Центр магнитной спектроскопии

Заведующий Центром магнитной спектроскопии:д.ф.-м.н. Мотякин Михаил Викторович

Телефон отдела:+7(495) 939-7468, +7(495) 939-7469

Почта:motyakin@hotmail.com

Комната:165

Центр магнитной спектроскопии создан в ИБХФ им. Н.М. Эмануэля РАН в 2007 году на базе научных групп электронного парамагнитного резонанса (рук. группы - д.х.н., профессор Александр Львович Коварский) и ядерного магнитного резонанса (рук. группы - к.ф.-м.н. Лидия Николаевна Курковская).

Центр является самостоятельным структурным подразделением, в задачи которого входят научные исследования по НИОКТР Института, а также обеспечение приоритетных направлений Института информацией о структуре и молекулярной динамике химических и биологических систем, о процессах, протекающих с участием частиц, обладающих магнитным моментом (магнитные ядра, свободные радикалы, ионы и комплексы переходных металлов, ферро- и ферримагнитные нано- и субмикрочастицы).
В Центре магнитной спектроскопии совместно с различными лабораториями ИБХФ РАН разработаны метод исследования межфазных слоев в наполненных полимерах с применением спиновых зондов и меток; метод исследования адсорбции макромолекул, в том числе, белков крови, на магнитных наночастицах; метод исследования распределения ферромагнитных частиц по размерам; принципиально новый способ свободнорадикального закрепления белковых макромолекул на поверхности магнитных наночастиц (МНЧ) магнетита; томографический метод контроля физико-химических свойств массивных полимерных образцов в процессе их старения; методика детектирования короткоживущих радикалов; методика регистрации радикалов непосредственно в процессе сдвиговой деформации при высоком давлении; методика детектирования изменения структуры супрамолекулярных систем и другие. Для идентификации сложных органических молекул, являющихся потенциальными антиоксидантами, применяется весь арсенал методик ЯМР ¹Н и ¹³С. Расшифрована структура и получены кинетические данные для сотен новых продуктов взаимодействия пространственно-затруднённых фенолов с рядом кислот и окислителей, а также продуктов синтеза азотистых гетероциклов. За последние годы с помощью многоядерного ЯМР (в том числе на ядрах кислорода-17, азота-15 и других) установлена структура более 500 новых гетероциклических систем – потенциальных антиоксидантов, гетероазокрасителей, биотоплив и продуктов окисления масел из возобновляемого сырья. Метод ЯМР использовался также для решения экологических проблем, для исследования связывания малых органических и неорганических молекул с компонентами пищевых продуктов. Помимо традиционных подходов, для решения этой задачи впервые был разработан и использован метод ЯМР ¹¹³Cd.

В Центре проводятся исследования в области создания гибридных белок-содержащих систем на основе магнитных частиц для терапии и in vitro и in vivo диагностики; оценки функциональных свойств компонентов систем для биологических и медицинских применений; адаптации современных приборных физико-химических методов анализа, в том числе методов электронного магнитного резонанса, к системам с неоднородной структурой, содержащим частицы различных размеров и состава (в том числе, магнитные наночастицы магнетита) и биологические молекулы. Получаемые в рамках тематики знания способствуют углублению имеющихся фундаментальных и прикладных представлений о химических и конформационных превращениях молекул белков на поверхности магнитных наночастиц при разработке белок-содержащих систем, а также при введении наночастиц, обладающих пероксидазоподобной активностью, в биологические жидкости, что определяет особенности биораспределения наносистем в организме и особенности их функционирования. Исследования выполняются в сотрудничестве с другими лабораториями Института, а также с НИЦ "Курчатовский институт" – ККХИ (ИРЕА), ФГБУ НМИЦ онкологии им. Н. Н. Блохина Минздрава России, РХТУ им. Д.И. Менделеева, ИГХТУ (г. Иваново).

В настоящее время в состав Центра входят следующие сотрудники: с.н.с., к.х.н. В.В. Каспаров, н.с. Г.В. Затонский, н.с. И.И. Левина, с.н.с., к.х.н. А.В. Бычкова; н.с., к.б.н. Е.А. Костанова; инж.-иссл. М.И. Бирюкова, м.н.с. М.Г. Горобец, м.н.с. М.В. Лопухова, м.н.с., аспирант М.И. Абдуллина, м.н.с. А.В. Торопцева, ст. лаборант А.А. Ильиных.

Сотрудники Центра магнитной спектроскопии принимают активное участие в конкурсах научных работ института, в проведении Дня открытых дверей для студентов, проводят экскурсии и мастер-классы для желающих и в рамках экскурсионных и образовательных программ ИБХФ РАН.

На базе Центра защищаются диссертации, выполняются дипломные работы студентами различных вузов г. Москвы.

