Включает описание современных приборов (атомносиловая микроскопия, конфокальная микроскопия, лазерная интерференционная микроскопия, спектроскопия КР и ЭПР) и методов моделирования, а также цикл лабораторных работ, посвященных применению наноструктур (квантовые точки, коллоидные частицы, липосомы) как для повышения эффективности биологического исследования, так и для обучения основам нанобезопасности. <...> В качестве примера можно рассмотреть биологические мембраны—клеточные органеллы, образованные из комплексов белков, липидов и полисахаридов и выполняющие различные функции в клетке, главным образом защитную и транспортную. <...> В клетках толщина биологических мембран менее 100 нм; внутри них происходит большое количество сложных и жизненно важных процессов, что позволяет напрямую относить биологические мембраны к микроструктурам, имеющим наноструктурированную поверхность. <...> Использование металлических НЧ в биологических и медицинских фундаментальных и прикладных исследованиях развивается в двух основных направлениях: (1) изучение действия НЧ на свойства живых объектов (клеток, тканей, органов и организма 12 Введение в целом) с последующим применением полученных знаний на практике и (2) использование НЧ в биомедицинских экспериментах для терапии и медицинской диагностики, в частности для усиления сигнала (интенсивности флуоресценции и комбинационного рассеяния (КР) света), регистрируемого от объектов (клеток, белков и нуклеиновых кислот, биологических мембран и низкомолекулярных веществ). <...> НЧ серебра и золота (НЧС и НЧЗ) представляют особый интерес, поскольку потенциально они могут применяться в биологии и медицине для общего неспецифического воздействия на свойства биологических структур, а также в спектрои микроскопии для усиления интенсивности комбинационного рассеяния (КР) молекулами клеток. <...> Так, в спектро- и микроскопии гигантского комбинационного рассеяния используются <...>
Нанобиотехнологии.pdf
НАНОБИОТЕХНОЛОГИИ
ПРАКТИКУМ
Под редакцией
чл.корр. РАН А. Б. Рубина
4е издание, электронное
Москва
Лаборатория знаний
2020
Стр.2
УДК 57
ББК 28.07
Н25
С е р и я о с н о в а н а в 2006 г.
А в т о р ы:
А. М. Абатурова, Д. В. Багров, А. А. Байжуманов, А. П. Бонарцев,
А. Р. Браже, Н. А. Браже, В. К. Ванаг, П. В. Гулак , А. Н. Дьяконова,
Д. В. Зленко, И. Б. Коваленко, Н. А. Крупенина, А. В. Локтюшкин,
О. Г. Лунева, Е. Г. Максимов, П. А. Мамонов, Д. Н. Маторин,
А. М. Нестеренко, В. Н. Новоселецкий, В. А. Осипов, Е. Ю. Паршина,
Г. Ю. Ризниченко, А. Б. Рубин, А. А. Розенкранц, М. Г. Страховская,
Ю. В. Храмцов, А. А. Черкашин, К. В. Шайтан, А. О. Шумарина,
А. И. Юсипович
Р е ц е н з е н т ы:
д-р биол. наук, профессор кафедры биофизики биологического
факультета МГУ имени М. В. Ломоносова Г. В. Максимов;
заместитель декана факультета наук о материалах МГУ, членкорреспондент
РАН Е. А. Гудилин
Н25
Нанобиотехнологии : практикум / под ред. А. Б. Рубина. —
4-е изд., электрон. — М. : Лаборатория знаний, 2020. — 403 с. —
(Нанотехнологии). — Систем. требования: Adobe Reader XI ;
экран 10".— Загл. с титул. экрана. — Текст : электронный.
ISBN 978-5-00101-728-8
Практикум по курсу «Нанобиотехнологии» разработан сотрудниками
кафедры биофизики и биоинженерии биологического факультета МГУ
им. М. В. Ломоносова. Включает описание современных приборов (атомносиловая
микроскопия, конфокальная микроскопия, лазерная интерференционная
микроскопия, спектроскопия КР и ЭПР) и методов моделирования,
а также цикл лабораторных работ, посвященных применению наноструктур
(квантовые точки, коллоидные частицы, липосомы) как для повышения
эффективности биологического исследования, так и для обучения основам
нанобезопасности.
