Уникальные научные установки

Комплексная установка для исследования динамики нанобиомашин «Лазерный пинцет» («Лазерный пинцет»)

УНУ создана в 2008 году

Данная УНУ была поддержана в рамках мероприятия 1.8 ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы»
Данный университет является победителем конкурсного отбора программ развития университетов, в отношении которых устанавливается категория "национальный исследовательский университет (НИУ)"
Адрес
  • Северо-Западный
  • 195251, г. Санкт-Петербург, ул. Политехническая, д. 29
  • 🌎http://www.nanobio.spbstu.ru/usu
Руководитель работ
Сведения о результативности за 2016 год (данные мониторинга)
Участие в мониторинге Число организаций-пользователей, ед. Число публикаций, ед. Загрузка в интересах внешних организаций-пользователей, %
да4329.86
Базовая организация

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого»

Информация об уникальной научной установке (УНУ)

Технические характеристики УСУ позволяют манипулировать объектами с точностью до одного-двух нанометров, измерять силы в сотые доли пиконьютона и проводить микроскопические исследования с пространственным разрешением 30 нм в латеральной плоскости (2D).

Главные преимущества, обоснование уникальности установки, в том числе сопоставление УНУ с существующими аналогами

Комплексная установка предназначена для проведения исследований в области живых систем. Она позволяет измерять динамические и механические характеристики отдельных молекул, получая информацию не доступную никакими другими способами. Это открывает принципиально новую возможность прямого изучения механизмов действия и работы отдельных молекул в живых системах. Основными техническими параметрами являются а) измеряемое минимальное перемещения макромолекул внутри клетки - менее ОДНОГО нанометра и б) диапазон измеряемых сил взаимодействия между макромолекулами и субклеточными структурами 0.01 – 200 пикоНьютона. Главное преимущество и уникальность установки определяется приведенными характеристиками и количеством методов исследования живых систем реализованных на ней. Установка позволяет изучать процессы дифференцировки и развития эмбриональных и стволовых клеток; воздействия различной химической и физической природы на одиночные макромолекулы, включая действие электромагнитных других типов полей; исследование динамики функционирования и молекулярных механизмов работы одиночных макромолекул – белков-ферментов, моторных белков. Она позволяет использовать комплекс для манипулирования наносистемами биологической и не биологической природы и изучение их динамических свойств. Параметры установки превосходят мировые аналоги.

Основные направления научных исследований, проводимых с использованием УНУ

  • исследование динамики функционирования и молекулярных механизмов работы одиночных макромолекул: белков, ДНК и РНК, изучение нарушений в механизмах функционирования одиночных молекул;
  • детальное исследование динамики клеточных процессов на живых клетках, определение характерных частот, времён и т.д.;
  • исследование динамики функционирования и молекулярных механизмов работы моторных белков;
  • исследование влияния внешних факторов на прижизненную динамику ДНК и РНК в клетке;
  • исследование влияния лазерного, ЭМП и других внешних воздействий и ФАВ на работу клетки, включая воздействия на деление клетки, работу клеточных часов и других ритмических процессов;
  • изучение механизмов деления клеток в норме и при таких патологиях как опухолевые трансформации;
  • подбор и определение механизмов влияния ФАВ на деление клеток;
  • определение движения внутриклеточных частиц (органелл, рибосом, включений) с точностью не менее 1 нм (с помощью 2-лазерных систем);
  • исследование влияния «антисмысловых» РНК на реакции клеток в норме и при патологиях;
  • проведение (с помощью 2-лазерных систем) микрохирургических операций в живой клетке;
  • использование нано-манипуляций в живой клетке для выяснения их роли в изучаемом эффекте;
  • исследование динамики внутриклеточных процессов у генетически модифицированных клеточных линий и организмов;
  • манипулирование и изучение свойств наноструктур небиологической природы;
  • микроскопическое исследование с пространственным разрешением в латеральной плоскости до 30 нм.

Наиболее значимые научные результаты исследований

1) В проекте «Структурная протеомика окислительно-восстановительных белков, вовлеченных в регуляцию последствий окислительного стресса» ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы (ГК № 02.740.11.5014 от 20 июля 2009 г.) был решен широкий спектр задач, начиная с клонирования генов белков MsrB и Trx и заканчивая не только решением пространственной структуры каждого из них, но и установлением пространственной структуры активного непродуктивного комплекса, возникающего в результате взаимодействия их мутантных форм. В итоге были сформулированы основы механизма окислительно-восстановительной реакции катализируемой в комплексе двух изучаемых белков. Изобретение «Способ оценки эффективности действия антиагрегантных препаратов на организм человека», заявка на патент No. 2010130629 (21.07.2010). 2) В результате проведенных работ по проекту «Проведение исследований в области живых систем с использованием лазерно-оптической системы для анализа функционирования трехмерных наносистем входящей в состав уникальной комплексной установки для исследования динамики нанобиомашин» (шифр УСУ «Лазерный пинцет») ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2012 годы» (ГК № 02.518.11.7140 от 08.06.2009 г.) впервые в России был реализован метод флюоресцентной микроскопии сверхвысокого разрешения PALM, который в сочетании с уникальными возможностями лазерного пинцета, позволяющего манипулировать суб-клеточными единицами внутри клетки и измерять интенсивность и динамику их взаимодействия на уровне долей пиконьютона, обеспечивает проведение фундаментальных и прикладных исследований в областях биологии, биотехнологии и биоинженерии с пространственным разрешением не хуже 30 нанометров. Оформлена Ноу-хау «Методика определения аппаратной функции специализированного оптического микроскопа работающего во флюоресцентном режиме с субдифракционным пространственным разрешением». Объект учета №606 от 26.11.20101.

