Основні результати, які отримані в останні роки:

ОВНТ: ДНК (РНК) нанобіогібриди: структурні, спектральні та енергетичні характеристики
Показано, що гібридизація однониткової РНК, що адсорбована на поверхню одностінної вуглецевої нанотрубки (ОВНТ) з комплементарною ниткою не призводить до утворення досконалого дуплексу через сильну взаємодію адсорбованого полімеру з нанотрубкою; ChemPhysPhysChem, (2008) 9, 2872, Nanoscale Research Lett. (2014) 9, 157, J. Phys. Chem. C, (2015) 119, 11991
Встановлено, що адсорбція неупорядкованого гнучкого полінуклеотиду на вуглецеву нанотрубку менш ефективна, ніж упорядкованого полімеру; J. Phys. Chem. B, (2013) 117, 2636
Вперше виявлено ефект гіпохромізму вуглецевих нанотрубок (зменшення інтенсивності поглинання світла в УФ області), що обумовлений диполь-дипольною взаємодією у збуджених станах між π-π-системами нанотрубок і нуклеїновими основами полінуклеотидів або ДНК, що адсорбовані на поверхню нанотрубки; Carbon (2010) 48, 3682
Побудовано ряд коротких полінуклеотидів за ступенем зменшення їх енергії взаємодії з вуглецевою нанотрубкою (d(T)25>d(C)25>d(A)25≈d(G)25). Крім того показано, що гідроксильна група в структурі рибози полірибонуклеотидів знижує як швидкість його адсорбції на нанотрубку, так і енергію взаємодії між ними; J. Phys. Chem. B (2011) 115, 9271
Вперше показано можливість самозбірки наноструктури у водній суспензії, яка складається з вуглецевих нанотрубок з адсорбованим аніонним полімером (РНК); цей процес відбувається завдяки: i) катіонному порфірину, ii) за рахунок гібридизації адсорбованого полімеру з іншим біополімером. J. Mat. Chem. (2012) 22 10795, Mol.Cryst. Liq.Cryst. (2008) 497, 339, Fullerenes, Nanotubes, and Carbon Nanostructures, (2010) 18531)
Показано можливість упорядкування ізольованих ОВНТ у витягнутих полістирольних або желатинових плівках, контроль за упорядкуванням здійснювався за допомогою поляризованої раманівської спектроскопії або абсорбційної спектроскопії видимого та ближнього ІЧ діапазонів. Adv. Funct. Mater. (2012), 22, 2177; Physica E 93 (2017) 92.

Зв'язування полінуклеотидів з оксидом графену (GO)
Вивчено взаємодію між полірибонуклеотидом (полі(rC)) і оксидом графену (GO). Виявлено спектральні зрушення електронних і коливальних смуг полі(rC) і зміну в термостабільності полімеру при його адсорбції на поверхню GO. Моделювання за допомогою молекулярної динаміки процесу адсорбції олігомерів r(C)10 і r(C)30 на графен показало руйнування їх упорядкованої структури за рахунок π-π стекінгу основ (цитозинів) на графені. Коли олігомер адсорбується на поверхні оксиду графену, їх комплекс додатково стабілізується водневими зв'язками між цитозинами і групами GO, які містять кисень. Отримана інформація про адсорбцію відносно довгих ланцюгів ДНК/РНК на GO необхідна при розробці нових геносенсоров, нанорозмірних платформ для доставки ліків у клітини і інших застосувань GO в наномедицині. J. Phys. Chem. C 2017, 121, 18221

