется восстановление ионов серебра. Зарегистрировано существование в данных системах нанокластеров серебра Agn c n до 35, причем для n > 2 обнаружено наличие «магических чисел», проявляющееся в регистрации положительно заряженных кластеров Agn+ преимущественно с нечетными значениями n. Также зарегистрированы отрицательно заряженные кластеры Agn с n = 1–3. Показано, что в исследованных системах осуществляется один из ожидаемых процессов – образование стабильных кластеров олигомеров полиэфиров (Mm) с катионом серебра Mm·Ag+. | |
Ключові слова: | нанокластеры, наночастицы серебра, полиэфиры, лазерная десорбция/ионизация, масс-спектрометрия | |
Видання: | Масс-спектрометрия | | | 2011,
201–208,російська |
036 Масс-спектрометрическое исследование образования нанокластеров серебра в среде полиэфиров. 2. Бомбардировка быстрыми атомами и моделирование |
Автори: | О.А. Боряк, М.В. Косевич, В.В. Чаговец, В.Г. Зобнина, В.В. Орлов, В.С. Шелковский, С.Г. Степаньян | |
Реферат: | В рамках проблемы синтеза нанокластеров и наночастиц серебра в среде полиэфиров c помощью метода масс-спектрометрии с бомбардировкой быстрыми атомами (ББА) изучены системы, содержащие нитрат серебра AgNO3 и низкомолекулярные полиэфиры (полиэтиленгликоль ПЭГ-400 или оксиэтилированный глицерин ОЭГ-5). Показано, что в исследованных системах присутствуют стабильные кластеры олигомеров полиэфиров (Mm) с катионом серебра Mm·Ag+, что согласуется с данными, полученными ранее с помощью метода лазерной десорбции/ионизации. Квантово-химические расчеты методом DFT показали, что кластеры Mm·Ag+ стабилизированы благодаря навиванию цепочки полиэфира вокруг катиона серебра, координированного атомами кислорода эфирных групп. Нанокластеры серебра в масс-спектрах ББА жидких систем не зарегистрированы, однако кластеры Agn+ получены для выделенных из реакционной среды наночастиц серебра. Какие-либо продукты химического превращения ПЭГ-400 и ОЭГ-5 методом ББА не обнаружены. Обсуждается возможный механизм восстановления катионов серебра с участием нитрат-анионов. | |
Ключові слова: | нанокластеры серебра, полиэфиры, полиэтиленгликоль, бомбардировка быстрыми атомами, компьютерное моделирование, нитрат-анионы | |
Видання: | Масс-спектрометрия | | | 2011,
209–216,російська |
Конференції, семінари, читання, на яких представлені результати проекту |
|
036 Косевич Марина ВадимівнаCтарший науковий співробітник, Доктор фізико-математичних наук Провідний науковий співробітник +380573410938
036 1.4. Діагностика та моделювання наносистем Мета:Розробка нових підходів до діагностування будови наночастинок з використанням сучасних можливостей методу мас-спектрометрії, комбінованих з комп'ютерним моделюванням, та їх застосування до дослідження наночастинок з органічних полімерів та неорганічних кластерів з метою виявлення механізмів їх формування та самоорганізації, встановлення їх структурних та енергетичних характеристик Очікувані результати:Випуск нового виду продукції: методів, теорій Етап 1:Експериментальне мас-спектрометричне дослідження наночастинок на основі органічних поліефірів з неорганічними та органічними іонами Етап 2:Експериментальне дослідження та комп’ютерне моделювання композитів з органічних полімерів та неорганічних наночастинок методами квантової хімії та молекулярної динаміки Етап 3:Розробка кріотехнологічних методів створення наночастинок та створення низькотемпературного мас-спектрометричного методу контролю послідовних етапів формування наноматеріалів Етап 4:Мас-спектрометрична діагностика композитів полімерів з наноформами вуглецю та неорганічними кластерами Етап 5:Дослідження тунельних польових ефектів за участю наночастинок та їх компонентів та розробка комплексної методики паралельної експериментальної та розрахункової діагностики наночастинок
|