Иммобилизация глюкозооксидазы на сетку одностенных углеродных нанотрубок

When elaborating the biosensor based on single-walled carbon nanotubes (SWNTs), it is necessary to solve such an important problem as the immobilization of a target biomolecule on the nanotube surface. In this work, the enzyme (glucose oxidase (GOX)) was immobilized on the surface of a nanotube network, which was created by the deposition of nanotubes from their solution in 1,2-dichlorobenzene by the spray method. 1-Pyrenebutanoic acid succinimide ester (PSE) was used to form the molecular interface, the bifunctional molecule of which provides the covalent binding with the enzyme shell, and its other part (pyrene) is adsorbed onto the nanotube surface. First, the usage of such a molecular interface leaves out the direct adsorption of the enzyme (in this case, its activity decreases) onto the nanotube surface, and, second, it ensures the enzyme localization near the nanotube. The comparison of the resonance Raman (RR) spectrum of pristine nanotubes with their spectrum in the PSE environment evidences the creation of a nanohybrid formed by an SWNT with a PSE molecule which provides the further enzyme immobilization. As the RR spectrum of an SWNT:PSE:GOX film does not essentially differ from that of SWNT:PSE ones, this indicates that the molecular interface (PSE) isolates the enzyme from nanotubes strongly enough. The efficient immobilization of GOX along the carbon nanotubes due to PSE is confirmed with atomic force microscopy images. The method of molecular dynamics allowed us to establish the structures of SWNT:PSE:GOX created in the aqueous environment and to determine the interaction energy between hybrid components. In addition, the conductivity of the SWNT network with adsorbed PSE and GOX molecules is studied. The adsorption of PSE molecules onto the SWNT network causes a decrease of the conductivity, which can be explained by the appearance of scattering centers for charge carriers on the nanotube surface, which are created by PSE moleculesПри створеннi бiологiчних сенсорiв з використанням одностiнних вуглецевих нанотрубок (ОВНТ) треба вирiшити таку важливу проблему, як iммобiлiзацiя молекули, яка повинна розпiзнати мiшень, на поверхнi нанотрубок. В данiй роботi проведена iммобiлiзацiя ферменту глюкозооксидаза (ГОК) на поверхню сiтки нанотрубок, яка була одержана шляхом осадження нанотрубок з їх розчину у дiхлорбензолi за допомогою спрей-методу. У ролi молекулярного iнтерфейсу було застосовано сукцинiмiдний ефiр 1-пiренбутанової кислоти (ПСЕ), бiфункцiональна молекула якого забезпечує хiмiчний зв’язок з оболонкою ферменту, а друга її частина (пiренова) адсорбується на поверхню нанотрубки. Використання такого молекулярного iнтерфейсу виключає, з одного боку, пряму адсорбцію ферменту на поверхню нанотрубки, яка знижує його активнiсть, а з другого, забезпечує локалiзацiю ферменту поблизу нанотрубки. Порiвняння спектрiв резонансного комбiнацiйного розсiювання свiтла (РКРС) нанотрубок з їх спектром в оточеннi ПСЕ вказує на створення наногiбриду молекулою ПСЕ з нанотрубкою, що дає пiдставу для подальшої іммобілізації ферментiв. Оскiльки спектри РКРС плiвок ОВНТ:ПСЕ:ГОК суттєво не вiдрiзняються вiд спектрiв ОВНТ:ПСЕ, то можна стверджувати, що молекулярний iнтерфейс ПСЕ достатньо мiцно iзолює фермент вiд нанотрубки. Ефективна іммобілізація ферменту ГОК поблизу вуглецевої нанотрубки завдяки ПСЕ пiдтверджується за допомогою зображень, отриманих атомно-силовим мiкроскопом. Молекулярна динамiка дозволила встановити структури отриманих нанобiогiбридiв та енергiї мiжмолекулярної взаємодiї мiж компонентами потрiйного комплексу у водному оточеннi. Було також дослiджено провiднi властивостi сiтки ОВНТ з адсорбованими молекулами ПСЕ та ГОК. Адсорбцiя молекул ПСЕ на сiтку з ОВНТ супроводжується зменшенням провiдностi, яке, скорiш за все, пов’язано з появою розсiювальних центрiв для носiїв заряду у нанотрубкахПри создании биологических сенсоров с использованием одностiнних углеродных нанотрубок (ОВНТ) нужно решить такую ​​важную проблему, как iммобiлiзацiя молекулы, которая должна распознать мишень, на поверхности нанотрубок. В данной работе проведена iммобiлiзацiя фермента глюкозооксидаза (ГОК) на поверхность сетки нанотрубок, которая была получена путем осаждения нанотрубок с их раствора в дiхлорбензолi с помощью спрей - метода. В роли молекулярного интерфейса были применены сукцинiмiдний эфир 1 - пiренбутановои кислоты (ПСЭ), бiфункцiональна молекула которого обеспечивает химический связь с оболочкой фермента, а вторая ее часть (пiренова) адсорбируется на поверхность нанотрубки. Использование такого молекулярного интерфейса исключает, с одной стороны, прямую адсорбцию фермента на поверхность нанотрубки, которая снижает его активность, а с другой, обеспечивает локализацию фермента вблизи нанотрубки. Сравнение спектров резонансного комбiнацiйного рассеяния света (РКРС) нанотрубок с их спектром в окружении ПСЭ указывает на создание наногiбриду молекулой ПСЭ с нанотрубку, что дает основание для дальнейшей иммобилизации ферментов. Поскольку спектры РКРС пленок ОВНТ:ПСЭ:ГОК существенно не отличаются от спектров ОВНТ:ПСЭ, то можно утверждать, что молекулярный интерфейс ПСЭ достаточно крепко iзолюе фермент от нанотрубки. Эффективная иммобилизация фермента ГОК вблизи углеродной нанотрубки благодаря ПСЭ подтверждается с помощью изображений, полученных атомно - силовым микроскопом. Молекулярная динамика позволила установить структуры полученных нанобiогiбридiв и энергии мiжмолекулярнои взаимодействия между компонентами тройного комплекса в водном окружении. Было также исследовано ведущие свойства сетки ОВНТ с адсорбированными молекулами ПСЭ и ГОК. Адсорбции молекул ПСЭ на сетку с ОВНТ сопровождается уменьшением проводимости, которое, скорее всего, связано с появлением розсiювальних центров для носителей заряда в нанотрубка