Дослідження нековалентні взаємодії біомолекул з вуглецевими наноструктурами:
Було показано, що катіон-π взаємодія значно збільшує енергію зв'язку катіонних хромофорів, позитивно заряджених нуклеїнових основ з поверхнею вуглецевих нанотрубок, а їх структура змінюється за рахунок адсорбції на викривлену поверхню нанотрубки; J. Phys. Chem. C (2010), 114, 16215, J. Phys. Chem. C (2012), 116, 20579; J. Mol. Graph. and Modelling (2016) 70, 77
Вивчено наноструктури, утворені лінійними гетероциклічними молекулами (такими як імідазофеназин і його похідні) з нанотрубками або графеном, було виявлено вплив кривизни вуглецевої поверхні нанотрубок, а також бокових груп в структурі цих молекул на енергію взаємодії з нановуглецем; показано можливість варіювання поляризованості графену або нанотрубок, що виникає на їх поверхні при адсорбції таких молекул. ChemPhysChem (2016) 17, 1204; Chem. Phys. (2017) 483-484, 68
Вивчено вплив кривизни поверхні вуглецевих нанотрубок на енергію взаємодії між Уотсон-Кріковськими парами основ нуклеїнових кислот; Chem.Phys.Lett. (2014) 610-611, 186
За допомогою DFT розрахунків і молекулярної динаміки вивчено структури гібридів, утворених порфіном і мезо-5,10,15,20-тетрафенілпорфірином (ТФП) з графеном, визначені енергії взаємодії між ними. Проаналізовано вплив периферійних кілець, розташованих навколо порфіринового ядра в структурі ТФП на енергію взаємодії порфірину з графеном. Computational and Theoretical Chemistry 1133 (2018) 1-6

Дослідження люмінесценції напівпровідникових вуглецевих нанотрубок
Виявлено значне збільшення інтенсивності світіння напівпровідникових ОВНТ після допування їх водної суспензії цистеїном; показано, що допування суспензії іншими амінокислотами надає значно менший вплив на світіння нанотрубок; Chem. Phys. Lett. (2015) 623, 51, J. Fluoresc. (2016) 26 1951, Materials Chem.Phys. (2017) 186, 131, Nanoscale Research Lett. (2016) 11490
Показано, що змінюючи густину полімерного покриття поверхні напівпровідникових вуглецевих нанотрубок, вдається підвищити чутливість люмінесценції нанотрубок до додавання в їх водну суспензію ряду біомолекул. Optics and Spectroscopy (2014) 117, 428, Ukr. Phys. Journ. (2016) 61, 932, Materials Chem.Phys. (2017) 186, 131
Вперше виявлено і вивчено перенесення енергії екситонами між ізольованими напівпровідниковими вуглецевими нанотрубками в наноструктурі, що самозбирається, в якій нанотрубки з адсорбованою ДНК зв'язуються катіонним порфірином. Phys.Chem.Chem.Phys. (2014) 16, 10914
Показано, що редокс активна молекула (наприклад, дитіотреїтол) може застосовуватися для контролю за ступенем упорядкування біополімера на вуглецевій нанотрубці і служити в якості молекулярного зонда для виявлення поверхневих дефектів на нанотрубках за рахунок впливу на світіння напівпровідникових нанотрубок; Chem.Phys. (2014) 438, 23.
Виявлено, що світіння напівпровідникових вуглецевих нанотрубок в водній суспензії менш чутливе до допування глутатіоном (GSH), ніж цистеїном. Експериментальні дослідження люмінесценції нанотрубок, покритих біополімером, показали, що сполука, що вміщує тіол з меншим окисно-відновним потенціалом (сильніший відновник) викликає більше зростання світіння ОВНТ. Побудовано ряд таких тіольних сполук за ступенем приросту інтенсивності світіння нанотрубок DTT>DTE>cysteine>GSH. Chem.Phys (2019) 516, 218-224

Композитні плівки із одностінних вуглецевих нанотрубок із сильно окисненим графеном
Створено та вивчено наногібриди одностінних вуглецевих нанотрубок з оксидом графену (GO-SWNT) у водній суспензії і в плівках, отриманих вакуумною фільтрацією. Виконано низькотемпературні вимірювання електропровідності цих композитних плівок в інтервалі температур 5-291 К. Виявлено спектроскопічні прояви взаємодії GO і SWNT в гібриді, оцінено енергію взаємодії між компонентами, виявлено провідність в композитній плівці, хоча в плівці GO провідність не спостерігалася. Спостережуване зменшення провідності зі зниженням температури в композитних плівках виявляє схожість з провідністю, що спостерігається в неупорядкованих напівпровідникових системах. Low Temperature Physics 2019
Вперше отримано композитні плівки 5-галогензаміщених урацилів (5-фторурацил, 5-хлорурацил) з оксидом графену. Показано, що моди, які пов'язані з коливаннями груп NH, найбільш чутливі до змін структури композитних плівок. Low Temperature Physics 43 (3), 2017, 400; Low Temperature Physics 44 (8), 2018, 847.

