27 лютого 2026 року в Інституті біохімії ім. О.В.Палладіна НАН України відбулося чергове засідання загальноакадемічного міждисциплінарного семінару у галузі природничих наук «Актуальні питання фізико-хімічної та математичної біології». Із доповіддю «Синтез, властивості та біомедичні застосування вуглецевих квантових точок і вуглецевих наногібридів» виступив завідувач кафедри нанофізики конденсованих середовищ Інституту високих технологій Київського національного університету імені Тараса Шевченка доктор фізико-математичних наук, професор Валерій Скришевський.
У своєму вступному слові керівник семінару, заступник директора з наукової роботи Інституту біохімії ім. О.В. Палладіна НАН України, завідувач відділу біохімії м’язів цього Інституту академік НАН України Сергій Костерін відзначив, що у фокусі уваги доктора фізико-математичних наук, професора Валерія Скришевського є, зокрема, розроблення – для потреб клітинної біології та нанобіотехнології – функціоналізованих вуглецевих наногібрідів і кремнієвих наночастинок із високим квантовим виходом люмінесценції, а також створення напівпровідникових сенсорів (біологічних, хімічних, радіаційних). І поінформував, що доповідач працював запрошеним професором у Центральній школі Ліона (École Centrale de Lyon; Ліон, Франція), Національному інституті прикладних наук (Institut National des Sciences Appliquées de Lyon – INSA; Ліон, Франція), Мюнхенському технічному університеті (Technische Universität München – TUM; Мюнхен, Німеччина) та Берлінському центрі матеріалів та енергії імені Гельмгольца Асоціації імені Гельмгольца (колишня назва – Інститут Гана-Майтнер / HahnMeitner Institute; Берлін, Німеччина), читав лекції в університетах Німеччини, Франції, Іспанії, Великої Британії, Словаччини, Китаю, Польщі.
Далі з міждисциплінарною науковою доповіддю виступив доктор фізико-математичних наук, професор Валерій Скришевський. У своєму виступі він проаналізував сучасний стан досліджень у галузі синтезу, властивостей та біомедичних застосувань вуглецевих квантових точок (Carbon Dots, CDs) і вуглецевих наногібридів – на основі узагальнення літературних даних, а також на основі результатів власних експериментальних досліджень, що тривають у Київському національному університеті імені Тараса Шевченка. Доповідач підкреслив, що вуглецеві точки – це нульвимірні вуглецеві наноматеріали з типовими розмірами 2–10 нм, які складаються зі щільного ядра на основі графеноподібних фрагментів і поверхні, функціоналізованої різноманітними кисне- й азотовмісними групами. Завдяки унікальному поєднанню структурних, оптичних і хімічних властивостей ці матеріали привертають велику увагу як перспективні наноплатформи для клітинної біології, біомедицини, сенсорики, енергетики та фотокаталізу.
Учений розглянув класифікацію вуглецевих точок (графенові квантові точки, вуглецеві квантові точки, вуглецеві нанодоти і карбонізовані полімерні точки тощо). Детально проаналізував основні підходи до їхнього синтезу, включно із «зеленими» методами, що використовують біомолекули, лікарські рослини та сільськогосподарські відходи (фрукти, овочі, листя рослин тощо). Особливу увагу приділив простим і масштабованим методам одержання водорозчинних і флуоресцентних вуглецевих точок із високим квантовим виходом люмінесценції, який у деяких системах перевищує 90%. Доповідач описав синтез ультрамалих вуглецевих наногібридів, легованих іонами Gd³⁺, та їхню структурно-хімічну специфіку. Виявилося, що поверхнева функціоналізація (карбоксильні, гідроксильні, амінні й амідні групи), розмір частинок і будова вуглецевого ядра суттєво впливають на фотолюмінесцентні властивості, а також на взаємодію з біологічними середовищами та біосумісність.
Доктор фізико-математичних наук, професор Валерій Скришевський розглянув вплив навколишнього середовища, полярності розчинника та морфології наночастинок на спектральні характеристики випромінювання. Науковець продемонстрував, що більшість вуглецевих точок не проявляють цитотоксичності за помірних концентрацій, а спостережувані ефекти за високих їхніх доз мають переважно цитостатичний характер. І навів дані біохімічних і гематологічних досліджень на тваринних моделях, які вказують на загальну біосумісність матеріалів і, за певних умов, можливі захисні ефекти вуглецевих точок щодо печінки.
Чимала частина доповіді присвячувалася суто біомедичним застосуванням вуглецевих точок: біоіміджингу, магнітно-резонансній томографії з використанням Gd³⁺-легованих систем, фотодинамічній та фототермічній терапії, фотоакустичній терапії пухлин. Продемонстрована здатність вуглецевих точок модулювати рівень активних форм кисню, що дає змогу реалізовувати як антиоксидантні, так і прооксидантні ефекти залежно від умов і світлової активації. Було показано перспективність використання цих матеріалів для адресної доставки лікарських засобів і комбінованої протипухлинної терапії з підвищенням виживаності тваринних моделей.
Крім біомедицини, у лекції було розглянуто застосування вуглецевих точок у сенсорних системах для визначення вмісту іонів важких металів (на прикладі іонів Fe³⁺), вибухових речовин, змін pH середовища, описано механізми флуоресцентного гасіння, агрегації, FRET-ефекту і їхню роль у підвищенні чутливості й селективності сенсорів.
За словами доповідача, вуглецеві наногібриди і вуглецеві квантові точки можна розглядати як надзвичайно перспективний клас функціональних наноматеріалів для потреб біомедицини, тераностики, енергетики, сенсорики та каталізу.
Із запитаннями до доповідача і в обговоренні доповіді виступили, зокрема:
- провідна наукова співробітниця відділу науково-інформаційних та інноваційних досліджень Інституту біохімії ім. О.В. Палладіна НАН України докторка біологічних наук, професорка Ольга Матишевська;
- керівник семінару, заступник директора з наукової роботи Інституту біохімії ім. О.В. Палладіна НАН України, завідувач відділу біохімії м’язів цього Інституту академік НАН України Сергій Костерін;
- завідувачка відділу сигнальних механізмів клітини Інституту біохімії ім. О.В. Палладіна НАН України докторка біологічних наук, професорка Людмила Дробот;
- наукова співробітниця відділу молекулярної біології Інституту біохімії ім. О.В. Палладіна НАН України докторка філософії Ольга Рудницька.
У своєму прикінцевому виступі керівник семінару академік НАН України Сергій Костерін подякував професорові Валерію Скришевському за цікаву та змістовну міждисциплінарну доповідь і побажав йому подальших творчих успіхів.
Фінальним акордом засідання став Шопенів твір у виконанні студентки Національної музичної академії України Юлії Єрмолової.
P.S. Наступне засідання семінару заплановано на 20 березня 2026 року. Виступить відомий український фотохудожник Ігор Червоненко.
За інформацією Інституту біохімії ім. О.В. Палладіна НАН України
Автор світлин – Володимир Кошовенко
