С весеннего семестра 2009 года для студентов МГУ третьего курса физического, химического, биологического и механико-математического факультетов, факультетов наук о материалах, биоинженерии и биоинформатики, фундаментальной медицины и всех желающих читается межфакультетский курс лекций «Фундаментальные основы нанотехнологий», подготовленный в рамках Научно-образовательного центра МГУ по нанотехнологиям.
Курс предназначен для студентов старших курсов, специализирующихся в области оптики твердого тела, физики наноструктур и наноустройств. Помимо изложения традиционных вопросов оптики объемных фаз металлов, полупроводников и диэлектриков, анализируются особенности оптических явлений в твердотельных системах пониженной размерности, включая наноструктуры и композитные материалы, такие, как пористые полупроводники. Главное внимание уделяется оптическим и фотоэлектрическим свойствам объемных фаз полупроводников и полупроводниковых систем пониженной размерности, таких как поверхности, границы раздела, наноструктуры, пористые материалы. Обсуждаются основные подходы к анализу нелинейно-оптических явлений в твердых телах, а также некоторые применения методов нелинейной оптики для диагностики твердотельных систем.
Специфика подготовки студентов НОЦ МГУ по нанотехнологиям по специализации «Функциональные наноматериалы» учтена в курсе кристаллохимии, читаемом в VII семестре. Программа курса базируется на курсе, читаемом в том же семестре на общем потоке химического факультета МГУ, но отличается в следующих наиболее важных аспектах.
В курсе для специализации «Функциональные наноматериалы» матричный способ описания операций симметрии изложен в общем виде, т.е. для всех закрытых и открытых операций симметрии при любом положении соответствующей оси или плоскости симметрии относительно начала координат, что позволяет находить результат взаимодействия любых элементов симметрии алгебраически. На общем потоке понятие о матричном описании операций симметрии дается на лекции в виде отдельных примеров и только для закрытых операций симметрии, соответствующих элементам, проходящим через начало координат.
Новый курс лекций по использованию нанотехнологий в медицине предназначен для студентов различных факультетов (прежде всего, ФФМ, а также химического, физического, биоинформатики и биоинженерии), желающих повысить уровень своего нанотехнологического образования. Курс лекций содержит лекционные блоки, посвященные биофизическим основам нанобиотехнологий, современным подходам к созданию лекарственных средств, конкретным путям применения нанотехнологий в клинической практике — в диагностике, терапии, при хирургических вмешательствах, — а также вопросам биобезопасности нанопродукции для человека. Полученные знания позволят объективно оценить целесообразность применения и перспективы дальнейших разработок новых наноматериалов и нанотехнологий для здравоохранения. Курс будет завершаться зачетом, предназначенным для контроля и закрепления полученных знаний. Студентам, прослушавшим курс лекций и успешно сдавшим зачет, будет выдано соответствующее свидетельство.
Лекции будут проходить во втором семестре (весна 2012 г.) по средам в аудитории № 502 факультета фундаментальной медицины с 17:00.
Данный лабораторный курс предназначен для закрепления теоретических знаний в области нанодиагностики и визуализации нанобиоструктур. На конкретных примерах нанобиоматериалов студенты получают практические навыки подготовки образца к измерению, знакомятся с устройством приборов, производят выбор наиболее подходящего режима измерений, а также решают задачи интерпретации результатов и их представления в виде, требуемом для публикаций.
Курс сочетает в себе как лекционные занятия для изучения теоретических основ методов компьютерного моделирования, так и практические занятия, в ходе которых происходит закрепление полученных знаний на модельных примерах.
Компьютерное моделирование нанобиоструктур является важным инструментом исследования их свойств и способствует более глубокому осмыслению структурно-функциональных особенностей этих объектов. Нанобиообъекты построены из составляющих блоков – пептидов и белков, нуклеиновых кислот, искусственных и биологических мембран. Задачей компьютерного моделирование является построение моделей пространственной структуры каждого из составляющих блоков, и затем сборка этих объектов в цельный объект с использованием инструментов компьютерной графики. Методы компьютерного моделирования пространственных структур пептидов, белков и нуклеиновых кислот хорошо разработаны и широко применяются в научных исследованиях. Знакомству с этими методами посвящён предлагаемый курс.
Основной задачей данного вводного курса ставится ознакомление студентов с принципами структурной иерархии наноматериалов, современными методами синтеза и свойствами небиологических наноматериалов, наноструктур и нанообъектов (неорганических и органических). В курсе рассматриваются такие часто используемые в нанобиотехнологии объекты как квантовые точки, металлические наночастицы, магнитные наночастицы, углеродные нанотрубки, супрамолекулярные самособирающиеся органические структуры, ленгмюровские слои, самоорганизующиеся монослои тиолов и прочие.
Подготовка современных кадров в области нанобиотехнологий невозможна без изучения физико-химических методов исследования нано- и нанобиоматериалов. Основной задачей данного составного курса является привитие навыков корректного и обоснованного выбора метода исследования для получаемых или используемых нанобиоматериалов и нанобиоструктур. Основной упор делается на понимание физических основ метода на уровне, достаточном для корректной интерпретации результатов исследования, а также на практических аспектах (подготовка образца, трудоемкость метода, продолжительность измерений, возможные артефакты и искажения, обработка и интерпретация результатов). Особое снимание уделяется привитию навыков комплексного исследования образца, использованию сопутствующих и дополняющих друг друга методов.
Курс посвящен обзору бурно развивающейся практической области нанобиотехнологий. Основной упор делается на перспективах применения наноматериалов в клинической диагностике и терапии, а также нанобиоаналитических приложениях.
Наряду с образовательными лекциями курс содержит ряд докладов ведущих российских ученых в области наномедицины и нанобиоаналитики, позволяющих студентам 5 курса на примере конкретных исследований и инноваций проследить достоинства использования нанобиотехнологических подходов.
Составной курс «Нанобиоматериалы» разработан для студентов, обучающихся по специализации «Нанобиоматериалы и нанобиотехнологии» Научно-Образовательного Центра по нанотехнологиям МГУ.
На стыке современной биотехнологии и нанотехнологии возникли новые междисциплинарные области: нанобиотехнология и бионанотехнология. Курс рассматривает принципы построения и функционирования природных и искусственных бионаносистем, а также практические аспекты получения, свойств и применения нанобиоматериалов и бионаноматериалов. Предметы исследования нанобиотехнологии и бионанотехнологии рассмотрены на отдельных примерах, с учётом различных аспектов разработки и применения нанобиоматериалов и бионаноматериалов.