К.х.н. А .Г. Гребенюк, асп. Т. В. Горайчук,
д.х.н. В. В. Лобанов- керівник проекту.

·Мета проекту полягає в розробці наукових основ збільшення селективності, підвищення стійкості та пролонгації дії біосенсорів при використанні як підкладинок для них модифікованих дисперсних оксидів силіцію й титану. Основна увага групи зосереджена на вивченні умов зв'язування іонів Са⁺², що знаходяться в біологічних середовищах, біологічно активними молекулами (парвальбу-міном), які в силу хімічної і біологічної еволюції у найбільшій мірі виявляють схильність до молекулярного та іонного розпізнавання.

Розв'язання цієї актуальної для науки та медицини проблеми передбачає розробку нових ефективних методів прищеплення біологічного матеріалу до поверхні дисперсних оксидів, які дозволяють уникнути блокування центрів зв'язування іонів молекулою парвальбуміну, та вивчення впливу поверхні твердого тіла на конформацій-ний стан білкових молекул. Для з'ясування сутності процесів, що відбуваються при прищепленні біологічного матеріалу до поверхні оксидів, дуже плідними виявились теоретичні методи (квантова хімія, молекулярна динаміка, метод Монте-Карло). Так, був запропонований новий підхід до з'ясування впливу поверхні кремнезему на тривимірну структуру білку, котрий отримав підтвердження в рамках моделі, що передбачає розгляд розподілу приповерхневого електростатичного потенціалу, який створюється атомами об'ємної фази та функціональними групами поверхні. Цей підхід є подальшим розвитком відомої в молекулярній біології бі- фуркаційної теорії згортання білка й передбачає врахування обміну енергією між білковою молекулою, гідратною оболонкою та поверхнею твердого тіла. Показано, що основним чинником зміни структури білку при його контакті з кремнеземом є утворення водневих зв'язків між поверхневими си-ланольними групами та атомами кисню бічних груп, що розташовані на зовнішній поверхні глобули. Виконано квантовохімічні розрахунки електронної та просторової будови активних центрів молекули парвальбуміну, що дало змогу з'ясувати детальний механізм зв'язування прищепленим до поверхні білком іонів Са+2, з урахуванням наявності у них гідратної оболонки. Проводяться роботи з порівняльного аналізу електростатичних властивостей атомарно чистих і хімічно модифікованих поверхонь діелектриків. Метою такого аналізу є розробка системи фізично обґрунтованих параметрів з тим, аби хімічні властивості функціональних груп могли бути виражені через змінні електростатичної теорії.

1. Lobanov V. V., Bogillo V. I. Quantum-chemical investigation of the electric field effect on activation barriers for electrochemical transformations of organic compouds// Langmuir. - 1996 - V. 12, № 21. - P.5171-5179.
2. Lobanov V. V. Quantum chemical study on the electrostatic properties of silica and zeolites surfaces. - Kyiv: NTUU "KPI" Publ., 1998. - 237 p. (In Russian).
3. Lobanov V. V., Gorlov Yu. I., Chuiko A. A., Pinchuk V. M., Sinekop Yu. I., Yakimenko Yu. I. Role of electrostatic interactions in adsorption at solid surface. - Kyiv: VEK+ Ltd., 1999. - 237 p. (In Russian).
4. Lobanov V. V., Chuiko A. A., Burlaenko N. A., Klymenko V. E., Tertykh V. A., Yanishpolskii V. V., TeretzM. I.// Gravimetric and quantum-chemistry study of interaction of^-oxyethanolamine vapor with silica surface // Inter. J. Thermal. Analysis. - 2000. - V. 62, № 5. - P.208-218.
5. Grebenyuk A. G. Molecular models of hypervalent inorganic compounds// Transactions of NaUKMA. - V. 18. Chemical sciences. - Kyiv: KM Academia, 2000. - P. 25-34. (In Ukrainian).