Биохимическая физика. Медицинская химия

Создана установка, в которой используются принципы ближнепольной оптической микроскопии и фемтосекундные лазерные импульсы света, что позволяет получать оптические изображения с пространственным разрешением 50 нм. С помощью этой установки получены первые изображения липофусциновой гранулы из пигментного эпителия глаза человека. Исследования показали, что сама гранула является неоднородной с точки зрения материала, рельефа поверхности и флуоресцирующих и поглощающих центров. Полученные данные открывают путь к пониманию механизмов фотоповреждения зрительных клеток сетчатки. В перспективе возможно будет проводить идентифицикацию различных флуорофоров в грануле и разрушать токсичные флуорофоры с нанометровым пространственным разрешением фемтосекундными импульсами. (ИХФ РАН, ИБХФ РАН)

Синтезированы и исследованы новые перспективные противоопухолевые агенты – доноры монооксида азота. Выявлена их способность замедлять развитие лекарственной резистентности опухолей и повышать чувствительность злокачественных опухолей к традиционным противоопухолевым препаратам, что позволяет уменьшать концентрации последних и снижать вероятность побочных эффектов. Установлена значительная антиметастатическая активность новых доноров монооксида азота. Показана зависимость этого эффекта от изменений активного транспорта ионов Ca²⁺ в клетках, что может рассматриваться как один из механизмов антиметастатической активности NO-доноров. (ИПХФ РАН)

Синтезированы полиядерные нитроксильные радикалы, имеющие планарное строение и положительный заряд в алифатической цепи. Экспериментально доказано, что новые полиядерные нитроксилы (производные бензоиндолпирролина) являются интеркаляторами ДНК. Методом ЭПР определены константы связывания с ДНК новых противоопухолевых препаратов. В лабораторных условиях наработаны партии стабильных нитроксильных радикалов, которые с успехом применяются в производстве магнитометров с динамической поляризацией ядер, широко используемых в геологоразведке. (ИБХФ РАН)

С целью поиска новых противовирусных веществ и средств диагностики вирусных инфекций осуществлен синтез водорастворимых функциональных полимеров различного химического строения, а также их комплексов с поверхностно-активными веществами (ПАВ) и исследовано взаимодействие с различными вирусами. Электронномикроскопическое исследование позволило выявить сильное вирулицидное действие полимерных комплексов катионных ПАВ, обусловленное разрушением наружной оболочки вирусов. Обнаружено повышенное сродство вирусных частиц к положительно заряженным полимерам, что позволило усовершенствовать электронномикроскопическую диагностику вирусных гастроэнтеритов и повысить ее эффективность в 3 раза. (ИВС РАН, НИИ гриппа РАМН)

Cинтезированы новые производные бетулоновой кислоты, содержащие у атома С-28 фрагменты аминокислот или их метиловых эфиров, а также C-30-аминопроизводные. Установлено, что пептиды бетулоновой кислоты являются активными ингибиторами ВИЧ-инфекции, обеспечивающими 90-процентное ингибирование вируса в наномолярных концентрациях, что на порядок ниже, чем азидотимидином. Синтезированные соединения эффективно защищают клетки от вирус-индуцированного цитопатического действия. Ряд амидов и пептидов бетулоновой кислоты обладают также антигерпетической (на уровне ацикловира) и иммуностимулирующей активностью. Новые амиды бетулоновой кислоты перспективны для использования в полихимиотерапии онкологических заболеваний (НИОХ СО РАН, ГНЦ ВБ «Вектор»)

Установлена полная структура липополисахарида возбудителя бубонной чумы – бактерии Yersinia pestis. Выявлены особенности строения олигосахарида кора и липидного компонента – липида А, связанные с биологическими свойствами липополисахарида, позволяющими микроорганизму преодолевать защитные механизмы как холоднокровных животных (насекомых – переносчиков инфекции), так и теплокровных млекопитающих (грызунов и человека). (ИОХ РАН совместно с ГНЦ прикладной микробиологии, Исследовательским центром Борстеля, Германия, Гарвардской медицинской школой, США)

