in vivo - Развитие научно-производственной кооперации

Предложения научно- исследовательских работ Северо- Кавказского
федерального университета
Наименование структурного подразделения образовательной
организации
«Центр коллективного пользования научным оборудованием СевероКавказского федерального университета», именуемый в дальнейшем ЦКП
СКФУ, был создан как некоммерческое структурное подразделение СевероКавказского федерального университета на базе
лабораторий
институтов СКФУ — в соответствии с приказом Ректора СКФУ № 1845-О
от «27» декабря 2013 г.
Центр
коллективного пользования
научным
оборудованием
рассматривается как элемент научной инфраструктуры в современном секторе
исследований и разработок, осуществляющий свою деятельность в рамках
приоритетных
направлений
развития науки и технологий
Российской
Федерации:
Исследование структуры и фундаментальных свойств материи, в том числе
в экстремальных
состояниях,
на базе
уникальных
установок мегакласса с целью создания принципиально новых технологий.
Исследование и разработка физических принципов и технических решений
эффективной и безопасной гибридной ядерной энергетики.
Исследование структуры и функций биоорганических систем с целью
изучения природы социально значимых заболеваний и разработки новых
лекарственных препаратов.
Исследование,
разработка и создание
гибридных,
биоподобных
и искусственных биологических материалов, структур и систем.
Исследованиеи разработка материалов с принципиально новыми свойствам
и на основе методов атомно-молекулярного конструирования. Структурные
подразделения:
Отдел научно-информационного и технического обеспечения деятельности
ЦКП СКФУ
На базе центра работают лаборатории:
НИЛ Физические методы исследования и анализа. Лаборатория
физических методов исследования и анализа является базовой структурой
СКФУ, которая обеспечивает комплекс физико-химических исследований на
высокотехнологичном научном оборудовании.
Научные разработки лаборатории используются научными сотрудниками
университета, аспирантами, магистрами. Опыт работы сотрудников
лаборатории позволяет получать научные результаты, по материалам которых
публикуются статьи в передовых научных изданиях, в том числе входящих в
перечень научной периодики, индексируемой иностранными и российскими
агентствами (WebofScience, Scopus, Российский индекс научного цитирования и
др.). Ряд разработок лаборатории подтвержден полученными сертификатами и
зарегистрированными методиками измерений.
Основное оборудование лаборатории представляют прецизионные
высокоточные
аналитические
приборы
оптической
спектроскопии,
рентгеновской дифрактометрии, электронной спектроскопии и элементного
анализа.
Научные
интересы
лаборатории
неразрывно
связаны
с
совершенствованием аналитических измерений, разработкой новых методик
измерений по ряду направлений: вторичная масс-спектрометрия; ИКспектроскопия; дифрактометрия.
Разработки лаборатории направлены на внедрение новейших приборов и
систем в комплекс изучения физико-химических свойств получаемых
наноструктур, соединений А3В5, карбида кремния, нитрида кремния.
Проекты лаборатории:
Сохранение и развитие научного потенциала существующей лаборатории
электронной спектроскопии.
Развитие научной школы в области роста монокристаллов и тонких пленок
материалов для современной компонентной базы микроэлеткроники.
Формирование научного задела в области направленного синтеза новых
тонкопленочных углеродных материалов
Расширение спектра исследований в области молекулярной биологии и
генетики за счет использования современной приборной базы для
систематической публикации результатов научной деятельности СКФУ в
высокорейтинговых отечественных и зарубежных научных изданиях.
Проведение научных конференций, семинаров и школ на базе ЦКП на
регулярной основе, в том числе и с участием индустриальных партнеров СКФУ.
Для выполнения предлагаемых работ научно- исследовательских работ у
коллектива лаборатории имеется следующие оборудование.
1)
Время- пролетный масс- спектор SurfaceSEER-S ( Kore Technology,
Великобритания
год
выпуска
2010).
Прибор
обладает
высокой
чувствительностью, возможность получать информацию о образце используя
только несколько атомных монослоев, а также возможностью прямого
измерения содержания водорода.
