Анотація до роботи:

Дацюк А.М. Квантово-хімічне дослідження взаємодії поверхні нанодисперсного кремнезему та вуглецевих нанотрубок з біологічно активними молекулами. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук за спеціальністю 01.04.18 – фізика і хімія поверхні. – Інститут хімії поверхні Національної академії наук України, Київ, 2005.

Дисертацію присвячено теоретичному дослідженню будови адсорбційних комплексів амінокислот, дипептидів та білків з поверхнею нанодисперсного кремнезему та вуглецевими нанотрубками в газовій фазі і з урахуванням водного середовища.

Методами квантової хімії встановлено рівноважні структури адсорбційних комплексів біомолекула-тверде тіло, оцінено їх просторову та електронну будову, досліджено особливості взаємодії біомолекул з гідрофільними та гідрофобними поверхнями. Проаналізовано зміни просторової будови біомолекул в адсорбційних комплексах біомолекула-поверхня твердого тіла.

На основі запропонованих моделей та результатів квантово-хімічних розрахунків пояснено особливості поведінки біомолекул з вуглецевими нанотрубками різних типів.

1. В літературі відсутні систематичні теоретичні дані щодо взаємодії біомолекул з поверхнями нанодисперсного кремнезему та вуглецевих нанотрубок. В дисертації проведено послідовне квантово-хімічне вивчення структури та енергії утворення адсорбційних комплексів амінокислот, дипептидів та білків з поверхнею нанодисперсногокремнезему та з вуглецевими нанотрубками.

2. Для вуглецевих нанотрубок встановлено існування стабільних комплексів амінокислот та дипептидів при локалізації їх в порожнині нанотрубок. Натомість такі стабільні комплекси біомолекул існують вже на поверхні високодисперсного кремнезему

3. За умов врахуванні впливу сольвента виявлено сорбцію гомоцистеїну, цистеїну, карнозину та фрагменту білка з поверхнею високодисперсного кремнезему.

4. Для вуглецевих нанотрубок малого діаметра типу (8,0) виявлено ефект диморфізму. За картами розподілу молекулярного електростатичного потенціалу встановлено характер взаємодій молекул амінокислот з вуглецевими нанотрубками. Виявлена роль портів вуглецевих нанотрубок при їх взаємодії з полярними молекулами.

5. Встановлено, що енергія зв’язування біомолекул поверхнею нанодисперсного кремнезему та вуглецевих нанотрубок симбатна до росту їх молекулярної маси.

ОСНОВНІ РЕЗУЛЬТАТИ ДИСЕРТАЦІЙНОЇ РОБОТИ ВИКЛАДЕНО В ТАКИХ ПУБЛІКАЦІЯХ:

1. Дацюк А.М., Громовой Т.Ю., Лобанов В.В. Анализ свойств углеродных нанотрубок по картам распределения молекулярного электростатического потенциала // Теоретическая и экспериментальная химия. – 2004. – Т.40. №5. – С.269-272.

Здобувачем виконано серію квантово-хімічних розрахунків електронної та просторової будови моделей вуглецевих нанотрубок, а також побудовано карти розподілу молекулярного електростатичного потенціалу. Прийнято участь в обговоренні отриманих результатів.

2. Basiuk E.V., Gromovoy T.Yu., Datsyuk A.M., Palyanytsya B.B., Pokrovskiy V.A., Basiuk V.A. Solvent-free derivatization of pristine multi-walled carbon nanotubes with amines. // J. Nanosci. Nanotechnol. - 2005. -Vol. 5, N 6.- P.984-990.

Здобувачем побудовано моделі модифікованих на портах вуглецевих нанотрубок типу (16,0) та (10,10). Розраховано їх просторову та електронну структуру і побудовано карти розподілу молекулярного електростатичного потенціалу.

3. Дацюк А.М., Лобанов В.В., Гребенюк А.Г., Чуйко О.О. Квантово-хімічне дослідження взаємодії поверхні кремнезему з -спіральною ділянкою молекули сироваткового альбуміну людини // Хімія, фізика та технологія поверхні: Міжвід. зб. наук. пр. / Ін-т хімії поверхні НАН України. К.: Вид. дім „КМ Академія”. – 2003. – вип. 9. – С.4-10.

Здобувачем підготовлено моделі поверхні кремнезему та фрагменту білка, проведено розрахунки та зроблено аналіз результатів.

4. Дацюк А.М., Лобанов В.В. Квантово-хімічне дослідження взаємодії сірковмісних амінокислот з поверхнею SiO₂. / Вісник Волинського державного університету ім. Лесі Українки. Хімічні науки. – 2005. – вип. 2. – С.5-11.

Здобувачем проведено детальний аналіз літературних даних, виконано квантово-хімічні розрахунки об’єктів обраних для дослідження, інтерпретовано одержані результати.

