Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ И ХИМИИ 2499-9962 54053 НАНОБИОФИЗИКА NANOBIOPHYSICS НАНОБИОФИЗИКА CONCEPT AND METHODOLOGICAL APPROACHES TO THE STUDY OF THE PROPERTIES OF NANOSTRUCTURED FRUSTULE OF DIATOMS (BACILLARIOPHYTA) TO IDENTIFY THE SPECIES КОНЦЕПЦИЯ И МЕТОДИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ К ИЗУЧЕНИЮ НАНОСТРУКТУРНЫХ СВОЙСТВ ПАНЦИРЯ ДИАТОМОВЫХ ВОДОРОСЛЕЙ (BACILLARIOPHYTA) ДЛЯ ИДЕНТИФИКАЦИИ ВИДА Шевченко О Г Shevchenko O G 713553@mail.ru Романова Д Ю Romanova D Y Карпенко А А Karpenko A A Пономарева А А Ponomareva A A Институт биологии моря им. А.В. Жирмунского ДВО РАН; Научно-образовательный комплекс «Приморский океанариум» ДВО РАН ru A.V. Zhirmunsky Institute of Marine Biology, Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences; Research and Education Center “Primorsky Aquarium”, Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences ru ФГБУН «Карадагская научная станция им. Т.И.Вяземского - природный заповедник РАН» ru T.I. Vyazemsky Karadag Scientific Station - Nature Reserve of the RAS ru Научно-образовательный комплекс «Приморский океанариум» ДВО РАН ru Research and Education Center “Primorsky Aquarium”, Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences ru Институт биологии моря им. А.В. Жирмунского ДВО РАН; Научно-образовательный комплекс «Приморский океанариум» ДВО РАН ru A.V. Zhirmunsky Institute of Marine Biology, Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences; Research and Education Center “Primorsky Aquarium”, Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences ru 25 12 2016 25 12 2016 1 2 17 21 20 12 2016 20 12 2016 https://rusjbpc.ru/en/nauka/article/54053/view

С применением методов электронной микроскопии и рамановской спектроскопии проведено исследование тонкой структуры панциря морской планктонной диатомовой водоросли Skeletonema sp. (Bacillariophyta), лабораторный клон Sk021002. В работе были использованы современные методы идентификации вида. При помощи сканирующей и трансмиссионной электронной микроскопии показано, что структуры панциря - створка, краевые выросты и поясок различаются по морфологическим признакам. Впервые с помощью метода Рамановской спектроскопии получены данные диатомовой водоросли рода Skeletonema . Выявлены различия в раман-спектрограммах органической оболочки и кремниевого панциря клона Sk021002. Применение метода Рамановской спектроскопии дает обширные, уникальные сведения по наноструктурным характеристикам различных элементов панциря диатомей. Изучение биологических объектов с помощью метода Рамановской спектроскопии не инвазивное, что является важным моментом для фундаментальных биофизических исследований.

The fine structure of marine planktonic diatom frustule Skeletonema sp. (Bacillariophyta), laboratory clone Sk021002, was studied using methods of electron microscopy and Raman spectroscopy. At the present work we were used the current methods of identification of the species. Using scanning and transmission electron microscopy showed that the structure of the shell - valve, marginal process and girdle bands were morphologically differ. The first time had been obtained by the method of Raman spectroscopy data of diatoms of the genius Sceletonema . The differences were found in the SERS spectra for organic casing and silicon frustule of clone Sk021002. Application of method by Raman spectroscopy provides extensive and unique information on the nanocharacteristics of the various elements of diatoms frustule. The study of biological objects by method of Raman spectroscopy is non-invasive, this is important moment for fundamental biophysical research.

 идентификация створка Рамановская спектроскопия наноструктурные характеристики identification frustule Raman spectroscopy nanocharacteristics