Публикаций сотрудников Центра:
1. А.М. Вассерман, А.Л. Коварский «Спиновые метки и зонды в физикохимии полимеров», Наука, Москва. 1986
2. M.V. Motyakin, S. Schlick, “Application of 1D and 2D Electron Spin Resonance Imaging to transport in and degradation of polymers”, In Instrumental Methods in Electron Magnetic Resonance, Biological Magnetic Resonance; Eds. C.J. Bender, L.J. Berliner; Kluwer Academic/Plenum Publishing Corporation: New York, 2004, p. 349-384
3. Бычкова А.В., Сорокина О.Н., Розенфельд М.А., Коварский A.Л.. Многофункциональные биосовместимые покрытия на магнитных наночастицах. Успехи химии, 2012, Т. 81, № 11, С. 1026-1050. / Bychkova, A.V.; Sorokina, O.N.; Rosenfeld, M.A.; Kovarski, A.L. Multifunctional biocompatible coatings on magnetic nanoparticles. Russian Chemical Reviews, 2012, Vol. 81 (11). P. 1026-1050. DOI: 10.1070/RC2012v081n11ABEH004280
4. M.G. Semenova, D.V. Zelikina, A.S. Antipova, E.I. Martirosova, N.P. Palmina, S.A. Chebotarev, Y.V. Samuseva, N.G. Bogdanova, V.V. Kasparov, Impact of the character of the associative interactions between chitosan and whey protein isolate on the structure, thermodynamic parameters, and functionality of their complexes with essential lipids, Food Hydrocolloids, 2020, Vol. 105, 105803. DOI: 10.1016/j.foodhyd.2020.105803.
5. A. Sergeev, M. Motyakin, I. Barashkova, V. Zaborova, O. Krasulya, N. S. M. Yusof, EPR and NMR study of molecular components mobility and organization in goat milk under ultrasound treatment, Ultrasonics Sonochemistry, 2021, V. 77 (4), p. 105673. DOI: 10.1016/j.ultsonch.2021.105673
6. I.A. Andreev, N.K. Ratmanova, A.U. Augustin, O.A. Ivanova, I.I. Levina, V.N. Khrustalev, D.B. Werz, I.V. Trushkov, Protic Ionic Liquid as Reagent, Catalyst, and Solvent: 1-Methylimidazolium Thiocyanate, Angewandte Chemie - International Edition, 2021, 60(14), pp. 7927-7934 DOI:10.1002/anie.202016593
7. A.V. Bychkova, E.A. Kostanova, E.Z. Sadykova, M.I. Biryukova, A.G. Muradova, A.I. Sharapaev, E.N. Degtyarev, A.L. Kovarski, Nonspecific interaction between plasminogen and modified magnetic iron oxide nanoparticles, Preparative Biochemistry & Biotechnology, 2022, 52(7), pp.800-808. DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2021.11.110
8. A.V. Bychkova, M.V. Lopukhova, L.A. Wasserman, Y.N. Degtyarev, A.L. Kovarski, S. Chakraborti, V.A. Mitkevich. The influence of pH and ionic strength on the interactions between human serum albumin and magnetic iron oxide nanoparticles, International Journal of Biological Macromolecules, 2022, 194, pp. 654-665. DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2021.11.110
9. M.A. Gradova, O.V. Gradov, A.V. Bychkova, M.V. Motyakin, I.S. Ionova, A.V. Lobanov, Interaction between meso-tetra-(4-hydroxyphenyl)porphyrin and SDS in aqueous solutions: Premicellar porphyrin-surfactant J-aggregate formation, Chemical Physics, 2022, V. 562, p. 111655, DOI: 10.1016/j.chemphys.2022.111655
10. M.G. Semenova, A.S. Antipova, E.I. Martirosova, S.A. Chebotarev, N.P. Palmina, N.G. Bogdanova, N.I. Krikunova, D.V. Zelikina, M.S. Anokhina, V.V. Kasparov. The relationship between the structure and functionality of essential PUFA delivery systems based on sodium caseinate with phosphatidylcholine liposomes without and with a plant antioxidant: an in vitro and in vivo study. Food & Function, 2022, 13, 2354-2371. DOI: 10.1039/d1fo03336k
11. A.V. Bychkova, M.N. Yakunina, M.V. Lopukhova, Y.N. Degtyarev, M.V. Motyakin, V.S. Pokrovsky, A.L. Kovarski, M.G. Gorobets, V.M. Retivov, D.S. Khachatryan, Albumin-Functionalized Iron Oxide Nanoparticles for Theranostics: Engineering and Long-Term In Situ Imaging, Pharmaceutics, 2022, 14, 2771. DOI: 10.3390/pharmaceutics14122771
12. N.B. Poliansky, M.V. Motyakin, V.V. Kasparov, I.A. Novikov, K.O. Muranov, Oxidative damage to βL-crystallin in vitro by iron compounds formed in physiological buffers, Biophysical Chemistry, 2023, 294, 106963. DOI: 10.1016/j.bpc.2023.106963