УДК 57
ББК 28.07
Деривативное издание на основе печатного аналога: Нанобиотехнологии
: практикум / под ред. А. Б. Рубина. — М. : БИНОМ. Лаборатория
знаний, 2011. — 384 с. : ил., [8+8] с. цв. вкл. — (Нанотехнологии).
ISBN 978-5-9963-0627-5
В соответствии со ст. 1299 и 1301 ГК РФ при устранении ограничений,
установленных техническими средствами защиты авторских прав,
правообладатель вправе требовать от нарушителя возмещения убытков
или выплаты компенсации
ISBN 978-5-00101-728-8
○c Лаборатория знаний, 2015
Стр.3
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие..........................................3
Введение .............................................5
Часть 1. Нанобиотехнологии
в изучении биологических мембран ........... 15
1.1. Применение эффекта плазмонного резонанса
для исследования свойств мембранносвязанного
гемоглобина в интактных эритроцитах с использованием
спектроскопии гигантского комбинационного рассеяния
с наночастицами серебра. Браже А. Р., Браже Н. А. .... 15
1.2. Методы приготовления и анализа
моноламеллярных липосом. Паршина Е. Ю. ........... 43
1.3. Методы модификации состава плазматических мембран
интактных клеток с использованием липосом
и декстринов. Браже Н. А., Лунева О. Г.,
Паршина Е. Ю. ................................... 62
1.4. Проникновение метилвиологена в растительную клетку
под действием возбуждения, вызванного
электрическим стимулом. Крупенина Н. .............. 81
1.5. Транспорт неэлектролитов черезприродные
мембранные нанопоры. Локтюшкин А. В. ............. 94
1.6. Основы атомно-силовой микроскопии.
Багров Д. В., Шайтан К. В. ........................ 113
Часть 2. Действие нанообъектов
на биологические структуры ................. 140
2.1. Методы комплексного исследования действия
нанообъектов на морфо-функциональные свойства
клеток на примере эритроцитов. Юсипович А. И. ...... 140
2.2. Модификация активности антиоксидантных ферментов
крови наночастицами серебра in vitro.
Байжуманов А. А., Паршина Е. Ю. .................. 161
Стр.384
384
Содержание
2.3. Определение эффективности индуктивно-резонансного
переноса энергии (FRET), ферстеровского радиуса
и константы скорости переноса энергии от квантовых
точек к биологическим акцепторам. Максимов Е. Г. ... 176
2.4. Изучение токсичности наноматериалов
с использованием флуоресценции микроводорослей.
Осипов В. А., Маторин Д. Н. ....................... 193
2.5. Влияние наночастиц серебра на структуру
и функционирование нервных волокон. Браже А. Р...... 217
Часть 3. Нанобиотехнологии в медицине .............. 229
3.1. Исследование фотодинамического действия наночастиц
сенсибилизаторов разных типов на микроорганизмы.
Шумарина А. О., Страховская М. Г.................. 229
3.2. Применение явления поверхностного
плазмонного резонанса для изучения межмолекулярных
взаимодействий. Гулак П. В. , Розенкранц А. А......... 248
3.3. Изучение поверхности твердого тела
и биологических объектов в воздушной и водной среде
с нанометровым разрешением при помощи
атомно-силовой микроскопии. Храмцов Ю. В. ........ 270
3.4. Изучение фармакокинетических параметров
наноразмерных лекарственных средств.
Бонарцев А. П. ................................... 285
Часть 4. Теоретические аспекты
нанобиотехнологии ..........................299
4.1. Молекулярно-механическое моделирование
свойств углеродных нанотрубок. Зленко Д. В.,
Мамонов П. А., Нестеренко А. М. ................... 299
4.2. Современные методы моделирования
белок-белковых взаимодействий. Дьяконова А. Н.,
Коваленко И. Б., Абатурова А. М., Резниченко Г. Ю. ... 316
4.3. Диссипативные структуры в реакции
Белоусова—Жаботинского с реагентами,
диспергированными в обращенной
АОТ микроэмульсии. Черкашин А. А, Ванаг В. К. ..... 348
4.4. Молекулярная динамика мембранных белков
на примере адренорецептора. Новоселецкий В. Н.,
Шайтан К. В. ................................... 364
Стр.385