Низькотемпературна спектроскопія ізольованих біомолекул і їх нанорозмірних комплексів.
Вперше оцінено заселеності основних структурних ізомерів 2'-дезоксиаденозину і аденозину, встановлено його характеристичні спектральні смуги і показано, що пуринові нуклеозиди мають міцніші внутрішньо-молекулярні Н-зв'язки, ніж піримідинові нуклеозиди. Low Temperature Physics 40 (6), 2014, 565; Low Temperature Physics 41 (11), 2015, 936;

Спектроскопічне дослідження зв’язування протиракових препаратів з біологічними макромолекулами
Виявлено формування стійких протяжних самовпорядкованих агрегатів трикатіонного мезо-порфірину на неорганічному поліфосфаті (суміш J- і H-агрегатів декілька сотень нанометрів у діаметрі). Визначено спектроскопічні властивості та структурні характеристики агрегатів, методом ДФТ розраховано їх найбільш сприятливі структури.Biophys. Chem. (2014) 185, 39.
Показано, що підвищена протиракова активність нового металізованого цинком порфірин-імідазофеназинового кон’югата може бути обумовлена подвійною стабілізацією квадруплексної poly(G) обома компонентами гібриду. Вбудова порфіринової частки в борозенку poly(G) підсилюється інтеркаляцією феназинової частки кон’югату поміж гуанінових основ, що викликає порушення теломеразної активності і пригнічує ріст ракових клітин. J. Fluoresc. (2015) 25, 1897.

Мас-спектрометричне дослідження нанокластерів біомолекул
Отримано докази збереження квазіциклічної або квазіспіральної самоорганізації полімерного ланцюжка ПЕГ навколо протонованої основи цитозину у процесі переносу їх не ковалентного комплексу з рідкої до газової фази, отримані за допомогою мас-спектрометрії з електроспреєм та молекулярної динаміки. J. Analyt. Chem. (2015) 70, 1533. doi:10.1134/S1061934815130110s
Модуляція редокс-активності катіонного барвника метиленового блакитного, адсорбованого на негативно зарядженому наношарі сурфактанта у мономерній або дімерній формі, спостережена з використаннім нового мас-спектрометричного підходу. Реакція відновлення дімеру і її відсутність для мономеру узгоджується з біологічною дією барвника в умовах фотодинамічної терапії. RSC Advances (2014) 4, 60260. doi:10.1039/C4RA09592H
Утворення нанокластерів срібла Agn+ у середовищі поліефірів спостережено методом мас-спектрометрії; встановлено механізм утворення наночастинок Agn, який включає обгортання іону Agn+ поліефірним ланцюжком. Вперше виявлено інтермедіати AgnH+ (n=2,4,6), які містять атоми водню. J. Analyt. Chem. (2017) 72, 1289, doi:10.1134/S1061934817130032; J. Analyt. Chem. (2012) 67, 987.
У рамках проблеми комбінованої дії ліків виявлено конкуренцію між протималярійними похідними артемізініну та аспірином за зв’язування з фосфоліпідними мембранами, встановлену за допомогою мас-спектрометрії з електроспеєм та квантово-хімічного моделювання. Цей результат вказує на модуляцію мембранотропної активності цих препаратів при їх сумісному використанні. Chem. Phys., (2015), 455, 81, doi:10.1016/j.chemphys.2015.04.014
Утворення стабільних не ковалентних комплексів кардіопротектора флокаліна з амінокислотами Lyz і Thr спостережено методами мас-спектрометрії та квантовох механіки. Такі комплекси моделюють біологічно значущі взаємодії препарату з КАЕР доменами мембранних каналів, збагачених двома амінокислотами, у біологічних системах. J. Mol. Struct., (2017), 1146, 441, doi:10.1016/j.molstruc.2017.06.007

Міжнародні проекти за останні 5 років