Barletta R.E., Krause J.W., Goodie T., Sabae H.E. The direct measurement of intracellular pigments in phytoplankton using resonance Raman spectroscopy. Marine Chemistry, 2015, vol. 176, pp. 164-173. Barletta R.E., Krause J.W., Goodie T., Sabae H.E. The direct measurement of intracellular pigments in phytoplankton using resonance Raman spectroscopy. Marine Chemistry, 2015, vol. 176, pp. 164-173. Griffith W.P. Advances in the Raman and infrared spectroscopy of minerals. Spectroscopy of inorganic - based materials. Eds R.J.H. Clark and R.E.Hester. John Wiley & Sons Ltd Press, 1987, pp. 119-186. Griffith W.P. Advances in the Raman and infrared spectroscopy of minerals. Spectroscopy of inorganic - based materials. Eds R.J.H. Clark and R.E.Hester. John Wiley & Sons Ltd Press, 1987, pp. 119-186. Hasle G.R., Fryxell G.A. Diatoms: cleaning and mounting for light and electron microscopy. Transactions of the American Microscopical Society, 1970, vol. 89, pp. 469-474. Hasle G.R., Fryxell G.A. Diatoms: cleaning and mounting for light and electron microscopy. Transactions of the American Microscopical Society, 1970, vol. 89, pp. 469-474. John R. Ferraro, Kazuo Nakamoto and Chris W. Brown. Introductory Raman Spectroscopy. Academic Press, Amsterdam, Second Edition, 2003, 434 p. John R. Ferraro, Kazuo Nakamoto and Chris W. Brown. Introductory Raman Spectroscopy. Academic Press, Amsterdam, Second Edition, 2003, 434 p. Королев Е.В., Смирнов В.А., Земляков А.Н. Идентификация новообразований, обусловленных щелоче- силикатной реакцией. Вестник МГСУ. Научно-технический журнал, 2013, т. 6, с. 109-116. [Korolev E.V., Smirnov V.A., Zemlyakov A.N. Identification of Alkali-silica Reaction Outcomes. Vestnik MGSU. Proceedings of Moscow State University of Civil Engineering, 2013, vol. 6, pp. 109-116. (In Rus.)] Korolev E.V., Smirnov V.A., Zemlyakov A.N. Identifikaciya novoobrazovaniy, obuslovlennyh scheloche- silikatnoy reakciey. Vestnik MGSU. Nauchno-tehnicheskiy zhurnal, 2013, t. 6, s. 109-116. [Korolev E.V., Smirnov V.A., Zemlyakov A.N. Identification of Alkali-silica Reaction Outcomes. Vestnik MGSU. Proceedings of Moscow State University of Civil Engineering, 2013, vol. 6, pp. 109-116. (In Rus.)] Lee R.E. Phycology, 4th edition. Cambridge: Cambridge University Press, 2008, 547 p. Lee R.E. Phycology, 4th edition. Cambridge: Cambridge University Press, 2008, 547 p. Lošić D., Short K., Mitchell J.G., Lal R., Voelcker N.H. AFM nanoindentations of diatom biosilica surfaces. Langmuir, 2007, vol. 23, pp. 5014-5021. Lošić D., Short K., Mitchell J.G., Lal R., Voelcker N.H. AFM nanoindentations of diatom biosilica surfaces. Langmuir, 2007, vol. 23, pp. 5014-5021. Pletikapić G., Berquand A., Radić T.M., Svetlićic V. Quantitative nanomechanical mapping of marine Diatom in seawater using peak force tapping Atomic Force Microscopy. J. Phycol., 2012, vol. 48, pp. 174-185. Pletikapić G., Berquand A., Radić T.M., Svetlićic V. Quantitative nanomechanical mapping of marine Diatom in seawater using peak force tapping Atomic Force Microscopy. J. Phycol., 2012, vol. 48, pp. 174-185. Round F.E., Crawford R.M., Mann D.G. The Diatoms. Biology and morphology of the genera. Cambridge, 1990, 747 p. Round F.E., Crawford R.M., Mann D.G. The Diatoms. Biology and morphology of the genera. Cambridge, 1990, 747 p. Sarno D., Kooistra W.H.C.F., Medlin L.K., Percopo I., Zingone A. Diversity in the genus Skeletonema (Bacillariophyceae): II. An assessment of the taxonomy of S. costatum-like species with the description of four new species. J. Phycol., 2005, vol. 41, pp. 151-176. Sarno D., Kooistra W.H.C.F., Medlin L.K., Percopo I., Zingone A. Diversity in the genus Skeletonema (Bacillariophyceae): II. An assessment of the taxonomy of S. costatum-like species with the description of four new species. J. Phycol., 2005, vol. 41, pp. 151-176. Захаров В.П., Ларин К, Братченко И.А. Повышение информативности оптической когерентной томографии при диагностировании кожных патологий. Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета, 2011, т. 2, c. 232-239. [Zaharov V.P., Larin K., Bratchenko I.A. Increasing the information content of optical coherence tomography skin pathology detection. Vestnik STAU, 2011, vol. 2, pp. 232-239. (In Rus.)] Zaharov V.P., Larin K, Bratchenko I.A. Povyshenie informativnosti opticheskoy kogerentnoy tomografii pri diagnostirovanii kozhnyh patologiy. Vestnik Samarskogo gosudarstvennogo aerokosmicheskogo universiteta, 2011, t. 2, c. 232-239. [Zaharov V.P., Larin K., Bratchenko I.A. Increasing the information content of optical coherence tomography skin pathology detection. Vestnik STAU, 2011, vol. 2, pp. 232-239. (In Rus.)]