Назва НДР: «Структурно-морфологічна характеритика нових нанокомпозитних матеріалів та кон’югатів нанозимів із полімерами» за Договором № 170/02/0100/2 від 31 травня 2021 р., що виконується за рахунок грантової підтримки НФД України в рамках проєкту 2020.02/0100 згідно з Договором № 170/02/0100 від 14.05.2021 р. «Створення нових нанозимів як каталітичних елементів для ензиматичних наборів та хемо/біосенсорів».
Терміни виконання НДР: 31.05.2021-10.08.2021 р.
Науковий керівник: Кавецький Т.С., канд. фіз.-мат. наук, доцент.
Фактичний обсяг фінансування за період виконання із НФД України – 622,35 тис. грн.
Одержаний науковий результат, його новизна, науковий рівень, значимість
та практичне застосування
Проведено структурно-морфологічну характеристику нових нанокомпозитних матеріалів на основі магнітних наночастинок та благородних металів, зокрема на основі Pt, Pt/Au, Fe3O4, Fe3O4-Au та Bi2S3-Au з використанням сканувальної електронної мікроскопії та атомно-силової мікроскопії, включаючи метод динамічного світлорозсіювання. Хімічну природу наночастинок у всіх випадках підтверджено енергодисперсійною рентгенівською спектроскопією (EDX) з хорошою відповідністю. Наночастинки Pt та Pt/Au являють собою сфери діаметром < 100 нм і ~500 нм, відповідно. Магнітні НЧ Fe3O4 отримано також сферичної форми з розмірами від 100 до 300 нм. Апробовано можливість модифікації поверхні магнітних НЧ, що покращує їх функціональність. Гідродинамічні діаметри гібридів на основі Fe3O4-Au та Bi2S3-Au складали приблизно від 50 до 170 нм. Встановлено, що всі досліджувані наночастинки є достатньо стабільними і можуть використовуватися в подальших експериментах для створення нових нанозимів. Отримані результати є важливими для створення нових нанозимів як каталітичних елементів для ензиматичних наборів та хемо/біосенсорів.
Назва НДР: «Структурно-морфологічна характеристика кон’югатів нанозимів із полімерами з використанням сканувальної електронної мікроскопії» за Договором № 170/02/0100/3 від 22 жовтня 2021 р., що виконується за рахунок грантової підтримки НФД України в рамках проєкту 2020.02/0100 згідно з Договором № 170/02/0100 від 14.05.2021 р. «Створення нових нанозимів як каталітичних елементів для ензиматичних наборів та хемо/біосенсорів».
Терміни виконання НДР: 22.10.2021-10.11.2021 р.
Науковий керівник: Кавецький Т.С., канд. фіз.-мат. наук, доцент.
Фактичний обсяг фінансування за період виконання із НФД України – 266,2 тис. грн.
Одержаний науковий результат, його новизна, науковий рівень, значимість
та практичне застосування
Проведено структурно-морфологічну характеристику кон’югатів нанозимів із полімерами з використанням сканувальної електронної мікроскопії на основі уреасильної полімерної матриці та мікро/наночастинок As2S3, наночастинок Au, полімерної матриці Nafion, наночастинок TiO2, допованих S, та лаккази. Встановлено, що для уреасильних полімерів модифікованих As2S3 має місце ефективна іммобілізація ензиму в середині полімерної матиці за рахунок наявності на халькогенідних мікросферах розміром 3 мкм обірваних зв’язків, в основному сірки. Встановлено позитивну роль наночастинок золота для іммобілізації лаккази. Наноматеріали на основі TiO2 вибрано як ідеальні кандидати для дослідження завдяки їх гарній провідності та здатності служити наномедіаторами. Показано, що наночастинки TiO2, доповані сіркою, розміром від 100 до 500 нм мають властивості, які можуть забезпечити щільну електрокаталітичну взаємодію з ензимом (лакказою як модель). Отримані результати є важливими для створення нових нанозимів як каталітичних елементів для ензиматичних наборів та хемо/біосенсорів.