С целью выяснения механизма действия препарата Димебон (для лечения болезни Альцгеймера) проведено детальное исследование его влияния на ряд ключевых мишеней в центральной нервной системе и проницаемость особых митохондриальных пор. Установлено, что механизм действия нового нейропротекторного препарата Димебон заключается в ингибировании: Са²⁺-каналов, токсического действия b-амилоидного пептида, ацетилхолин- и бутирилхолинэстераз, особых митохондриальных пор, а также в блокировании АМРА-рецептора и полиаминного сайта NMDA-рецептора. (ИФАВ РАН)

Закончен важный этап в изучении механизмов, лежащих в основе развития болезни Альцгеймера. Выявлены нарушения в регуляторных клеточных системах, которые могут быть ответственны за гибель нейронов, дефицит холинергической системы и накопление b-амилоида. Показано, что гибридные молекулы антиоксидантов, содержащие фрагменты, ответственные как за антиоксидантные свойства, так и за антихолинэстеразное действие и структурные изменения в мембранах, являются перспективными биологически активными веществами для лечения болезни Альцгеймера. (ИБХФ РАН)

С помощью световой микроскопии подтверждено, что успешная пересадка кожного лоскута возможна только у мышей с одинаковым метаболическим статусом, оцениваемым по разработанному в Центре универсальному критерию. Установлено, что степень поражения печени и липидного обмена у крыс при химически индуцированном циррозе находится в прямой зависимости от фенотипа NAT2. Животные с фенотипом быстрого NAT2 имеют более глубокие и специфические нарушения биохимических и гистологических показателей крови и печени.Выявлена высокая эффективность производных адамантана при облитерирующем эндартериите и химически индуцированном гепатите. (ЦТПФХФ РАН)

Аналитическая химия

Созданы новые методы определения металлов платиновой группы. Разработаны методики потенциостатического кулонометрического определения иридия и рутения в технологических материалах, включающие синтез электрохимически активной формы под действием микроволнового излучения. Предложен высокопроизводительный метод совместного определения микроколичеств платины и палладия в водных средах, основанный на использовании проточно-инжекционного анализа. Получены тест-средства для экспрессного определения палладия в различных объектах. Разработан сорбционно-рентгено-флуоресцентный метод определения концентраций золота и платины в растворах сложного состава. (ИОНХ РАН, МГУ)

Предложен новый подход к фракционированию различных по подвижности и биологической доступности форм элементов в почвах. Твердый измельченный образец удерживается во вращающейся спиральной колонке под действием центробежных сил при прокачивании через нее водных растворов солей и комплексообразующих реагентов, необходимых для последовательного выщелачивания различных форм элементов. Степень извлечения тяжелых металлов и мышьяка выше, чем в случае обычно применяемого экстрагирования в статическом режиме. (ГЕОХИ РАН)

Получены реагенты и разработаны методики иммунохимического определения пестицидов разных классов в концентрациях до 0,1 нг/мл, что соответствует международным нормам экологического мониторинга. Методы эффективны для контроля загрязнения пестицидами питьевой воды и природных водоемов. (ИНБИ РАН)

Разработана система аналитического обеспечения производства монокристаллов ортогерманата висмута (BGO), обладающих рекордными оптическими и сцинтилляционными характеристиками. Система включает определение до 50 элементов-примесей в диапазоне концентраций 10^-4 – 10^-6 % масс. методами атомно-эмиссионной спектрометрии и лазерной масс-спектрометрии в исходных, промежуточных и конечных продуктах и прецизионное определение германия и висмута в отходах. (ИНХ СО РАН)

Предложена методика определения кислорода и углерода в широком классе твердых высокочистых веществ, в том числе в стеклах систем AsSe, AsS и изотопнообогащенном кремнии на тандемном лазерном масс-рефлектроне. Методика включает предварительную и в ходе анализа очистку поверхности пробы излучением лазера с модулированной добротностью. Предел обнаружения кислорода и углерода составил 7-10^-7% масс., что соответствует лучшим результатам активационных методов анализа. (ИХВВ РАН)