195251, г. Санкт-Петербург, ул. Политехническая, д. 29
📷

Перечень объектов в составе УНУ (4)

Наименование Изготовитель Страна Год выпуска Количество единиц
Комплекс оборудования для одномолекулярных исследований
Назначение, основные характеристики
LUMICKS Нидерланды 2015 1
Микроскоп медико-биологический Nikon Ti с цифровой камерой
Назначение, основные характеристики
Nikon Япония 2016 1
Фемтосекундная лазерная система RAPOР-100
Назначение, основные характеристики
Авеста Россия 2013 1
Комплекс для исследования динамики нанобиомашин FA1
Назначение, основные характеристики
NanoBio-dinamic Соединённые Штаты Америки 2008 1

Услуги (11)

Для подачи заявки на оказание услуги щелкните по ее наименованию.
Наименование Приоритетное направление
Работа с заказчиком ВНИИ сельскохозяйственной микробиологии по микроскопическому исследованию цитоскелета клеток в корневых клубеньках гороха.
Науки о жизни
Структурная динамика и стабильность белков, белок-белковых, ДНК-белковых и липид-белковых комплексов. Фолдинг белков и его нарушения
Науки о жизни
Разработка высокочувствительного биосенсора на основе стеклокомпозитов с металлическими наночастицами для неинвазивного определения уровня глюкозы в биологических жидкостях человека
Науки о жизни
Супрамолекулярные металлорганические каркасные структуры на основе комплексов Au(I): синтез и исследование фотофизических и электрохимических свойств соединений типа «хозяин-гость»
Индустрия наносистем
Oптические свойства ме-талло-полупроводниковых метаматериалов в системе AsSb-AlGaAs
Индустрия наносистем
Синтез и исследование спектральных и прочностных свойств наноструктурированных покрытий, обработанных поверхностной электромагнитной волной
Индустрия наносистем
Разработка принципов универсальной филогенетической системы микроспоридий на основе морфологических и молекулярных критериев
Науки о жизни
Молекулярные механизмы регуляции иперрекомбинантной активности в системе рекомбинационоой репарации бактериальной клетки
Науки о жизни
Структурно-функциональный анализ взаимодействия ДНК-гиразы E.coli и белков, содержащих пентапептидные повторы
Науки о жизни
Гетерометаллические супра-молекулярные комплексы ме-таллов подгруппы меди: высокоэффективные люминофо-ры для применения в молеку-лярном отображении и элек-тролюминесцентных устройствах
- наиболее востребованная услуга
Индустрия наносистем
Изучение факторов, влияющих на амилоиды в модельных системах in vivo и in vitro
- наиболее востребованная услуга
Науки о жизни

Методики (8)

Наименование методики Наименование организации, аттестовавшей методику Дата аттестации
Методика изучения динамики процесса транскрипции на уровне одиночных молекул с использованием оптического захвата.
Методика формирования объектов исследования биологических систем для характеризации их методом флюоресцентной микроскопии сверхвысокого разрешения (ФМСР), включающую разработку конструкции проточной кюветы, способ фиксации объекта исследования в кювете и определения параметров жесткости оптической ловушки;
Методика окраски объекта флуоресцентными красителями для реализации метода ФМСР;
Методика формирования объектов исследования биологических систем для характеризации их методом флюоресцентной микроскопии сверхвысокого разрешения (ФМСР), включающую разработку конструкции проточной кюветы, способ фиксации объекта исследования в кювете и определения параметров жесткости оптической ловушки
Методика измерения структуры нано и биологических систем в режиме субдифракционной флюоресцентной микроскопии с точностью 30-40 нм
Методика измерения сил взаимодействия биологических структур в диапазоне сил 0.1-200 пН
Методика измерения структуры биологических систем в режиме субдифракционной флюоресцентной микроскопии с точностью 30-40 нм
Ноу-хау «Методика определения аппаратной функции специализированного оптического микроскопа работающего во флюоресцентном режиме с субдифракционным пространственным разрешением»

Возврат к списку


0 комментариев

Комментарии отсутствуют!

Вы можете оставить свое сообщение первым.

Написать комментарий