​11 октября 2016 года остоялось очередное заседание Президиума Российской академии наук. Члены Президиума заслушали научное сообщение «Гигантское комбинационное рассеяние: применение в химии, биологии и медицине».

Докладчики: академик А.Н. Лагарьков — Институт теоретической и прикладной электродинамики РАН, проф. И.Н. Курочкин — Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН.

Спектроскопия комбинационного рассеяния света — один из мощнейших методов извлечения обширной информации о строении молекул. Она позволяет исследовать химическую структуру и состав очень сложных химических систем, таких, например, как биологические материалы. Однако сечение рамановского рассеяния на много порядков величины меньше сечения флюоресценции, что затрудняет проведение прецизионных экспериментов. Открытое в 1974 году явление гигантского комбинационного рассеяния позволило преодолеть это обстоятельство.

В англоязычной литературе гигантское комбинационное рассеяние имеет аббревиатуру SHRS (усиленное поверхностью рамановское рассеяние). SERS — это техника поверхностной колебательной спектроскопии молекул. Сигнал усиливается плазмонным резонансом, что обеспечивается специально организованными наноструктурами. Физика наночастиц и наноструктур играет для этого эффекта решающую роль, а соответствующие подложки формируются нанолитографией или возникают вследствие самоорганизации. Необходимо быть уверенным, что молекулы анализируемых веществ взаимодействуют с усиливающей сигнал поверхностью, поэтому перенос молекул из объема к поверхности — специальная проблема химии и биохимии.

В докладе обсуждались различные способы создания как усиливающих сигнал поверхностей, так и агломератов из усиливающих частиц. Кроме традиционных систем, в которых сигнал усиливается плазмонными резонансами, рассматриваются другие возможности, например, возбуждение коллективных резонансов в специально организованных диэлектрических структурах. Комбинация металлических и диэлектрических наноструктур позволяет получить гарантированное усиление сигнала на подложке порядка 108. Обсуждается применение SERS в медицинской диагностике.

Показано, что созданные в России методы не уступают зарубежным и позволяют проводить определение активности ферментов и их ингибиторов на уровне 10-15М. Кроме того, полученные наноструктурированные подложки на основе серебра открывают возможность определения и идентификации вирусных и бактериальных частиц вплоть до специфической регистрации отдельных микробиологических объектов. Возможности разработанных плазмонных структур показаны также на примере быстрого определения гликированных форм белков. Полученные результаты показывают целесообразность применения методов на основе гигантского комбинационного рассеяния для регистрации широкого спектра белков-маркеров различных патологических состояний, мониторинга уровня экологических загрязнений и качества продуктов питания.

Исключительно многообещающим представляется использование усиленного поверхностью когерентного рамановского рассеяния. В этом случае при использовании комбинированных подложек (типа диоксида церия с золотыми наночастицами) удается достигнуть абсолютно рекордных соотношений сигнал-шум при огромном увеличении коэффициента усиления сигнала.

В обсуждении доклада приняли участие:

ак. А.И. Арчаков, ак. В.Е. Фортов, ак. С.М. Алдошин, ак. В.П. Чехонин, ак. И.А. Щербаков, проф. А.К. Сарычев (ИТПЭ РАН), чл.-корр. РАН И.В. Кукушкин, чл.-корр. РАН С.Д. Варфоломеев, проф. Д.А. Затейщиков — ФГБУ «УНМЦ» УД Президента РФ.

 

Члены Президиума обсудили и приняли решения по ряду других научно-организационных вопросов.

Похожие новости

  • 10/12/2020

    Максимы от Курчатова. Академик Рыкованов: «Росатом» укрепляет научные альянсы и не оставляет РАН

    ​​​На каких направлениях развития атомной науки и техники маячат сегодня главные вызовы? Где и в чем достигают синергии научно-исследовательские и проектные организации "Росатома" и академические коллективы, работающие в контакте с ними? Об этом шел предметный разговор на научной сессии Общего собрания РАН, которое открылось во вторник в Москве и работает в смешанном очно-заочном формате.
    560
  • 14/05/2018

    ХXVIII Семеновские чтения

    ​В РАН прошли ХXVIII Семеновские чтения, посвященные современным исследованиям в области химической физики. "Есть люди, которые олицетворяют тот или иной век, а есть те, кто его создают. Он один из тех, кто создал XX век" - так говорят о выдающемся российском ученом, лауреате Нобелевской премии академике Семенове (1896-1986 гг.
    1504
  • 15/02/2017

    14 февраля 2017 года состоялось очередное заседание Президиума РАН

    ​Члены Президиума заслушали научное сообщение «Молекулярные машины и переключатели». Докладчик — член-корреспондент РАН Юлия Германовна Горбунова.  Создание материалов, свойствами которых можно обратимо управлять с помощью внешних воздействий является весьма актуальной задачей.
    1990
  • 13/12/2019

    В РАН прошел совет по Стратегии научно-технического развития РФ

    ​В Академии наук прошел совет по приоритетному направлению Стратегии научно-технического развития РФ: «Переход к экологически чистой и ресурсосберегающей энергетике, повышение эффективности добычи и глубокой переработки углеводородного сырья, формирование новых источников, способов транспортировки и хранения энергии».
    1633
  • 27/02/2020

    Правки конституции, метрик и энергетики: что обсуждали на заседании Президиума РАН

    Какие поправки в конституцию нравятся академикам, зачем Сахалину водородные поезда и безопасно ли хоронят в России ядерные отходы, читайте в репортаже Indicator.Ru с заседания Президиума РАН. Поправки в конституцию — плацдарм для наступления Участники обсудили поправки к конституции РФ: в рабочую группу по их внесению вошло целых четыре представителя РАН.
    869
  • 05/01/2016

    На последнем заседании Президиума РАН

    ​Темой основного научного сообщения на последнем в уходящем году заседании Президиума РАН стал доклад коллектива авторов из Российского национального исследовательского медицинского университета имени Н.
    1320
  • 08/02/2020

    В Екатеринбурге вручили Демидовские премии

    В Екатеринбурге вручили Демидовские премии за 2019 год. Их получили физик Юрий Оганесян, в честь которого назван 118-й элемент системы Менделеева, географ Александр Чибилев, биолог Вячеслав Рожнов, и бывший губернатор Свердловской области Эдуард Россель.
    554
  • 22/01/2021

    Учёные Института молекулярной биологии РАН проведут виртуальные экскурсии по своим лабораториям

    ​​​Одним из крупнейших российских институтов, занимающихся исследованиями для медицины, является Институт молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта РАН. При поддержке РНФ здесь создают уникальные линии мышей, которые позволяют моделировать болезни иммунной системы и раковые заболевания человека, а также отрабатывать в них новые концепции терапии.
    160
  • 15/11/2017

    Лауреаты Демидовской премии 2017 года

    ​14 ноября 2017 года в 15:00 в зале Президиума РАН состоялось традиционное чаепитие, посвященное презентации новых лауреатов Демидовской премии 2017 года, которое провел научный обозреватель Владимир Губарев.
    2288
  • 22/03/2017

    Академик Фортов: достижения современной физики помогут развивать здравоохранение

    ​Применение достижений современной физики поможет решать серьезные задачи в здравоохранении, а разработанная с участием Российской академии наук программа "Физика — медицине" позволит объединить усилия академических ученых разных специальностей, заявил глава РАН Владимир Фортов.
    1833