Основная образовательная программа (ООП) реализуется СГУ в Институте химии по направлению подготовки 04.06.01 «Химические науки» очной формы обучения и направленности подготовки «Аналитическая химия».
Нормативный срок освоения ООП ВО по направлению в аспирантуре 04.06.01 «Химические науки» составляет 4 года при очной форме обучения.
Цель основной образовательной программы аспирантуры — обеспечение образовательной деятельности по подготовке научных и научно-педагогических кадров высшей квалификации, способных к инновационной деятельности в соответствующей области химии и в смежных областях науки и высшего образования.
Основные задачи ООП состоят в формировании:
- способности к самостоятельному критическому анализу и оценке современных научных достижений, обобщению собственных оригинальных результатов научных исследований, генерированию новых идей при решении исследовательских и практических задач, в том числе в междисциплинарных областях; способности прогнозировать, планировать и осуществлять комплексные исследования, в том числе междисциплинарные, на основе целостного системного научного мировоззрения с использованием знаний в области истории и философии науки;
- готовности участвовать в работе российских и международных исследовательских коллективов по решению научных и научно-образовательных задач, в конкурсных проектах; использовать современные методы и технологии научной коммуникации на государственном и иностранном языке; организовывать работу исследовательского коллектива в области химии и смежных наук; представлять результаты исследования в виде научных докладов и публикаций в ведущих Международных изданиях и журналах рекомендованных ВАК, оформлять НКР;
- навыков преподавательской деятельности по основным образовательным программам высшего образования.
Область профессиональной деятельности:
Область профессиональной деятельности выпускников, освоивших программу аспирантуры, включает сферы науки, наукоемких технологий и химического образования, охватывающие совокупность задач теоретической и прикладной химии (в соответствии с направлением подготовки 02.00.02 – Аналитическая химия), а также смежных естественнонаучных дисциплин.
Объектами профессиональной деятельности выпускников являются новые вещества, химические процессы и общие закономерности их протекания, научные задачи междисциплинарного характера.
Виды профессиональной деятельности, к которым готовятся выпускники, освоившие программу аспирантуры:
- научно-исследовательская деятельность в области химии и смежных наук;
- преподавательская деятельность в области химии и смежных наук.
Материально-технические и учебно-методические условия реализации ООП
Для реализации учебного плана по направлению 04.06.01 «Химические науки», направленности «Аналитическая химия» имеющееся материально-техническое обеспечение включает в себя лекционные аудитории, специализированные лаборатории для экспериментальной научно-исследовательской работы и выполнения диссертационного исследования, оснащенные необходимым оборудованием (спектрофлуориметр CaryEclipse, спектрофотометр Shimadzu, cпектрофотометр микропланшетный Sunrise, гель-электрофорез, лазерный стенд, полярограф, иономеры, кулонометрическая установка, установки для гравиметрии, центрифуги, аналитические весы, рН-метры, фотоэлектроколориметры, стилоскоп, пламенный фотометр, муфельные печи, сушильные шкафы, дистилляторы, компьютеры), а также Центр коллективного пользования, оснащенный хромато-масс-спектрометром «Trace DSQ» (ThermoElectron, США), хроматографом для высокоэффективной жидкостной хроматографии «Стайер» UV/VIS, газовым хроматографом «Кристалл 5000 М», видеоденситометром «Сорбфил».
Получены закономерности синтеза и свойств люминесцентных и ГКР меток (спектральные свойства, размер, вид внешнего покрытия, количество и качество функциональных групп на поверхности) и их конъюгатов с иммунореагентами для использования в сенсорах. Проведены теоретические и экспериментальные исследования факторов, оказывающих влияние на интенсивность люминесценции квантовых точек CdSe/ZnSe/ZnS и CdSe/ZnS. Установлено, что при использовании квантовых точек дополнительное усиление сигнала можно получить, используя их в составе меток, объединяющих несколько квантовых точек (КТ). В качестве такой метки были использованы везикулы, содержащие гидрофобные КТ. Для предотвращения утечки КТ из полученных структур и повышения их стабильности разработаны подходы к силанизации везикул, содержащих квантовые точки в липидном бислое. Введение на поверхность силанизированных везикул функциональных групп позволило проводить биоконъюгирование с иммунореагентами. Впервые силанизированные везикулы с включенными КТ использованы для одновременного чуствчительного определения двух аналитов. В качестве модельных аналитов исползованы микотоксины афлатоксин В1 и зеараленон. Для облегчения процедуры детектирования были использованы липосомы с включенными КТ различных цветов люминесценции (зеленый и оранжевый). В качестве подтверждающего метода использовали жидкостная хроматография с тандемным масс-спектрометрическим детектированием.
