 Следующая тема |  Предыдущая тема |
 cотрудничеству по теме |
 Вернуться к направлению |  Вернуться к содержанию |
|
|
||||||
|
Современные тенденции и разработки в области Рамановской микроспектроскопии и фотолюминесценции для исследований конденсированных сред
| Руководители темы: | Арзуманян Г.М. Кучерка Н. |
Участвующие страны и международные организации:
Армения, Беларусь, Болгария, Египет, Латвия, Польша, Россия, Словакия, Украина.
Изучаемая проблема и основная цель исследований:
Современные тенденции в микроспектроскопии на основе комбинационного (рамановского) рассеяния света, обеспечивающие ультрачувствительные, высококонтрастные и химически селективные подходы для исследований конденсированных сред при предельно малых концентрациях молекул исследуемого вещества, находятся в центре внимания настоящей исследовательской программы. Обнаружение и идентификация одиночных молекул представляет собой предельный уровень чувствительности в химическом анализе. Возможность отслеживания и мониторинга одиночных молекул с информацией об их химической структуре предопределяет далеко идущие перспективы в фундаментальных и прикладных исследованиях в данной области. В этой связи, колебательная спектроскопия, такая как рамановская спектроскопия, будучи неинвазивной и не требующей специальных меток методика, представляется весьма информативным и предпочтительным инструментом для изучения одиночных органических/биологических молекул. Данная цель может быть достигнута с помощью уникальной методики комбинирования двух усиленных модификаций комбинационного рассеяния света, а именно КАРС (когерентное антистоксово рассеяние света) и ГКР (гигантское комбинационное рассеяние) спектроскопии. Основанная на таком подходе ультрачувствительная спектроскопия, известная как ГКАРС – гигантское когерентное антистоксово рассеяние света, в настоящее время мало изучена.
Исследования в области фото- и апконверсионной люминесценции на основе перспективных наноструктур типа «ядро-оболочка». В последние годы, благодаря ряду своих привлекательных свойств, таких как полифункциональность, регулируемость и стабильность, подобные структуры эффективно применяются в современных исследованиях, связанных с биомедициной, оптикой, экологией, материаловедением, энергетикой и т.д. Наноструктуры «ядро-оболочка», содержащие благородные металлы, представляют собой плазмонные наноматериалы, и успешно применяются для контрастной визуализации исследуемых объектов, а также в различных биомедицинских задачах и т.д.
Ожидаемые результаты по завершении этапов темы или проектов:
- Модернизированная под ультрачувствительную спектроскопию ГКАРС многомодальная оптическая платформа.
- Достижение уровня чувствительности регистрации спектров комбинационного рассеяния одиночных/единиц органических молекул методами ГКР и ГКАРС.
- Изучение спектрально-структурных характеристик апконверсионных люминофоров с различными редкоземельными элементами на основе наноструктур
"ядро-оболочка".
- Тестовые результаты по выявлению эффективности применения фотосинтетических пигментов с порфироновым кольцом в качестве оболочек,
и нанокристаллов NaYF4: Yb 3+, Tm 3+/Er 3+ в качестве ядра, в биомедицинской задаче.
- Создание единой платформы для комплементарной спектрально-селективной визуализации образцов методами нелинейной микроскопии комбинационного рассеяния
и апконверсионной люминесценции.
- Комплексный анализ исследуемых в рамках темы структур и образцов методами комбинационного рассеяния, ИК-спектрометрии, атомно-силовой
микроскопии и электронной микроскопии.
- Начало систематических экспериментов по спектроскопии и картированию интенсивности ГКАРС сигнала с пикосекундным возбуждением.
- Измерения и регистрация предельно низких концентраций органических молекул методоми ГКР и ГКАРС – налаживание методики микроспектроскопии
одиночных молекул.
- Сравнение ГКР и ГКАРС спектров и карт интенсивности света, рассеянного от исследуемых органических молекул.
- Завершающий этап по синтезу наноструктур "ядро-оболочка": NaYF4: Yb 3+, Er 3+, Tm 3+@SiO2 и тестирование их
эффективности в биомедицине.
- Исследования конформационных изменений в фосфолипидах под воздействием холестерола и мелатонина методами рамановской и ИК-спектроскопии.
Проекты по теме: | |||
|---|---|---|---|
| Название проекта | Руководитель проекта |
Приоритет проекта (сроки реализации) |
|
| 1. | НАНОБИОФОТОНИКА | Арзуманян Г.М. Кучерка Н. Заместитель: Маматкулов К.З. |
1 (2018-2020) |
| Основные этапы темы: | |||
|---|---|---|---|
| Этап темы или эксперимент | Руководители | Статус проекта или эксперимента | |
| Лаборатория или другие подразделения ОИЯИ | Основные исполнители | ||
| 1. | Разработка научно-технических требований по модификации микроспектрометра "КАРС" под ультрачувствительную модальность ГКАРС "SECARS" | Арзуманян Г.М. |
|
| ЛНФ
| Маматкулов К.З., |
| 2. | Изучение спектральных и плазмонных характеристик ГКР-активных подложек на основе серебряных и золо- тых наночастиц c различной конфигурацией | Арзуманян Г.М. Кучерка Н. |
|
| ЛНФ
| Маматкулов К.З., |
| 3. | Систематические эксперименты по микроспектроскопии ГКАРС на ГКР-активных подложках с пикосекундным возбуждением – спектроскопия одиночных молекул | Арзуманян Г.М. Маматкулов К.З. |
|
| ЛНФ
| Воробьева М.Ю., |
| 4. | Выявление воздействия холестерола и мелотанина на структуру липидного бислоя методом рамановской спектроскопии | Арзуманян Г.М. Кучерка Н. |
|
| ЛНФ
| Воробьева М.Ю., |
| 5. | Изучение спектрально-структур- ных характеристик апконверси- онных люминофоров на основе наноструктур типа "ядро-оболочка" | Арзуманян Г.М. Кучерка Н. |
|
| ЛНФ
| Воробьева М.Ю., |
| 6. | Тестовое применение люмино- форов на основе наноструктур "ядро-оболочка" в биомедицине | Арзуманян Г.М. Кучерка Н. |
|
| ЛНФ
| Воробьева М.Ю., |
| 7. | Разработка концепции единой оптической платформы для контрастной и селективной визуализации образцов методами нелинейной рамановской микро- скопии и апконверсионной люминесценции | Арзуманян Г.М. |
|
| ЛНФ
| Маматкулов К.З., |
| 8. | Расширение исследовательской программы на микроскопе "КАРС" как "дружественного прибора пользователя" | Арзуманян Г.М. Кучерка Н. |
|
| ЛНФ
| Воробьева М.Ю., |
| Следующая тема | Предыдущая тема |
 Вернуться в начало темы |
| Вернуться к направлению | Вернуться к содержанию |