Кафедра трансляційної медичної біоінженерії (ТМБ)
Постійне посилання на фонд
Переглянути
Перегляд Кафедра трансляційної медичної біоінженерії (ТМБ) за Назва
Зараз показуємо 1 - 20 з 89
Результатів на сторінці
Налаштування сортування
Документ Відкритий доступ Combination Treatment with Free Doxorubicin and Inductive Moderate Hyperthermia for Sarcoma Saos-2 Cells(2025) Orel, Valerii E.; Diedkov, Anatolii G.; Ostafiichuk, Vasyl V.; Lyalkin, Sergii A.; Tkachenko, Igor O.; Kolesnyk, Denys L.; Orel, Valerii B.; Dasyukevich, Olga Yo.; Rykhalskyi, Oleksandr Yu.; Movchan, Oleksii V.; Galkin, Alexander Yu.; Prosvietova, Anna B.Background: Osteosarcoma (OS) is the most common primary malignant bone tumor. Doxorubicin (DOX) is extensively used in OS chemotherapy, yet improving patient outcomes remains challenging. This study investigated the effect of free DOX combined with inductive moderate hyperthermia (IMH) on Saos-2 human OS cells. Methods: Cell viability was assessed by trypan blue exclusion. Flow cytometry analyzed apoptosis, necrosis, and reactive oxygen species (ROS) in cells exposed to control (no treatment), IMH (42 MHz frequency, 500 µT magnetic field induction, 564 V/m electric field strength, 15 W output power, and 30 min duration) alone, DOX (0.06 µg/mL) alone, or DOX combined with IMH. The expression of p14ARF tumor suppressor and epidermal growth factor receptor (EGFR) was evaluated by immunocytochemistry. Spatial autocorrelation analysis quantified the heterogeneity of p14ARF and EGFR distributions in acquired images. Results: The half maximal inhibitory concentration (IC50) of DOX in Saos-2 cells had minimal variation between 48 h (0.060 ± 0.01 µg/mL) and 72 h (0.055 ± 0.003 µg/mL). DOX + IMH resulted in a 15% increase in early apoptosis and a 20% elevation in ROS levels compared with DOX alone. Immunocytochemical analysis revealed a 37% increase in p14ARF and a 32% reduction in EGFR expression following combined treatment in comparison to DOX alone. Image analysis showed that DOX + IMH treatment caused the highest Moran’s index values for p14ARF and EGFR, reflecting less heterogeneous spatial distributions (p < 0.05). Conclusions: IMH enhanced DOX-induced cytotoxicity in Saos-2 cells by initiating ROS-mediated apoptosis and reducing heterogeneity of cellular responses.Документ Відкритий доступ Efficiency and Safety Issues of Modern Multi-Component Herbal Medicines(Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, 2024) Galkin, Alexander; Gorchakova, Nadiia; Zaychenko, Ganna; Golembiovska, Olena; Bondarenko, Larisa; Dmytrenko, Oleksandra; Arkhypova, MarynaУ монографії узагальнено дослідження щодо безпеки та ефективності багатокомпонентних рослинних лікарських засобів у лікуванні гінекологічних, гепатобіліарних та серцево-судинних захворювань, а також рослинних противірусних засобів тощо. Охоплено доказову фітотерапію, фармакотерапію, профілі безпеки рослинних комбінацій та розробку лікарських засобів на їх основі. Ця монографія є важливим ресурсом для дослідників і медичних працівників, які цікавляться перевагами рослинних лікарських засобів.Документ Відкритий доступ Prevention of Biological Threats in Wartime(Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, 2025) Khudetskyy, I. Yu.; Galkin, O. Y.; Lutsenko, T. M.; Holembiovska, O. І.; Kalashnikova, L. Ye.; Besarab, O. B.; Motronenko, V. V.; Biloshytska, O. K.; Dronko, L. M.Study aid “Prevention of biological threats in wartime” provides information on the structure of biological threats in wartime conditions. An analysis of biological threats in the history of wars is provided. An interactive analysis of the features of biothreats and biosecurity in the conditions of modern wars was conducted. Traditional infections as a means of hybrid warfare. The issue of binary and multi-component biological weapons was considered. Focused attention on the socalled infections of war. Study aid “Prevention of biological threats in wartime” is intended for professional development of biosafety and biosecurity specialists.