Неорганическая химия

Разработаны методы синтеза борсодержащих биологически-активных соединений на основе замещенных производных клозоборатных анионов и липидоподобных транспортных групп, таких как диалкилглицерины и высшие жирные спирты, для целей нейтроно-захватной терапии. Показано, что нуклеофильное замещение водорода в анионе В₁₀Н₁₀^2- имеет ярко выраженный региоселективный характер, присущий пространственно-ароматическим системам. (ИОНХ РАН)

Изучена структура, термические свойства, тепловое расширение и электрическая проводимость твердых растворов La_1/3Sr_2/3Fe_1-y/3Cr_y/3O_3-d (y = 0, 0.3, 0.6, 1.0) при температурах 750-950°C в интервале давлений кислорода от 10^‑22 до 0.5 атм. Обнаружено наличие инвариантного состава (y =1), сохраняющего орторомбическую Pbnm симметрию элементарной ячейки при изменении содержания кислорода и имеющего повышенную проводимость по ионам кислорода (~0.2 S/см при 950°C). (ИХТТ УрО РАН)

Установлено существование и определены энтальпии образования в газовой фазе молибдатов и вольфраматов хрома CrXO₄ (X=Mo,W; n =3-5), марганца MnXO₄ (X= Mo,W; n =3,4), ниобатов, фосфатов и титаната марганца MnXO₄ (X= Nb, P; n =2,3), MnTiO₃, ниобата, танталата CrNbO₃, CrTaO₃ и фосфатов хрома (CrPO₄, CrPO₃), хроматов бария (BaCrО₂, BaCrO₃), а также солей железа: молибдата FeMoO₄,вольфрамата FeWO₄ и фосфатов (FePO, FePO₃). (ИХС РАН)

Изучено извлечение радионуклидов и РЗЭ из растворов переработки перовскитового концентрата с использованием трибутилфосфата (ТБФ), октанола и ди-(2-этилгексил) фосфорной кислоты (Д2ЭГФК). Экстракционная очистка от тория протекает удовлетворительно с применением ТБФ, насыщенного HCl, и наиболее полно - с Д2ЭГФК. Для извлечения железа предпочтительно использовать октанол, более устойчивый в кислых средах, чем ТБФ. Достигнуто высокое извлечение Th и РЗЭ в осадки – более 99,4 и 99,9% соответственно. Содержание ThО₂ в фильтрате <1 мг/л, что удовлетворяет требованиям санитарных норм на сброс производственных стоков в канализацию. (ИХТРЭМС КНЦ РАН)

В гидротермальных условиях синтезированы нанотубулярные гидросиликаты изоморфного ряда Mg₂Si₂O₅(OH)₄- NiSi₂O₅(OH)₄ имеющие структуру хризотила. Показано, что даже небольшое количество никеля в структуре нанотрубок существенно меняет их диаметр и длину. (ИХС РАН)

Совместно с Университетом Версаля (Франция) разработана методика направленного синтеза кластерных соединений нанометровых размеров, содержащих десятки атомов металла. Осуществлен синтез поли-оксотиометаллатного комплекса состава [{Mo₃S₄(H₂O)₅}₄(g-SiW₁₀O₃₆)₄]^16-. Методами рентгеноструктурного анализа установлено, что анионный кластер в диметиламмонийной соли имеет размеры 3,0 нм и уникальную циклическую порфириноподобную структуру. Синтезированные соединения перспективны для создания селективных нанореакторов. (ИНХ СО РАН)

Изучены внутренние движения, фазовые переходы и ионная проводимость ряда комплексных фторидов циркония, гафния и сурьмы (III) с гомо- и гетероатомными катионами. Показано, что полиморфные превращения в большинстве соединений сопровождаются переходом кристалла в суперионное состояние, а высокая ионная (суперионная) проводимость обусловлена трансляционной диффузией ионов фтора и катионов аммония, таллия и, возможно, щелочных металлов. (ИХ ДВО РАН)