Назва НДР: «Структурно-морфологічна характеристика кон’югатів нанозимів із полімерами з використанням методів позитронної анігіляційної спектроскопії» за Договором № 170/02/0100/4 від 19 листопада 2021 р., що виконується за рахунок грантової підтримки НФД України в рамках проєкту 2020.02/0100 згідно з Договором № 170/02/0100 від 14.05.2021 р. «Створення нових нанозимів як каталітичних елементів для ензиматичних наборів та хемо/біосенсорів».
Терміни виконання НДР: 19.11.2021-30.11.2021 р.
Науковий керівник: Кавецький Т.С., канд. фіз.-мат. наук, доцент.
Фактичний обсяг фінансування за період виконання із НФД України – 207,449 тис. грн.
Одержаний науковий результат, його новизна, науковий рівень, значимість
та практичне застосування
Проведено структурно-морфологічну характеристику кон’югатів нанозимів із полімерами з використанням методів позитронної анігіляційної спектроскопії на основі уреасильних полімерних матриць різної структури та полімерної матриці Nafion з наночастинками TiO2, допованих S. Серед уреасильних полімерних матриць різної структури вивчалися зразки які істотно відрізняються механічними властивостями від еластичного до крихкого. Встановлено, що найбільша різниця коефіцієнтів термічного розширення порожнин вільного об’єму вище (αF2) та нижче (αF1) температури склування Tg досягається для найбільш еластичної уреасильної матриці. Враховуючи, що дана величина (αF2 – αF1) корелює з чутливістю амперометричних біосенсорів, можна пропонувати нові уреасильні полімерні матриці еластичної структури в якості потенційних кандидатів для ефективної іммобілізації ферментів. Встановлено, що модифікація плівки Nafion наночастинками TiO2 та TiO2S1.5 не впливає на розмір нанопорожнин та морфологію і дефектність структури основної полімерної матриці. Одержана інформація про мікроструктуру вільного об’єму полімерної матриці Nafion з наночастинками TiO2, допованих S, є важливою для подальшого вивчення та розуміння механізму іммобілізації ензимів за використання відповідних полімерних матриць. Отримані результати є важливими для створення нових нанозимів як каталітичних елементів для ензиматичних наборів та хемо/біосенсорів.
Назва НДР: «Структурно-морфологічна характеристика кон’югатів нанозимів із полімерами з використанням атомно-силової мікроскопії» за Договором № 170/02/0100/5 від 07 грудня 2021 р., що виконується за рахунок грантової підтримки НФД України в рамках проєкту 2020.02/0100 згідно з Договором № 170/02/0100 від 14.05.2021 р. «Створення нових нанозимів як каталітичних елементів для ензиматичних наборів та хемо/біосенсорів».
Терміни виконання НДР: 07.12.2021-15.12.2021 р.
Науковий керівник: Кавецький Т.С., канд. фіз.-мат. наук, доцент.
Фактичний обсяг фінансування за період виконання із НФД України – 148,701 тис. грн.
Одержаний науковий результат, його новизна, науковий рівень, значимість
та практичне застосування
Проведено структурно-морфологічну характеристику кон’югатів нанозимів із полімерами з використанням атомно-силової мікроскопії (АСМ) на основі наночастинок (НЧ) Au та їх гібридів у розчині полімеру поліетиленімін (Сu/Ce/Au+PEI). Встановлено, що середні розміри вільних НЧ Au становлять порядку 10-20 нм та для зв’язаних з ензимом (лакказою) 25-80 нм, тоді як для їх гібридів у розчині полімеру Сu/Ce/Au+PEI – порядку 50 нм. В усіх випадках, НЧ є сферичної форми і рівномірно розподілені за розміром. Також в якості кандидатів для створення нанозимів розглянуто можливість використання напівпровідникових модифікованих НЧ Bi2S3, які вже себе зарекомендували для підсилення променевої терапії. Дослідження розміру та морфології методом АСМ показали, що середній розмір напівпровідникових модифікованих НЧ Bi2S3 не перевищує 154 нм, вони теж мають сферичну форму та рівномірний розподіл за розміром. Отримані результати є важливими для створення нових нанозимів як каталітичних елементів для ензиматичних наборів та хемо/біосенсорів.