Документ Відкритий доступ Specifics of Development and Testing of Biological Origin Products(Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, 2025) Lutsenko, T. M.; Galkin, O. Y.; Holembiovska, O. І.; Khudetskyy, I. Yu.; Kalashnikova, L. Ye.; Besarab, O. B.; Motronenko, V. V.; Biloshytska, O. K.; Dronko, L. M.Study aid “Specifics of Development and Testing of Biological Origin Productsprovides information on basic concepts, types of biological drugs and the role of biotechnology in their production, stages of development of biological drugs, methods of quality control of biological products. In addition, the peculiarities of GMO products are also considered. Regulatory requirements for products of biological origin were also considered. The training manual “Specifics of Development and Testing of Biological Origin Products” is intended for improving the qualifications of specialists in biosafety and bioprotection.Документ Відкритий доступ Аналітична біохімія та інструментальні методи аналізу: рекомендації до виконання курсової роботи(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Голембіовська, Олена ІгорівнаУ навчальному посібнику «Аналітична біохімія та інструментальні методи аналізу : рекомендації до виконання курсової роботи» викладено необхідну для студентів інформацію для виконання курсових робіт з дисципліни «Аналітична біохімія та інструментальні методи аналізу. Курсова робота». Запропонований посібник містить всю необхідну для здобувачів інформацію про загальні положення, порядок вибору теми, вимоги та рекомендації до підготовки, написання, оформлення і захисту курсової роботи. У навчальному посібнику також наведено інформацію про систему оцінювання роботи та вимоги, що висуваються до здобувача й результатів його роботи. Навчальний посібник «Аналітична біохімія та інструментальні методи аналізу : рекомендації до виконання курсової роботи» призначений для здобувачів ступеня бакалавра за спеціальністю 163 Біомедична інженерія, освітньою програмою «Регенеративна та біофармацевтична інженерія», та може бути корисним для здобувачів, які навчаються за сумісними спеціальностями та освітніми програмами. Реєстр. № НП 23/24-615. Обсяг 1,9 авт. арк. Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» проспект Берестейський, 37, м. Київ, 03056 https://kpi.ua Свідоцтво про внесення до Державного реєстру видавців, виготовлювачів і розповсюджувачів видавничої продукції ДК № 5354 від 25.05.2017 р. © КПІДокумент Відкритий доступ Бакалаврський дипломний проект з регенеративної та біофармацевтичної інженерії(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2022) Мотроненко, Валентина Василівна; Луценко, Тетяна Миколаївна; Богомолов, Микола Федорович; Галкін, Олександр ЮрійовичДокумент Відкритий доступ Біометеріали та біосумісність(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2021-05) Беспалова, Олена ЯрославівнаНавчальний посібник містить відомості про біоматеріали медичного призначення їх використання в медицині та вимоги до біоматеріалів, які контактують з біологічним середовищем. Видання призначено для студентів вищих навчальних закладів, що навчаються за спеціальністю 163 «Біомедична інженерія».Документ Відкритий доступ Біотехнологічні основи отримання біоімпланту для використання у кардіохірургії(2021) Сокол, Анатолій Анатолійович; Галкін, Олександр ЮрійовичДокумент Відкритий доступ Біотехнологічні основи отримання біоімпланту для використання у кардіохірургії(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2021) Сокол, Анатолій АнатолійовичДокумент Відкритий доступ Біотехнологічні основи регулювання дії попередників аромату харчової сировини(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2025) Дубова, Галина ЄвгеніївнаДисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 03.00.20 – біотехнологія. – ВНЗ УКООПСПІЛКИ «Полтавський університет економіки і торгівлі», Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Міністерство освіти і науки України, Київ, 2025. Дисертацію присвячено теоретичному та експериментальному обґрунтуванню наукових основ якісно нових технологій ароматизації харчової продукції. В основу досліджень покладена наукова гіпотеза про те, що цілеспрямований вплив на попередники аромату під час обробки рослинної сировини або їстівних грибів дозволяє доповнити класичні методи ароматизації. На підставі отриманих результатів досліджень наданий розвиток науковопрактичному напряму – технології харчової продукції, ароматизованої за допомогою впливу на процеси ферментативного формування аромату. За біотехнологічну основу