Бойко В. В. Оптичні властивості синтетичних опалів, інфільтрованих біологічними молекулами

У дисертації представлені результати комплексного дослідження оптичних властивостей біологічних молекул, введених у пори фотонних кристалів (ФК) на основі синтетичних опалів. Використовуючи методи спектроскопії видимого діапазону, люмінесценції та коливальної спектроскопії вивчено можливість використання ФК як підсилюючих підкладинок. Визначені спектральні зсуви фотонної стоп-зони при введенні в пори фотонного кристалу водних розчинів ДНК та амінокислот (триптофану та гліцину). Показано, що після введення молекул ДНК у пори фотонного кристалу збільшується сигнал люмінесценції від них, з'являється можливість реєстрації спектра у видимому діапазоні. Підсилення люмінесценції пов'язане з локалізацією світла в об'ємі синтетичних опалів внаслідок його інтерференції та багатократного розсіяння в міжглобулярному просторі та на дефектах структури. Внаслідок локалізації час взаємодії світла з речовиною (біологічними молекулами) зростає, збільшуючи при цьому ефективність процесів поглинання і випромінювання. Вперше отримано люмінесцентне зображення молекул ДНК та клітини на поверхні синтетичного опалу без використання специфічних міток та барвників. Показано, що введення молекул ДНК у пори ФК змінює їхню конформацію внаслідок ефектів обмеженого об'єму. Зареєстровано зростання вмісту А та Z форм та неканонічних конформаційних станів у молекулі ДНК.