Липидные наноструктуры и методы их исследования
Тематический план
- Общее
(магистерская программа, 2 семестр)
Тема 1. Липиды.
1.1. Функциональная роль липидов в клетке и их многообразие.
1.2. Липиды как основа построения переносчиков лекарств и пищевых добавок.
1.3. Измеряемые параметры липидных наноструктур.
Тема 2. Методы исследования липидных наноструктур.
2.1 Нейтронные и синхротронные источники.
2.2 Плотность длины рассеяния нейтронов и рентгеновских лучей. Контраст.2.3 Дифракция нейтронов и рентгеновских лучей.
2.4 Малоугловое рассеяние нейтронов и рентгеновских лучей.
2.5 Рефлектометрия нейтронов и рентгеновских лучей.
2.6 Динамическое рассеяние света.
2.7 Спектроскопия.
Тема 3. Липидные наноструктуры
3.1 Мицеллы. Критическая концентрация мицеллообразования.
3.2 Бислой. Условия образования бислоя. Радиус кривизны.
3.3 Многослойные везикулы и липосомы.
3.4 Однослойные везикулы.
3.5 Самосборка липидной мембраны. Мицелло-везикулярный переход.
Тема 4. Фосфолипиды и их физико-химические свойства
4.1 Фазовая диаграмма.
4.2 Термотропные фазовые переходы.
4.3 Лиотропные фазовые переходы.
4.4 Фазовая диаграмма двойных систем фосфолипид/холестерин.
Тема 5. Структура и свойства липидной матрицы верхнего слоя кожи
3.1 Церамиды.
3.1 Наноструктура нативной матрицы.
3.2 Наноструктура и свойства модельных мембран.
3.4 Дифракция нейтронов на ориентированных многослойных мембранах.
3.3 Переносчики лекарств через кожу.
3.5 Кремы и мази на основе церамидов.
Тема 6. Свободная и связанная вода в липидных наноструктурах.
6.1 Свойства связанной воды в обратных мицеллах.
6.2 Фазовые переходы свободной и связанной воды при охлаждении липосом.
6.3 Охлаждение биоматерии и криопротекторы.
6.6 Оптимизация выбора криопротекторов.
6.8 Ламеллярная и латеральная дифракция на синхротронных источниках в реальном времени.
6.7 Диметилсульфоксид и его уникальные свойства.
Тема 7. Переносчики лекарств
7.1 Наночастицы и нанокапсулы.
7.2 Методы исследования наноструктуры наночастиц и нанокапсул на нейтронных и синхротронных источниках.
7.3 Везикулярные переносчики лекарств
7.4 Метод разделенных форм-факторов для исследования наноструктуры и свойств везикул.
7.5 Трасдермальные везикулярные переносчики лекарств.
7.6 Деформация формы везикул в сильных магнитных полях.
Тема 8. Вариация контраста при рассеянии нейтронов и рентгеновских лучей.
8.1 Использование D2O в малоугловом рассеянии нейтронов
8.2 Использование водных растворов дисахаридов в малоугловом рассеянии
синхротронного излучения в рентгеновском диапазоне.
8.3. Влияние водных растворов дисахаридов на структуру и свойства липидных наносистем.
8.4 Перспективы применения малоуглового рассеяния синхротронного излучения в рентгеновском диапазоне для создания везикулярных переносчиков лекарств.
Литература:
1. М.А. Киселев. Методы исследования липидных наноструктур на нейтронных и синхротронных источниках. Учебное пособие. Физический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова, кафедра нейтронографии, Москва, 2014.
2. Д.И. Свергун, Л.А. Фейгин. Рентгеновское и нейтронное малоугловое рассеяние. Наука, Москва, 1986.
3. В.А. Твердислов, А.Н. Тихонов, Л.В. Яковенко. Физические механизмы функционирования биологических мембран, МГУ, 1987.
4. Ю.А. Овчинников. Биоорганическая химия. М: Просвещение 1987.
5. В.Ф. Антонов, Е.Ю. Смирнова, Е.В. Шевченко. Липидные мембраны при фазовых превращениях, М: Наука, 1992.
6. М. Rossof. Vesicles. Marcel Dekker, Inc., 1996.
7. Е. Sackmann. Physical basis of sef-organization and function of membranes: Physics of vesicles. In Handbok of Biological Physics. v.1, Elsevier Science B.V. (1995).
8. R. Haberlandt, D. Michel, A. Pöppl, and R. Stannarius. Adsorption of small molecules on lipid surface monolayers. In: Lecture Notes in Physics: Molecules in interaction with surfaces and interfaces., Vol. 634, Springer, New York (2004)