Изучено влияние наноразмерных частиц серебра на эффективность переноса энергии в хелате европия с тетрациклинами. Показано, что максимальное увеличение интенсивности сенсибилизированной флуоресценции европия наблюдается в слабощелочной среде в присутствии наночастиц серебра, стабилизированных цитратом. Найдены оптимальные условия максимального увеличения интенсивности эмиссии европия. Возрастание сигнала флуоресценции возможно в результате сочетания межмолекулярного переноса энергии возбуждения от наночастиц серебра к комплексу европия с доксициклином и внутримолекулярного переноса энергии в хелате. Показано, что в присутствии наночастиц серебра понижается предел обнаружения доксициклина практически на порядок и расширяется диапазон определяемых концентраций.
Методом бескапиллярного электроформования получены нетканые материалы (НМ) на основе полиакрилонитрила (ПАН). Осуществлена химическая модификация нитрильных групп ПАН в амидоксимные. На примере ионов свинца (II) и меди (II) были изучены сорбционные свойства ПАН и ПАН-оксима в статическом режиме. Установлено, что ПАН не проявляет сорбционных свойств, тогда как сорбционная емкость НМ на основе ПАН-оксима для меди (II) и свинца (II) составила соответственно (120 ± 3) мг/г и (115 ± 2) мг/г. Сделан прогноз о возможности применения НМ на основе ПАН-оксима для извлечения и очистки различных вод от ионов свинца (II) и меди (II).
Найдены оптимальные условия модификации наночастиц магнетита катионами полиэтиленимина (ПЭИ), ЦТАБ и его бисчетвертичными аналогами. Методами динамического рассеяния света и ПЭМ изучено распределение наночастиц по размерам и методом ПЭМ проведена оценка толщины слоя модификатора на их поверхности. Модифицированные МНЧ магнетита представляют собой отдельные наночастицы, агрегированные в более крупные структуры, при этом средний размер МНЧ магнетита, покрытых ПЭИ, ЦТАБ, бисчетвертичными аналогами типа 12-2-12, 12-4-12, 12-6-12, по данным ПЭМ составил 10 ± 2 нм с толщиной оболочки 1.0±0.1 нм, 8±2 нм с толщиной оболочки 1.0±0.1 нм, 9±1 нм с толщиной оболочки 2.6±0.2 нм, 8±2 нм с толщиной оболочки 2.5±0.2 нм, 9±2 нм с толщиной оболочки 2.5±0.2 нм, соответственно. Анализ микрофотографий магнетита, модифицированных катионными ПАВ, показывает, что форма полученных частиц близка к сферической. Выявлен одинаковый характер зависимости от рН дзета-потенциала наночастиц магнетита и степени извлечения фторхинолонов, позволяющий предположить, что основное влияние на сорбцию антибиотика оказывает электростатический фактор. Показано, что максимальная сорбция антибиотиков происходит вблизи рН 3.2-3.3, а степень извлечения варьирует в интервале 90-98%.
Аспиранты выступили с докладами на следующих мероприятиях:
- 26th Anniversary World Congress on Biosensors, Gothenburg, Sweden, 25-27 May 2016,
- XVII International Conference on Quantum Dots, London, Great Britain, 10-11 December 2015,
- VIIIth International Symposium «Design and synthesis of supramolecular architectures» April 25-29, 2016 Kazan, Russia,
- ХХ Менделеевский съезд по общей и прикладной химии. 26–30 сентября 2016, Екатеринбург,
- International Conference Laser Optics LO 2016 IEEE, 1-6 July, 2016, Sankt-Petersburg, Russia,
- Saratov Fall Meeting - SFM’16, International Symposium Optics and Biophotonics-IV, September 27 – 30, 2016, Saratov, Russia.
Результаты научной работы аспирантов опубликованы в следующих изданиях: Biosensensors and Bioelectronics, Talanta, Applied Surface Science, Journal of Luminescence, Journal of Nanoparticle research, Trends in Analytical Chemistry, Журнал аналитической химии, Бутлеровские сообщения, Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия Химия. Экология. Биология.
Аспиранты проходили стажировки в рамках двухстороннего договора о сотрудничестве между университетами в университете г. Гент (Бельгия), лаборатория анализа пищевых продуктов, а также в рамках совместной программы Министерства образования и науки и немецкого общества академических обменов в Техническом университете г. Мюнхен (Германия), техническом университете г. Дрезден (Германия), университета г. Регенсбург (Германия).