Singular analysis of Jones-matrix images describing polycrystalline networks of biological crystals in diagnostics of cholelithiasis in its latent period

Determined in this work are analytical interrelations between orientations of optical axes and birefringence of biological crystals and characteristic values of Jones-matrix elements corresponding to flat layers of polycrystalline networks, which set the conditions providing formation of polarization singularities in laser images. Performed is the complex statistical, correlation and fractal analysis of distributions for the amount of characteristic values inherent to Jones-matrix elements corresponding to bile layers of healthy and sick patients. Also, offered are the objective criteria for differentiation of optical properties typical to polycrystalline networks of human bile in different physiological states, and realized is the Jones-matrix diagnostics of cholelithiasis

Fourier-Stokes polarimetry of fields corresponding to linearly and circularly polarized birefringent protein networks

Considered in this work are the possibilities to use the method of FourierStokes polarimetry for diagnostics of optical anisotropy inherent to polycrystalline networks of biological layers. The authors have offered a generalized model for optical anisotropy of histological sections taken from biological tissues and films of biological liquids. Polarization maps for Fourier spectra of laser images describing the phaseinhomogeneous objects have been investigated. Grounded was application of the method for consistent spatial-frequency filtration of polarization maps formed by linear and circular birefringent of biological crystals

Reflection of electromagnetic ultra-short pulse on non-uniform dielectric medium

In this paper the reflection of ultra-short pulse electromagnetic waves on inhomogeneous dielectric matter determined by dielectric susceptibility ε ( z ) is discussed. Coefficient of reflection is obtained. Frequency dispersion is neglected. Ultra-short pulse waves are considered as a row of Lugger polynoms.У роботі розглянуто відбиття відеоімпульсів від неоднорідного діелектричного середовища із діелектричною проникністю ε ( z) .Частотна дисперсія не враховується. Для відеоімпульсу використовується розклад в ряд за функціями Лаггера. Знайдено коефіцієнти відбиття.В работе рассмотрено отражение видеоимпульсов от неоднородной диэлектрической среды с диэлектрической проницаемостью ε ( z) . Частотная дисперсия не учитывается. Для видеоимпульса используется разложение в ряд по функциям Лаггера. Найдены коэффициенты отражения

