Соколов Петр Александрович

• Плазмонные биосенсоры.
• ДНК-аптамеры.

И по таким перспективным направлениям, как:

• Наноэлектроника ДНК.
• Физика амилоидов (в т.ч. прионных белков).

Заинтересованные студенты, пишите на e-mail, указанный слева на этой страничке, или заходите в лабораторию, комнаты которой указаны тоже слева.

Обучает следующим методикам:

1. Атомно-силовая микроскопия.
2. Сканирующая электронная микроскопия.
3. Спектрофотометрия (в т.ч. плавление ДНК).
4. Динамическое рассеяния света.
5. Усиленное поверхностью рамановское рассеяние света.
6. Электрофорез в агарозном геле.
7. Синтез наночастиц.
8. Правила работы с ДНК (в т.ч. короткой) и белками.

Плазмонные биосенсоры

Золотые наночастицы и наноструктуры на их основе нашли широкое применение в биосенсорике за счет своих уникальных оптических свойств⁠. Организации наночастиц при помощи ДНК уделяется особое внимание благодаря универсальности и простоте данного подхода⁠. Одновременно с о структурной организацией, ДНК может выполнять роль агента, распознающего искомое вещество. Такие последовательности ДНК называют аптамерами. В этом направлении под руководством Соколова П. А. ведутся работы по грантам:

• РНФ «Разработка сверхчувствительных сенсоров молекул АТФ на основе комплексов ДНК-аптамеров и металлических наночастиц» (2020-2021, руководитель).
• РНФ «Оптические биосенсоры на основе фрагментированных ДНК-аптамеров» (2022-2024, руководитель).
• РФН «Разработка фотосенсибилизаторов для pH-контролируемой фотодинамической терапии рака с использованием аптамер-сопряженных производных фуллерена» (2022-2024, исполнитель).

Рис. 1. Прекрасное изображение, полученное на атомно-силовом микроскопе Соколовым П. А. Отчетливо можно разглядеть золотые частицы (точки белого цвета), которые соедены между собой 40-нм отрезками ДНК. При помощи электрофореза можно выделить фракции попарно сшитых наночастиц, тримеров и т. д. Такие структуры при дальнейшем наращивании наночастиц обладают высокочувствительными плазмонными свойствами.

Подробнее читайте в работе

[1] P.A. Sokolov, R.R. Ramazanov, V.I. Rolich, M.A. Popova, V.E. Shalygin, N.A. Kasyanenko, Stabilization of DNA by sodium and magnesium ions during the synthesis of DNA-bridged gold nanoparticles, Nanotechnology. 32 (2020) 045604. https://doi.org/10.1088/1361-6528/abc037.

Наноэлектроника ДНК

С развитием ДНК-оригами стало возможным создавать из ДНК различные нанометровые 2D и 3D элементы микросхем. Тем не менее проводимости природной ДНК недостаточно для использования в электрических цепях. В связи с этим активно ищутся подходы по покрытию ДНК металлами или внедрению металла внутрь её спирали. Соколов П. А. ведёт разработки по обоим направлениям.
Рис. 2. Изображение металлизированной серебром ДНК на поверхности полупроводникого кремния, полученное на сканирующем электронном микроскопе.

Подробнее читайте в работах P. N. Kliuev, P. A. Sokolov, and R. R. Ramazanov, «QM/MM-MD dissociation of Ag+ and H+ mediated cytosine pairs: Monomers and dimers» (2020); A. O. Puchkova, P. Sokolov, Y. V. Petrov, and N. A. Kasyanenko, «Metallization of DNA on silicon surface» J. Nanoparticle Res. 13, 3633–3641 (2011).

Физика амилоидов (в т.ч. прионных белков).

Мисфолдинг ряда белков, сопровождаемый образованием амилоидов, является причиной
развития у человека целого ряда неизлечимых заболеваний, таких как болезни Альцгеймера,
Паркинсона и Хантингтона. Это делает белки подобного типа объектом пристального исследования учёных. Соколов П. А. принимает участие в совместных с биологическим факультетом СПбГУ исследованиях по поиску путей трансформации белка дрожжей Sup35 из нативной в амилоидную форму.

Рис. 3. Амилоидны белка Sup35, исследованные на атомно-силовом микроскопе Соколовым П. А. Отчетливо виден остов фибриллы и её шуба из второстепенных доменов белка.

Подробнее читайте в работе P. A. Sokolov et al. «Sup35NMp morphology evaluation on Au, Si, formvar and mica surfaces using AFM, SEM and TEM» J. Struct. Biol. 201, 5–14 (2018).