2)
Рентгеновский дифрактометр ARL X’TRA(Thermo Scientific,
Швейцария, год выпуска 2013)оснащен вариативной оптической фокусировки:
расходящегося или параллельного пучка, что позволяет проводить
исследования фазового состава, кристаллической структуры, толщины и
плотности пленок.
3)
Спектрометр, комбинационного рассеяния света inVia Raman
Microcsope( Renishaw plc, Великобритания, год выпуска 2008)- применяются
для анализа состава и структуры химических связей в тонких пленках веществ с
различной степенью кристалличности.
4)
Спектроскопический эллипсометр SE 800 (Sentech Instruments
GmbH,Германия)- новейший UV-VIS спектроскопический эллипсомент
специально разработанный для исследований с возможностью проведения
измерений толщин одно- и многослойных пленок и пленочных структур под
различными углами. А так же измерения оптических характеристик пленочных
структур верхностей и УФ и видимом диапазоне длин волн(250-850 нм)
5)
ИК-Фурье спектроменты
ФМС-1201, ФМС-1211( Инфраспек,
Росссия)- предназначены для регистрации и исследования оптических спектров
пропускания и отражения в инфрокрасной (ИК) области.
6)
Сканирующий зондовый микроскоп Ntegra Maximus (NTMDT,
Россия) предназначен для регистрации и исследования оптических спектров
пропускания и отражения в инфракрасной (ИК) области.
7)
Сканирующий нанотвердометр НаноСкан 3D (ФГБНУ ТИСНУМ,
Россия, 2008г.). прибор комплексного исследования физико-механических
свойств диапазоне нагрузок до 100 мН. Нанотвердометр оснащен оптическим
микроскопом моторизированным предметным столиком для позиционирования
объекта исследований.
8)
Установка плазмохимического травления
TRION III (RieEtch
system, США, 2012) предназначена для плазмохимического травления пленок из
материалов SiO2, Si3N4,SiOxNy, SiC, DLC и плазмохимического осаждения
пленок алмазоподобного углерода (а-С: Н DLC))
Установка Easytube 3000 производства компании First Nano. Установка
предназначена для управляемого химического осаждения пленок карбита
кремния из газовой фазы на подложках различного размера и формы до До 50
мм в диаметре.
9)
Установка TFS- 200, производства компании Beneq, Имеющая три
газовых источника: О2, N2,H2. Два жидких источника AL (CH3)3 и Ga (CH3)3.
ВЧ- источник- 300 ВТ, 13,56 МГц. Установка работает в режимах ADL< 450° C
и PE ADL < 300° C /
10)
Опытная установка для хлор- гидридной эпитаксии нитрита галлия
на шести пластинах сапфира, диаметром 50,4 мм при температурах до 1150 0С.
НИЛ Нанобиотехнология и биофизика. Лаборатория проводит изучение
физико-химических механизмов функционирования живых организмов на
клеточном и молекулярном уровне для практического применения в
биотехнологии.
Основные направления научной работы лаборатории:
свободнорадикальное окисление в биологических системах;
биофизика периодических процессов;
молекулярные механизмы в нутрициологии.
В лаборатории проводятся фундаментальные научные исследования с
использованием устройств на основе АСМ (атомно-силового микроскопа) и
спектроскопии комбинационного рассеяния, ИК-Фурье спектроскопии, UVспектроскопии, жидкостной хроматографии. В работе используются методы
ПЦР и ИФА диагностики, а так же анализ Ca2+ потока; оценка цитотоксичности
и пролиферации; количественное определение РНК, ДНК и белков; анализ
свойств ферментов; FRET-анализ; анализ ионных каналов; анализ кинетики
биохимических реакций; анализ генов-репортеров. В исследованиях in vivo
проводится оценка метаболического статуса методом непрямой калориметрии,
определение антиоксидантного статуса, клеточных и биохимических
показателей крови.
позицией
исследовательской
работы
сотрудников
ПНИЛ
«Экспериментальной иммуноморфологии, иммунопатологии и иммунобиотехнологии» является изыскание наиболее эффективных способов целевого
факторного воздействия на морфофункциональные показатели эмбриона.