5. Дацюк А.М., Лобанов В.В., Гребенюк А.Г., Терець М.І. Роль сольватації та адсорбції в конформаційних перетвореннях дипептидів на поверхні кремнезему: квантово-хімічне дослідження // Наукові записки НаУКМА. Хімічні науки і технології. – 2003. – Т.21. – С.17-20.

Здобувачем проведено детальний аналіз літературних даних, виконано квантово-хімічні розрахунки об’єктів обраних для дослідження, проаналізовано конформаційну стійкість молекули карнозину під впливом процесів адсорбції та сольватації за участю поверхні високодисперсного кремнезему.

6. Datsyuk А.M., Grebenyuk A.G., Lobanov V.V., Chuiko O.O. Theoretical aspects of the functionalization of silica surface with biologically active molecules of variоus structure / VII Polish-Ukrainian Symposium on Theoretical and Experimental Studies of Interfacial Phenomena and their Technological Applications (Lublin, Poland, September 15-18, Extended Abstracts, 2003. – P.40-41.

Здобувачем опрацьовано та узагальнено нагромаджений власний матеріал, зроблено висновки щодо особливостей взаємодії деяких представників біомолекул з поверхнею кремнезему.

7. Дацюк А.М., Лобанов В.В. Аномальність розподілу молекулярного електростатичного потенціалу в околі вуглецевих нанотрубок / Матеріали Ювілейної Х Міжнародної конференції „Фізика і технологія тонких плівок”. Івано-Франківськ, 2005. – Т.2. – С.67-68.

Здобувачем розраховано електростатичні поля для моделей типу (8,0) різної довжини. Зроблено аналіз за дипольними моментамами розглянутих структур.

8. Лобанов В.В., Бурлаенко Н.А., Гребенюк А.Г., Дацюк А.М., Чуйко А.А. Исследование нативных свойств парвальбумина, иммобилизированого на поверхности кремнезема, как чувствительного елемента сенсоров на ионы Са²⁺ / Міжнародна конференція “Функціоналізовані матеріали: синтез, властивості та застосування”. Київ, Україна, 24-29 вересня 2002. Тези доповідей. – С.275-276.

Здобувачем запропоновано підхід щодо побудови моделі молекули парвальбуміна.

9. Дацюк А.М., Громовой Т.Ю., Лобанов В.В. Строение и свойства моделей канонических углеродных нанотрубок, модифицированых аминокислотами / Всеукраїнська конференція молодих вчених з актуальних питань хімії. Київ, Інститут хімії поверхні НАН України, 26-30 травня 2003. Тези доповідей. – С.120.

Здобувачем виконано побудову моделей вуглецевих нанотрубок, підібрано методи розрахунку, проведено квантово-хімічні обчислення та проаналізовано одержані результати.

10. Дацюк А.М., Лобанов В.В., Гребенюк А.Г. Теоретичне дослідження взаємодії поверхні кремнезему з сірковмісними амінокислотами / Всеукраїнська конференція молодих вчених з актуальних питань хімії. Київ, Інститут хімії поверхні НАН України, 26-30 травня 2003. Тези доповідей. – С.123.

Здобувачем проведено аналіз літературних даних, виконано квантово-хімічні розрахунки об’єктів, обраних для дослідження, інтерпретовано одержані результати.

11. Дацюк А.М., Громовий Т.Ю., Лобанов В.В. Супрамолекулярні комплекси вуглецевих нанотрубок з D-Val: теоретичне дослідження структури та властивостей / Международная школа семинар для молодых ученых „Наноматериалы в химии и биологии”. Авторефераты докладов. Киев, Украина, Институт химии поверхности НАН Украины, Май, 18-21, 2004. – С.51.

Здобувачем проведено побудову та розрахунки комплексів карбоксильованих вуглецевих нанотрубок з амінокислотами. Показано, що характер зв’язку між вуглецевою нанотрубкою та молекулою амінокислоти новить електростатичний характер.

12. Дацюк А.М., Громовий Т.Ю., Лобанов В.В. Теоретичне моделювання структури вуглецевих нанотрубок та вивчення їх взаємодії з амінокислотою D-Val / XVI Українська конференція з неорганічної хімії за участю закордонних вчених. Ужгород, 20-24 вересня 2004 року. Тези доповідей. – С.119.

Здобувачем проведено побудову та розрахунки комплексів вуглецевих нанотрубоктипу (10,0) та (6,6) з амінокислотами. Розроблено методику побудови карт розподілу молекулярного електростатичного потенціалу з використанням відповідних програмних продуктів.

13. Дацюк А.М., Громовий Т.Ю., Сидоренко І.Г., Лобанов В.В. Несиметрична структура основних станів вуглецевих нанотрубок з вектором хіральності (8,0) / XVI Українська конференція з неорганічної хімії за участю закордонних вчених. Ужгород. 20-24 вересня 2004 року. Тези доповідей. – С.144.

Здобувачем запропоновано алгоритм побудови симетричних вуглецевих нанотрубок і проведено квантово-хімічні дослідження моделей нанотрубок, отриманих на основі розробленого алгоритму.