Декалюк М. О. Нові нановуглецеві флуорофори: синтез, оптичні властивості та їх взаємодія з клітинами.

Дисертаційна робота присвячена дослідженню нового типу флуоресцентних вуглецевих наноматеріалів - вуглецевих точок (CNDs). У роботі продемонстровано різні підходи до їх синтезу, вивчення структурних та оптичних особливостей, обґрунтовано доцільність їх застосування у флуоресцентній мікроскопії. Вуглецеві наночастки було синтезовано з різноманітних органічних сполук методом гідротермічної обробки. Отримані флуоресцентні структури демонструють стабільність та яскраву емісію у видимому діапазоні спектру, розчинність у органічних розчинниках, стабільність за варіації температури та pH середовища. Вперше детально досліджено спектральні властивості цих наноструктур на рівні поодиноких часток. За допомогою сучасних методів мікроскопії були зроблені знімки флуоресценції окремих CNDs за збудженням азимутально поляризованим лазерним променем. Встановлено, що на поверхні цих вуглецевих флуорофорів знаходиться лише один емісійний центр. Значення часів життя емісії охоплюють відносно широкий діапазон від 0,8 до 6 нс. Залежності між цим параметром та інтенсивністю свічення поодиночних часточок не було встановлено. Завдяки малому розміру та гідрофільній поверхні CNDs легко проникають у середину клітини без будь яких додаткових процедур та модифікацій поверхні. Встановлено, що вуглецеві точки можуть бути застосовані для мічення лізосом та ядра у середині клітини. Продемонстровано метод для детекції апоптотичних клітин у клітинній культурі за допомогою візуалізації клітин CNDs. Було відмічено, що апоптотичні клітини схильні до накопичення вуглецевих точок у більшій кількості, ніж нативні клітини. Базуючись на цьому феномені, клітини, що профарбовані зазначеними наноструктурами, можуть бути досліджені різними флуоресцентними методами, такими як спектрофлуорометрія, протокова цитометрія та мікроскопія. Показано, що CNDs, завдяки спектроскопічній властивості перемикання включених та виключених станів емісії, є перспективними для використування у мікроскопії високої роздільної здатності СОФІ.