За период работы в указанной области:
проведены научные исследования различных биотехнологически значимых
морфофункциональных характеристик эмбрионов птиц (морфологических,
биохимимических, генетических параметров), в том числе под влиянием физических, химических и биологических факторов;
апробированы и применены в биотехнологическом цикле новых препаратов на основе эмбрионов птиц, методики целевого управления развитием эмбриона с целью повышения качественных показателей сырьевой субстанции;
получены положительные результаты по факторному повышению в эмбриональной ткани содержания альфа-фетопротеина, как перспективного онкопротективного, иммуномодулирующего и регенерирующего компонента разрабатываемых лекарственных средств;
разработаны и запатентованы инновационные биотехнологические приемы
получения биологически активных субстанций различного назначения на
основе экстрактов эмбриональных тканей птиц (патенты РФ: 2197251; 2283347;
2303368; 2320197; 2433171; 2504359; 2535980; 2552330);
изготовлены и испытаны в лабораторных условиях экспериментальные
образцы и лабораторные микро серии препаратов на основе всех запатентованных субстанций. При этом особенно перспективными, являются полученные в
лаборатории субстанции, оказывающие иммунотропное и регенеринстимулирующее действие;
в лабораторных условиях на экспериментальных животных (белые крысы,
кролики) и в производственных - на сельскохозяйственных животных (мелкий
рогатый скот, крупный рогатый скот, пушные звери, свиньи), подтверждена
высокая иммуномодулирующая, гепатопротективная эффективность разработанного препарата «СТЭМБ» и его стимулирующее действие на метаболические показатели организма. Имеются положительные заключения об испытаниях в Московской области, Ставропольском и Краснодарском краях, Ростовской
и Самарской областях;
предложен нанопрепарат «НИКА-ЭМ» (заявка на патент РФ №2014139637,
получено подтверждение о выдаче патента), позволяющий рассчитывать на
высокий полипатогенетический эффект на регенерацию всех тканей организма,
онкопротективное монокомпонентное иммуномодулирущее действие.
разработана серия регенерирущих средств «Биорегенерин» в различных
формах (гель, пластина и др.) На основании информированного согласия регенерирущие средства «Биорегенерин» апробированы уже более чем на 100 волонтерах при ожогах, пролежнях, лучевых и трофических язвах, пародонтозе,
травматических поражениях. Имеются положительные отзывы и благодарности;
Вышеперечисленные разработки представлены широкой общественности в
рамках международных выставок и конференций (Швейцария, Германия, Китай, Япония), где им присуждены более 40 медалей различного достоинства, а
также в эфире Федеральных телеканалов.
Лаборатория обладает следующим научным оборудованием:
компьютерный рентгеновский микротомограф SkySkan 1176 (Bruker);
микроскоп стереоскопический МС-2 (JTOMO),
клеточный микроманипулятор TransferMan NK2 (Eppendorf),
ферментер для культивирования бактериальных культур Minifors BPack 5 L
TV, NW140, 5 л (Infors),
счетчик колоний полуавтоматический Scan 100 (Interscience),
система ультрафильтрации (Владисарт, Sartorius),
анализатор гематологический автоматический MicroCC-20Plus
Оснащение лабораторий позволяет:
проводить исследования с использованием UV-спектроскопии, жидкостной
хроматографии;
- в исследованиях in vivo проводить оценку метаболического статуса;
определять клеточные и биохимические показатели крови;
работать с непатогенными штаммами микроорганизмов (дрожжи, лактобактерии, бифидобактерии и т.п.);
отрабатывать различные биотехнологические приемы, связанные с манипуляциями с сырьевыми объектами и процессами извлечения действующих,
начал.
ПНИЛ экспериментальной иммуноморфологии, иммунопатологии и
иммунобиотехнологии.
Научная тематика, разрабатываемая в рамках направления:
·разработка концепции комплексной защиты здоровья человека и
животных при иммунопатологиях;
·оптимизация
условий
промышленного
культивирования
микроорганизмов, разработка и совершенствование питательных сред;
· ассоциативные связи в микросимбиоценозах живых организмов и
окружающей среды, направления и методы коррекции дисбактериозов.
