|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
Интеллектуальная Система Тематического Исследования НАукометрических данных |
||
Получение ультрамалых частиц Au и Cu в присутствии молекул ДНК и исследование их физико-химических свойствНИР
Preparation of ultrasmall Au and Cu nanoparticles in the presence of DNA molecules and the study of their physicochemical properties
- Руководитель НИР: Сергеев В.Г.
- Ответственный исполнитель: Иванова Н.К.
- Подразделение: НИЛ коллоидной химии
- Срок исполнения: 1 октября 2020 г. - 1 октября 2022 г.
- Номер договора (контракта, соглашения): 20-33-90296\20
- Номер ЦИТИС: АААА-А20-120091190040-9
- Тип: Фундаментальная
- Приоритетное направление научных исследований: Функциональные материалы, наноматериалы и технологии
- Приоритеты и перспективы НТР Российской Федерации согласно Стратегии НТР РФ: переход к высокотехнологичному здравоохранению и технологиям здоровьесбережения
- ПН России: Индустрия наносистем
- Направление технологического прорыва России: Медицинские технологии и лекарственные средства
- Критическая технология России: Нано-, био-, информационные, когнитивные технологии
-
Рубрики ГРНТИ:
- 31.15.37 Химия коллоидов. Дисперсные системы
-
Ключевые слова:
наночастицы золота, матрица, наночастицы меди, днк
dna, matrix, gold nanoparticles, copper nanoparticles -
Описание:
Целью исследования является получение ультрамалых частиц золота и меди, стабилизированных молекулами ДНК.
-
Abstract:
Ultramall metal nanoparticles (less than 10 nm in size) have prominent optical, conductive, and catalytic properties. This project is devoted to studying the possibilities of synthesizing ultrasmall copper and gold nanoparticles. One of the key roles for the synthesis and further use of nanoparticles is the choice of stabilizer. In this project, a DNA molecule was chosen as a stabilizer and template for the formation of nanoparticles. This choice was made due to a number of features and advantages of the DNA molecule, including the ability to change its DNA conformation (by adding electrolytes, changing the temperature), opportunity to use in synthesis DNA with different nucleotide composition and size, and also due to its effective binding to metal ions. All of this properties open up wide possibilities for varying the synthesis conditions and studying the processes of nanoparticle formation. The other aim of the project is to study the sensory and catalytic properties of the obtained nanoparticles. Successful completion of the project will gave an opportunity to solve the fundamental and applied problems about the synthesis and possible use of ultrasmall metal nanoparticles in the presence of DNA.
-
Планируемые результаты:
В результате выполнения проекта будут: 1. Изучены закономерности образования комплексных соединений между молекулами ДНК и иоными Au и Cu в водных средах. Определены составы образующихся комплексов и их строение. 2. Синтезированы ультрамалые частицы (<10 nm) Au и Cu стабилизированные молекулами ДНК и исследованы их каталитические и флюоресцентные свойства. 3. Синтезированы биметаллические частицы типа «ядро-оболочка», в которых в качестве ядра выступают кластеры Au или Cu и изучены их каталические свойства на примере реакций восстановления пара-нитрофенола и метиленового синего. 4. Разработаны основы направленного синтеза ультрамалых частиц и кластеров Au Сu для оптических сенсорных систем.