ароматизації харчової продукції прийняті відомі природні реакції рослинних ферментів, відтворені в штучних умовах. Систематизація відомостей про участь попередників аромату довела перспективність процесів утворення in vitro ароматів, затребуваних в харчовій промисловості, летких речовин зеленого листя (Green Leaf Volatiles – GLVs), фруктових, грибних та ін. Темпи зростання органічної продукції, оздоровчого й профілактичного спрямування обумовлюють більш глибоке розуміння філософії їжі під час використання інноваційних технологій ароматизації. Наведений аналіз розвитку виробництва ароматизаторів доводить, що аромат стає одним із основних органолептичних компонентів для розробників продуктів харчування. Ідея дослідження полягає в тому, що процес ароматизації на основі реакцій попередників є керованим, а за результатами керування дозволяє отримати продукт з показниками аромату наближеними до свіжих плодів. У представлених наукових підходах до ароматизації харчової продукції в якості попередників використані ліпідні емульсії, вищі ненасичені жирні кислоти клітинних мембран свіжих плодів або таких, що пройшли попередню обробку. В якості рослинних ферментів використані водні суспензії бобів сої, бобів маш, рослинних гомогенатів, які володіють достатньою ферментативною активністю ліпоксигеназ, гідропероксідліаз. Клітинний сік рослин накопичує у собі легколеткі компоненти, які є інгібіторами в процесах утворень de novo ароматичних компонентів під час отримання гідролатів (дистиляту). Запропонований спосіб збільшення виходу ароматичних речовин у дистилят без їх збитку для висушуваної сировини полягає в її попередньому частковому зневодненні шляхом холодного сушіння. Визначено умови полімолекулярної взаємодії і біосинтезу аромату летких речовини в емульсійних ароматизаторах. Обробка рослинних гомогенатів у вакуумі призводить до зближення ліпідних частинок і ферментів, до деформації дифузних оболонок і їх взаємного проникнення. Встановлено, що під час вакуумного нагрівання (температура 32 ± 2 °С, розрідження 6 ± 3 кПа) мембранозв’язані ферменти гідропероксид ліази в суспендованих рослинних гомогенатах не пригнічуються в термооброблених плодах надлишком гідроперекисів. Це пояснюється кращими умовами міжфазної взаємодії між ферментами у реакціях з попередниками ліпідної природи та їх похідними. Зменшення гідратного прошарку між рослинними ферментами та попередниками аромату забезпечується внесенням хлориду натрію у концентрації 12±3 % та сприяє реакціям ароматоутвореня грибів гливи, кавунової оболонки. Встановлено, що екстрактивні речовини рослин імбиру, хрону, гірчиці, зеленого та чорного чаю є інгібіторами рослинних ароматотвірних ферментів цибулі. Гальмування ферментативного утворення аромату цибулі відбувається за участю ферментів порошку гірчиці (переважно мірозінази), хрону (переважно поліфенолоксидази), танінами чорного та зеленого чаю, складовими компонентами імбиру, але в різній мірі, оскільки в процесі ароматоутворення задіяний комплекс рослинних ферментів із різною здатністю до реакцій з попередниками аромату. Пшеничні висівки, введені як добавка при гідротермічній обробці мʼясних субпродуктів разом із гарбузом суттєво змінюють аромат відвару та мʼясних виробів внаслідок впливу на їх ліпідні компоненти. Екстракт пшеничних висівок введений як добавка при культивуванні Pleurotus ostreatus на рідкому поживному середовищі ініціюють ферментативні реакції утворення аромату. У культуральній рідині з пшеничними висівками вміст 1-октен-3-олу (основного компонента, що відповідає за грибний аромат) більш ніж у 1,4 рази. У культивованому міцелії загальна кількість ідентифікованих ароматичних компонентів більше ніж у 1,7 рази порівняно зі зразком, вирощеним без пшеничних висівок. Одночасно із змінами аромату встановлені зміни розподілу попередників між міцелієм та культуральною рідиною. Встановлено, що режими фотостимуляції біосинтетичної активності у біотехнології глибинного культивування їстівних лікарських макроміцетів Hericium erinaceus ІВК-977, Lentinulla edodes ІВК-2541, Ganoderma lucidum IBK1621, викликає зміни, як у кількісному, так і якісному складі жирних кислот та летких ароматичних компонентів. Для лікарського макроміцету Inonotus obliquus IBK-1877 фотостимуляція негативно вплинула на утворення летких ароматичних компонентів