В соответствии с научной тематикой в настоящее время проводятся
следующие исследования:
- изучение морфофункциональных и биохимических показателей живых
систем перспективных в биотехнологическом аспекте (эмбрионы птиц (Gallus
gallus domesticus, Coturnix coturnix), красный калифорнийский червь (Eisenia
foetida), чайный гриб (Мedusomyces gysevii), каллизия душистая (Callisia
fragrans), хлорофитум хохлатый (Chlorophitum comosum) и др.);
- изучение морфофункциональных показателей эмбрионов птиц под
влиянием различных факторов, с целью расширения перспектив использования
эмбриональной ткани в качестве сырья для получения биологически активных
препаратов;
- оценка влияния нарушений иммунитета и микробиоценоза матери на
аналогичные показатели и уровень развития плода, изучить особенности
взаимосвязи микробиоценоза и иммунного статуса организма самок в период
беременности;
- изыскание эффективных путей перинатальной коррекции развития и
здоровья новорожденных, в том числе разработка технологии новых
биологически активных препаратов для перинатальной охраны здоровья
потомства;
совершенствование
и
разработка
технологии
комплексных
высокоэффективных регенеринстимулирующих, иммунотропных и др. средств
на основе биологического сырья и расширение спектра их испытания на
клеточных культурах, лабораторных животных (в том числе на системном
уровне), волонтерах;
- разработка технологии космецевтических средств на основе растительных
и животных экстрактов;
- расширение спектра сырьевых объектов и адаптация их к потребностям
микроорганизмов с целью применения в технологии стимуляторов роста
микроорганизмов и питательных сред на их основе;
- изучение различных субстанций полученных на основе экологически
чистого биологически активного сырья животного, растительного и
бактериального происхождения с целью получения противоопухолевых и
противоаллергических средств.
Научной продукцией коллектива лаборатории являются свыше 20
биопрепаратов на основе биологически активных веществ животного,
растительного и микробного происхождения, полученных по авторским
методикам. Экспериментальные образцы препаратов испытаны и показали
эффективность при различных заболеваниях и функциональных нарушениях
(иммунодефиците, дисбактериозе, травмах, патологиях воспроизводства,
нарушениях
роста
и
развития)
у
лабораторных,
домашних
и
сельскохозяйственных животных на территории Ставропольского и
Краснодарского краев, Самарской области. Препараты местного репаративного
действия с успехом применены волонтерами при ожогах, спонтанных травмах,
операционных ранах, трофических поражениях кожи и слизистых оболочек, а
также с косметической целью.
НУЛ Экоаналитическая лаборатория
среды
исследования
окружающей
Цели деятельности лаборатории, в том числе тематика научных
исследований:
Обеспечение и проведение фундаментальных и прикладных исследований
и работ, создание научной и образовательной базы с привлечением
преподавателей, аспирантов, магистрантов, студентов и штатных сотрудников
Университета для подготовки специалистов всех уровней в области
рационального природопользования и экологической безопасности, по
направлению биогеохимии и экологической экспертизы,
Реализация результатов научно-исследовательской деятельности в области
экологии и природопользования, а также разработки методик, направленных на
улучшение природоохранных мероприятий.
Тематическая направленность исследований:
Эколого-геохимические и биогеохимические исследования водных и
наземных экосистем на основе совмещения эколого- и ландшафтногеохимического подходов, мониторинг загрязнения и прогноз состояния
окружающей среды (основное внимание уделяется поверхностным водным
объектам на СКФО и земельным ресурсам);
Определение пространственных закономерностей дифференциации и
миграции химических элементов, трансформации биогеохимических циклов и
биогеохимической пищевой цепи в различных зонально-климатических и
ландшафтно-геохимических условиях;
Изучение внутри ландшафтной дифференциации почвенного покрова,
биогеохимических особенностей и плодородия почв СКФО.
Сложные аналитические комплексы оборудования могут использоваться
как в научной, так и в учебной деятельности, в особенности при выполнении
магистратских диссертаций. Используется в научных исследованиях
аспирантами и сотрудниками кафедры экологии и природопользования и
физической географии и ландшафтного планирования.