В сентябре зарегистрировано 383 протонных, 55 углеродных и 8 фосфорных спектров ЯМР.
Сотрудники РЦ приняли участие в VII симпозиуме «Nuclear Magnetic Resonance in Chemistry, Physics and Biological Sciences», проводившимся в Варшаве 25-28 сентября.
Был представлен доклад:
Peter Tolstoy, Benjamin Koeppe, Jing Guo, Svetlana Pylaeva, Elena Tupikina, Gleb Denisov, Hans-Heinrich Limbach
«Effects of Solvation Shell Structure and Dynamics on Geometry and NMR/UV-vis Spectra of H-bonded Complexes»
и два постера:
1) Elena Tupikina, Peter Tolstoy, Sergey Smirnov, Nikolai Golubev, Gleb Denisov
«Hydroxyphenyl Benzimidazole as Catalyst for Hydrolysis Reaction: Serine Protease Active Site Model»
2) Svetlana Pylaeva, Peter Tolstoy, Benjamin Koeppe, Christoph Allolio, Daniel Sebastiani, Gleb Denisov
«Distribution of Hydrogen Bond Geometries and Spectroscopic Parameters Due to the Solvent-Solute Interactions Studied by Means of Computer Simulations».
«Effects of Solvation Shell Structure and Dynamics on Geometry and NMR/UV-vis Spectra of H-bonded Complexes»
Geometries of strong H-bonded complexes in solutions are quite susceptible to steric hindrances, local electric fields and weak solvent-solute interactions. Thermal fluctuations within the complex as well as fluctuations of the solvent molecules and couterions (for charged systems) in the solvation shell lead to a constant re-arrangement of the H-bond geometry. As a result, a distribution of rapidly interconverting solvent configurations – “solvatomers” – is created, with the lifetime usually not exceeding 10-9 s. This process is fast on the NMR time scale and NMR signals of solvatomers are averaged out into a single narrow peak. In contrast, the time scale of optical spectroscopy is much shorter and spectral bands of individual isomers can be observed individually or as parts of the inhomogeneously broadened band.
In this work we summarize the experimental results obtained over the last couple of years for neutral (OHN) and anionic (OHO-) strong H-bonded complexes dissolved in polar aprotic solvents (CDF3/CDF2Cl, CDCl3, CD2Cl2) by means of low-temperature NMR and combined NMR/UV-Vis spectroscopy. Main types of interacting partners include carboxylic acids, phenols any pyridines. Using so called “hydrogen bond correlations” we are able to interpret spectral features in terms of interatomic distances.
Analyzing the H-bond geometries we reconstruct an “adiabatic” proton transfer pathway and attempt to identify the essential solvent-solute interactions which could explain the experimentally observed trends. Example in the Figure shows1H NMR and UV-vis data for a 2-chloro-4-nitrophenol complex with 2,6-lutidine as well as resulting qualitative pathway for the proton transfer. The roles of solvent-solute dipole-dipole interactions, solvent ordering around the localized charges, counterion effects and weak H-bonding with the acidic CH groups of organic solvents are discussed.
Успешно завершена установка и настройка оборудования для исследований в области биофотоники. Установленный комплекс оборудования Leica SMD FLCS, включает два внешних детектора на основе лавинных фотодиодов с квантовой эффективностью до 50%, блок кореллированного по времени подсчёта одиночных фотонов PicoQuant PicoHarp 300 и сопутствующее програмное обеспечение PicoQuant SymPhoTime к конфокальному микроскопу Leica TCS SP5 MP. В качестве импульсного источника возбуждающего света может применяться установленный ИК лазер SpectraPhysics MaiTai или установленный белый лазер Leica WLL.
Установка позволяет реализовывать дополнительные методы исследования, такие, как:
- Детекция отдельных флуоресцентных молекул с использованием методики детекции единичных флуорохромов (SMD)
- Определение концентрации исследуемых веществ в живых клетках с использованием времени жизни испускания (FLIM) флуорохромов (Calcium Green, FURA-2) или автофлуоресценции объекта
- Проведение количественных исследований колокализации веществ с использованием эффекта Форесторовской резонансной передечи энергии (FRET) по изменению времени затухания флуоресценции донора (FLIM-FRET-AB)
- Определения скорости диффузии биогенных молекул меченных флуоресцентными метками, определения кинетики взаимодействия меченных молекул с субстратом, доказательства мономерности или полимерности исследуемых молекул при помощи флуоресцентной (кросс) корреляционной спектроскопии (FC(C)S)
Получен пакет программного обеспечения для обработки, визуализации, деконволюции 2D и 3D изображений полученных при помощи конфокальной микроскопии и широкоугольной микроскопии.
Bitplane Imaris является основным научным программным модулем, который предоставляет все необходимые функциональные возможности для визуализации данных, анализа, сегментации и интерпретации данных от 3D и 4D микроскопов. Сочетание скорости, точности и простоте в использовании, Imaris предоставляет полный набор функций для работы с трех -и четырехмерного многоканальными изображениями любого размера, от нескольких мегабайт до нескольких гигабайт. Удобно загружать, обрабатывать и визуализировать данные и изображения, полученные от любого конфокального или широугольного микроскопа.
SVI Huygens программа для обработки, деконволюции и анализа, визуализации 2D и 3D изображений полученных с помощью конфокального микроскопа.
AutoQuant основная программа для деконволюции изображений от конфокальных и широкоугольных микроскопов. Позволяет получать более полны
е данные из 2D и 3D изображений, прводить комплекс алгоритмов, по уменьшению шума и повышению четкости и контрастности полученных изображений. Интуитивно понятный интерфейс облегчает работу.
Группе исследователей, работавших под руководством профессора Удо Бака (Udo Buck) из института динамики и самоорганизации в Гёттингене, удалось показать, что минимальное число молекул, которые могут образовать кристаллик льда, составляет 275 ±25 штук, а линейный размер такого кристалла не превышает 3 нм.
