Новости
О Проекте
Активности
Пресс-релизы
Исполнители
Семинары
Публикации
Контакты
Это интересно





 
 

Проект Европейского Социального Фонда «Создание междисциплинарной научной группы Для Разработки и внедрения новых флуоросцентных методов и материалов»

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ПРОЕКТА:
    Даугавпилский Университет (ДУ) в партнёрстве с Институтом микробиологии и биотехнологии Латвийского Университета (ЛУ).

ПЕРИОД РЕАЛИЗАЦИИ ПРОЕКТА:
    01.12.2009 – 30.11.2012

ОБЩАЯ СУММА ПРОЕКТА:
   720 000 латов
 85% финансирования из Европейского Социального фонда ,
 15% финансирования из государственного бюджета.

ЦЕЛЬ ПРОЕКТА:
    Способствовать дополнительному привлечению человеческих ресурсов для науки путём создания новой междисциплинарной группы учёных с целью разработки и внедрения новых флуоресцентных материалов и методов.

ОПИСАНИЕ ПРОЕКТА:
     Флуоресцентные красители в наше время приобретают всё большую популярность во многих отраслях науки и человеческой деятельности. Они применяются в медицине, аналитической химии, биологии, геологии, киноиндустрии, декорировании, а также в повседневной жизни, и углублённо исследуются. Тем не менее, есть смысл продолжать их разработку, поскольку в каждой области применения необходимы определённые уникальные свойства красителей. В настоящее время наиболее востребованы новые материалы с выраженными люминесцентными и специфическими характеристиками (растворимость, прочность, токсичность и т.п.), поэтому проект предусматривает синтез новых флуорофоров и изучение их качественных особенностей. Привлекая дополнительные человеческие ресурсы для науки, в Латвии впервые образована новая междисциплинарная научная группа в составе 21 человека, которые проводят углублённые исследования в области химии (органическая химия, химические технологии), физики (физика твёрдого
тела, оптика, микроскопия) и биологии (микробиология, биотехнология, молекулярная биология), создавая базу знаний, которые невозможно приобрести в рамках отдельно взятой научной дисциплины.

РЕЗУЛЬТАТ ПРОЕКТА:
   Проект предполагает разработку новых методов и материалов для развития науки и технологий, таким образом, его реализация будет содействовать развитию инновационных флуоресцентных технологий в различных областях науки и промышленности Латвии.
   Будут созданы, апробированы на практике и запатентованы новые флуоресцентные методы и материалы, на их основе разработаны и проверены новые флуоресцентные методы исследования биологических систем.  Список уже известных флуоресцентных материалов будет дополнен целым рядом новых флуорофоров с улучшенными функциональными показателями – более интенсивной люминесцентностью, большей фотоустойчивостью, меньшей цитотоксичностью и т.п. Сравнение спектральных параметров полученных соединений с характеристиками уже существующих флуоресцентных зондов и отбор перспективных красителей даст возможность улучшить разработанные флуоресцентные методы.
   Полученные данные будут использованы для выявления связи между структурой и флуоресцентными свойствами, используя квантово-химические расчеты и математическое моделирование. Спектральные исследования биологических объектов, окрашенных с помощью флуоресцентных зондов, позволят выявить их структурные особенности и изменения, происходящие под влиянием разнообразных внешних факторов. Результаты флуоресцентного анализа дадут возможность выработать различные приёмы оценки  функционального состояния клеток растений, микроорганизмов и человека. Применение эффективных методов флуоресцентных зондов углубит исследования, связанные с экологическими и биотехнологическими вопросами.
В рамках исследования будут разработаны докторские диссертации и магистрские работы.

                                                        * * *
     С давних времён люди наблюдали люминесцентные явления – северное сияние, молнии, морское свечение, мерцание светлячков и других насекомых, а также свечение минералов в темноте, но систематическое изучение люминесцентности началось только в 19 веке. В последние 50 лет всё большее применение находят различные люминесцентные приборы, например: лампы дневного света, экраны телевизоров и т.д. Люминесценция – это излучение, представляющее собой избыток над тепловым излучением тела и продолжающееся в течение времени, значительно превышающего период световых колебаний; это холодный цвет, так как люминесцентные материалы – люминофоры – светят без нагревания. Оптическое излучение происходит в результате воздействия на материал различных факторов: света (фотолюминесценция), электронов (катодолюминесценция), гамма-лучей, протонов, альфа- и бета-частиц (радиолюминесценция), рентгеновских лучей (рентгенолюминесценция), электрического поля (электролюминесценция), в результате химических и биологических процессов (хемилюминесценция и биолюминесценция). При прерывании процесса возбуждения люминесценция ещё продолжается какое-то время. В зависимости от длительности свечения люминесценцию разделяют на флуоресценцию и фосфоресценцию. Флуоресцентные вещества очень быстро (примерно 10-9 – 10-6 секунд) перестают излучать свет после прекращения возбуждения. В свою очередь, фосфоресценция наблюдается значительно дольше после прекращения возбуждения, она может длиться многие минуты и даже часы. Светящиеся в темноте наклейки и циферблаты часов – это примеры фосфоресценции. Из флуоресцентных материалов изготавливаются некоторые защитные элементы, например: флуоресцентные надписи, которые не видны при обычном освещении, но флуоресцируют (т.е. становятся видимыми) при ультрафиолетовом; многообразное флуоресцентное защитное волокно, которое в процессе изготовления бумаги добавляют в бумажную массу (его флуоресцентность может быть многокрасочной). Явление флуоресценции используется при изготовлении дорожных знаков, которые при отражении видимого света сами начинают усиленно излучать свет. Целый ряд люминофоров применяют для достижения цветового эффекта.
   При изучении состава и состояния различных объектов применяется люминесцентный анализ, широко используемый в химии, экологии, археологии, биологии, медицине и других областях, а также при поиске нефтяных месторождений. По количеству нефтепродуктов в верхних слоях земной коры можно установить место бурения скважины. В пищевой промышленности благодаря этому методу удается определить свежесть продуктов, например: свежие лимоны дают жёлтое свечение, а лимон с признаками грибкового поражения люминесцирует тёмнозелёным цветом в месте повреждения. При хранении молока на свету исчезают витамины группы В, и цвет люминесценции молока изменяется с жёлтого на синий. Таким образом можно отличить цельное молоко от обезжиренного. Люминесцируют также мясо, мука, яйца, рыба и т.д.
   В криминалистике с помощью люминесцентного анализа обнаруживают фальшивые подписи, тексты, ценные бумаги, поскольку каждый сорт бумаги и чернил люминесцируют по-разному. Можно установить возраст антикварных предметов и их подделки; в медицине этим методом пользуются при диагностике заболеваний. Уже в 1941 г. флуоресцентно окрашенные антитела стали использовать для определения клеточных антигенов; в настоящее время их широко применяют в медицинских исследованиях.

Люминесценция полученных красителей в жидкостях и кристаллах.

 

Работа в лаборатории микроскопии. Образцы кристаллов.