-
Научный задел:
По тематике проекта опубликовано 1 публикация в журнале из перечня Scopus, результаты работы также были представлены на 4 научных конференциях, включая российские и международные. 1. Karpushkin E., Ivanova N., Lopatina L., Sergeyev V. Fluorescent gold nanoclusters prepared in the presence of DNA, Functional Materials Letters. V. 13.2, (2020). doi:10.1142/S1793604720410027 2. Иванова Н.К. Синтез наноразмерного золота в присутствии дезорибонуклеиновой кислоты. Международная научная конференция студентов, аспирантов и молодых учёных «Ломоносов-2019», (г. Москва, 8-11 апреля, 2019), Сборник материалов конференции, 2019. С. 354. 3. Ivanova N.K., Lopatina L.I., Aleksandrov Y.D. Synthesis of gold nanoclusters in the presence of DNA and guanosine monophosphate, The Fifth International Scientific Conference "Advances in Synthesis and Complexing". (Moscow, 22-26th April, 2019). Book of abstracts, 2019. V.2, – P. 169. 4. Ivanova N.K., Sergeyev V.G., Lopatina L.I., Gallyamov M.O. Size-controlled synthesis of the gold nanoparticles in the presence of DNA, ХХI Mendeleev Congress on General and Applied Chemistry. Abstracts. Saint Petersburg, Book of abstracts, 2019. V.1, – P. 364 5. Ivanova N.K., Karpushkin E.A., Sergeyev V.G., Lopatina L.I Size effect of Au nanoparticles synthesized in the presence of DNA in catalytic reactions. XI International Conference on Chemistry for Young Scientists “Mendeleev 2019”. (Saint Petersburg, 9-13th September, 2019). Book of abstracts, 2019. – P. 69
- Добавил в систему: Сергеев Владимир Глебович
Источник финансирования НИР
| грант РФФИ |
Этапы НИР
| # | Сроки | Название |
| 1 | 1 октября 2020 г.-1 октября 2021 г. | Получение ультрамалых частиц Au и Cu в присутствии молекул ДНК и исследование их физико-химических свойств |
| Результаты этапа: При изучении взаимодействия ДНК с ионами меди Cu(II) и Au (III) было установлено, что ионы металлов способны встраиваться в двойную спираль ДНК, что приводит к росту поглощения в области 260 нм и появлению поглощения в области 380-400 нм в случае ионов Au(III) . При восстановлении комплексов ДНК-Au(III) цитратом натрия образуются наночастицы размером < 30 нм только если ионы Au(III) присутствуют в избытке, т.е. [Au(III)]/[ДНК]>2. При меньших соотношениях реакция не протекает. Аналогичное поведение наблюдается и для комплексов ДНК-CuSO4: при восстановлении гидразином - образование НЧ меди наблюдалось только в случае мольного избытка ионов меди относительно ДНК. При более детальном исследовании взаимодействия Au(III) с нуклеозидами (аденозином и гуанозином), установлено, что поглощение при 400 нм наблюдается только для комплексов Au(III) с гуанозином. Показано, что для получения монодисперсных наночастиц золота в присутствие аденозина и гуанозина следует использовать соотношение нуклеотид/Au(III) 1:1 или 2:1 и боргидрид натрия в качестве восстановителя, так как при использовании цитрата натрия образовывались полидисперсные частицы крупных размеров. Показано, что флуоресцентные нанокластеры (НК) с максимумом λem 470-510 нм (λex 365 нм), (квантовый выход для НК составил 1.1-0.3% в зависимости от исходного соотношения ДНК:Au(III)) образуются при нагревании комплекса ДНК-Au(III) и pH 11. Образование НК подтверждено данными УФ- спектрокопии, HR-TEM и EDX-спектрокопии. Предложен механизм образования НК, который, заключается в образовании апуриновой кислоты и продуктов элиминирования дезокирибозы при нагревании и изменении pH. В ходе этих реакций в системе образуются продукты, содержащих кето-группы, которые выступают в качестве восстановителей Au(III) до Au(0). Полученные НК золота обладают стабильной флуоресценцией в широком диапазоне pH и ионной силы раствора в течение длительного времени. НК чувствительны к молекулам дофамина (предел чувствительности 5 мкМ), т.е. способны выступать в качестве флуоресцентных сенсоров для его обнаружения. | ||
| 2 | 1 октября 2021 г.-1 октября 2022 г. | Получение ультрамалых частиц Au и Cu в присутствии молекул ДНК и исследование их физико-химических свойств |
| Результаты этапа: | ||
Прикрепленные к НИР результаты
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".