В центре коллективного пользования (ЦКП) СевГУ «Молекулярная структура вещества» объединено высокотехнологичное оборудование для исследования вещества на молекулярном и атомарном уровне, а также для проведения генетических исследований.
В центре насчитывается 13 единиц высокотехнологического оборудования, разделенного по направлению решаемых задач на два блока. Это оборудование для генетических исследований: секвенатор ДНК, ПЦР-амплификатор реального времени и сопутствующая инфраструктура для проведения исследований.
Второй блок оборудования предназначен для физико-химических и физико-механических исследований. В него входят спектрометры различных диапазонов (видимого, ультрафиолетового, инфракрасного), спектрометр комбинационного рассеяния, хроматографы для жидкостной и газовой фазы, атомно-абсорбционный спектрометр. Также в центре есть набор микроскопического оборудования: оптические микроскопы, лазерный сканирующий конфокальный микроскоп, атомно-силовой микроскоп и сканирующий электронный микроскоп.
«Таким образом мы можем проводить исследования как свойств веществ на микро- и наноуровне, так и определять химический состав веществ различной природы. Если речь идет о биологических образцах, мы можем выделить из них ДНК, секвенировать её и сделать генетический анализ. Атомно-силовые микроскопы и рамановские спектрометры – это не уникальное оборудование для физико-химических лабораторий. Особенность нашего прибора в том, что эти два метода исследования объединены в одну установку. Такой подход позволяет исследовать состав вещества на уровне близком к атомарному размеру», - рассказал заведующий лабораторией Центра коллективного пользования «Молекулярная структура вещества» Андрей Мосунов.
Блок физико-химических и физико-механических исследований:
Студенты уровня бакалавриата, магистратуры и аспиранты кафедры «Физика» выполняют свои исследовательские работы на оборудовании этого блока, их перечень достаточно широк. Большинство работ являются частями глобальных грантовых проектов или госзаданий. Главная тема исследований, которые ведут ученые - это исследование антиопухолевых препаратов, их комплексообразования и способов адресной доставки.
«Гипотеза, которую мы выдвинули и проверяем на протяжении нескольких лет – это каким образом аллотропную форму углерода (фуллерен С60), можно использовать в качестве адресного доставщика для антиопухолевого антибиотика. Для того, чтобы понимать работоспособность данной гипотезы, мы должны понимать, как подобный комплекс будет вести себя, в организме, а значит необходимо знать физико-химические свойства самого фуллерена и того как он на себя абсорбирует тот или иной препарат. В раствор фуллерена мы добавляем разные антибиотики, красители, мутагены, все, что может быть в живом организме. Затем на спектрофотометрах изучаем свойства образовавшихся комплексов: их устойчивость при изменении температуры, показателя pH. Одна из идей, которая лежит в основе адресной доставки – это то, что pH здорового организма и опухоли – разные. Наша гипотеза состоит в том, что при нормальном pH комплекс достаточно стабилен, и препарат не будет оказывать побочного эффекта на здоровые клетки. Когда же комплекс добирается до опухоли, за счет другого показателя pH, связи могут распадаться и антибиотик освобождается для проявления своего биологического эффекта. Эту гипотезу мы сейчас проверяем», - поясняет ученый.
Еще один масштабный проект – работа по модификации сверхвысокомолекулярного полиэтилена, который используется для эндопротезирования.
«По итогам работы мы показали, что при обработке этого полиэтилена ультрафиолетовой плазмой, вакуумной плазмой и плазмой атмосферного давления можно добиться повышения прочности поверхностного слоя полиэтилена, что дает возможность предполагать, что эндопротез, модифицированный таким образом, будет более прочным. Помимо модификации поверхности мы исследовали напыление того же самого фуллерена, оксида графена на поверхность протеза, и выяснили, что его прочность увеличивается многократно», - рассказал Андрей Мосунов.
Блок генетических исследований:
В рамках этого блока, в соответствии с задачами программы академического стратегического лидерства «Приоритет 2030», ученые исследуют реакцию черноморской мидии на различные стрессовые факторы, создают генетическую карту крымских можжевельников. Ученые этого направления сотрудничают с такими индустриальными партнерами, как Никитский ботанический сад, НИИ «Магарач», Институтом сельского хозяйства Крыма в рамках задач по генотипированию культурных растений полуострова.
В перспективе оборудование Центра коллективного пользования «Молекулярная структура вещества» планируют применять для анализа нефтехимических продуктов. Филиал ЦКП недавно открыли в Симферополе на базе НИИ Сельского хозяйства Крыма.