ВИЗНАЧЕННЯ РОЗМІРУ ПРЕЗЮМОВАНОЇ МОРАЛЬНОЇ ШКОДИ У СВІТЛІ АДАПТАЦІЇ МЕТОДИКИ О. М. ЕРДЕЛЕВСЬКОГО ДО ЗАКОНОДАВСТВА УКРАЇНИ

На підставі узагальнення практики Європейського суду з прав людини в частині призначення справедливої сатисфакції моральної шкоди, яка, згідно з чинним законодавством, має враховуватись у судовій практиці України, та шляхом зіставлення рівнів стресу за основними стресогенними факторами, які були виявлені американськими вченими Томасом Холмсом і Річардом Рейхе, презюмованої моральної шкоди за методикою О. М. Ерделевського з чинним законодавством України зроблено висновки щодо вдосконалення обрахування розміру презюмованої моральної шкоди потерпілим від юридичних правопорушень.Based on the synthesis of the practice of European Court of Human Rights in part of the appointment of just satisfaction for moral damage, which under the current law, must be taken into account in judicial practice in Ukraine and comparing the levels of stress according to T. H. Holmes and R. H. Rahe, presumptuous moral harm by A. N. Erdelevskiy methodology with the current legislation of Ukraine, the author has made conclusions regarding the improvement of the size of the calculation of presumptuous moral harm to victims from legal offenses. Unlike A. N. Erdelevskiy methodology, the author has offered to link moral harm not to the minimum wage, but to the subsistence minimum for able-bodied persons, since the latter indicator is more stable. It has been found out that 1 standard unit (s.u.) for the reimbursement of moral harm established by A. N. Erdelevskiy, is equal to 1000 of the minimum subsistence level determined by the law of Ukraine “On Living Wage”, while in Russia 1 s.u. of moral harm corresponds to 720 minimum wages. It has been proved that the amount of the reimbursement of moral harm for causing bodily injury of moderate severity should be reduced from 0.30 s.u. (as defined by A. N. Erdelevskiy) to 0.25 s.u., and the amount of compensation for moral harm for light injuries from 0.03 s.u. (according to A. M. Erdelevskiy) should be increased up to 0,06 s.u. There is the formula for reimbursement of mental suffering related to wrongful conduct, for 1 day of suffering, for 1 day of health disorder and for 1 % of loosing of professional efficiency. The author has suggested a formula for calculating the presumptuous moral harm, which caused by a certain offense, with the correction for Ukrainian criminal law by comparison with the sanction of the relevant Article of the Criminal Code, which considers public assessment of severity of the criminal offense

Wavelet analysis for polarization inhomogeneous laser images of blood plasma

The possibilities of the local wavelet-analysis of polarization-inhomogeneous laser image of human blood plasma were considered. The set of statistics, correlation and fractal parameters of the distributions of wavelet-coefficients that are characterize different scales of the polarization maps of polycrystalline networks of amino acids of blood plasma were defined. The criteria for the differentiation of the transformation of birefringence optical-anisotropic structures of blood plasma at different scales of their geometric dimensions were determined

FTIR spectra and conformations of 2`-deoxyuridine in Kr matrices

The Fourier transform infrared spectra in the range 4000–200 cm⁻¹ of pyrimidine nucleoside 2'-deoxyuridine (dU) have been obtained in the low temperature inert Kr matrices. For the first time, instead of a usual flat mirror, a low temperature one-coordinate retroreflector was used as the matrix substrate. Owing to this, the matrix setup is insensitive to dip angle vibrations of the cryostat and is favourable to work with thinner matrix layers. Of two syn-conformers with dU_s1 and dU_s2 (stabilized by the intramolecular hydrogen bond O5'H…O2), only dT_s2 conformer with C2'-endo structure of the ribose ring was uniquely quenched. The height of the interconversion barrier of the minor syn-conformer dU_s1 was estimated to be below 0.7 kcal/mole. It was shown that the energy relaxation of impurities in Kr is slower than in Ar matrices

Fourier filtering of linear and circular birefringence in cancer diagnosis

It has been proposed an optical model of linear and circular birefringence polycrystalline structure of biological crystallites. Method of polarizing optical mapping of anisotropic polycrystalline networks with spatial frequency filtering azimuth coordinate distributions of laser radiation polarization in Fourier-plane is analytically proved. Also was made an analytical study of the effectiveness of the method spatial-frequency selection in differentiation distributions azimuth field of laser radiation