в міцелії. Поєднання обробки посівного міцелію G. lucidum IBK1621 фотостимуляцією з колоїдним розчином наночастинок Ag, Fe, Mg негативно впливають на утворення летких ароматичних компонентів з попередників ліпідної природи. За результатами досліджень були визначені умови для утворення природних летких речовини зеленого листя з високим виходом насичених і ненасичених шести-дев’ятивуглецевих альдегідів. Особливістю цих умов є застосування посиленого фізичного впливу на компоненти реакцій – механоактивація у вихровому шарі феромагнітних частинок. Вільні ВНЖК та боби сої, маш утворюють ароматичні компоненти GLV, при цьому ферменти, що містяться у бобах не потребують попереднього очищення, їх активність є достатньою. Ферментативні перетворення попередників аромату залежать від спільної дії і специфічності комплексу LOX/HPL в бобах маш, сої. Диспергування, за рахунок збільшення площі поверхні контакту ферментів з попередниками, прискорює протікання реакцій утворення аромату. Визначено умови активації ферментативної системи сировини шляхом її попередньої обробки - охолодження (t = 1..3 °C, 5 годин), вакуумування (3- 9 кПа), мікрохвильового впливу (0,6 кВт) і комбіновано (мікрохвильового нагрівання і вакуумування) для необхідної зміни аромату або його відновленні. Обґрунтовано можливість участі баштанних культур, після теплової обробки, в процесах відновлення втраченого аромату. Передумовою здійснення процесів продукування свіжого аромату в екстракті ліпідів кавуна, гарбуза, огірків є достатній вміст ВНЖК 30-40 % від загальної кількості жирних кислот, збереження природнього співвідношення лінолевої і ліноленової кислоти. Аналіз антиоксидантної активності, окисно-відновного потенціалу баштанних (кавуни, гарбуз, огірки) культур свіжих і після теплової обробки показав певні тенденції протікання окислювальних процесів. Ці два показники значною мірою визначають здатність плодів до повторного утворення ароматичних компонентів. Гідротермічна обробка огірків, гарбуза, кавунів, знижуючи окисно-відновний потенціал на 30±10 mV, антиоксидантну активність більш ніж 50 %, сприяє протіканню окиснювальних реакцій за участю ароматотвірних ферментів. Показано, що плоди, оброблені гідротермічно, у вакуумі та мікрохвильовому полі, заморожуванням у різній мірі утворюють дієнові кон’югати та гідроперекиси, малоновий діальдегід. Баштанні плоди відносяться до групи з невисоким значенням окисно-відновного потенціалу – 60-110 mV. Область значень для плодів зі стабільною антиоксидантною системою (смородина, вишня, солодкий перець) перебуває в межах 180-220 mV. Після термообробляння окисно-відновний потенціал гарбузових плодів знижується, на відміну від плодів зі стабільною антиоксидантною системою, що є фактором для відновлення аромату гарбузових плодів екстрактом рослинних ферментів. Міжфазна активація реакцій з попередниками аромату здійснюється збільшенням площі поверхні контакту в системі, що їх містить, диспергуванням, міжмолекулярною взаємодією в желатиновому желе, шляхом утворення піни. Встановлена перевага використання желатинових розчинів, яка полягає в здатності іммобілізувати ферменти з водного екстракту, володіючи поверхневоактивними властивостями, багаторазово збільшувати поверхню контакту фермент-субстрат і забезпечувати електропритяжіння частинок. Доведено, що вибір періоду збору листя вишні та липи дозволяє досягти після ферментації максимального наближення до вишневого аромату або цвіту липи. Рослинні ароматоутворюючі ферменти листя липи мають більший вплив на аромат в період до цвітіння, ніж після цвітіння, а в листі вишні – після плодоносіння. Участь рослинних ферментів у формуванні специфічного аромату ферментованого листя з попередників аромату відкриває нові джерела для отримання ароматизаторів – листя плодових дерев та ягід. На основі наукової концепції, сформульованої в дисертаційній роботі, і узагальнених експериментальних даних, отриманих при її виконанні, надані науково-практичні рекомендації приготування ароматизованих харчових продуктів (піни, желе, сіль з травами, соусів, дистилятів, наповнювачів, емульсії, ароматизованих олій та ін.). Розроблена технологія попередньої обробки трав, яка дозволяє збільшити насичення ароматом солі, одночасно знизивши кількість трав у співвідношенні з сіллю. Наведені пропозиції щодо ароматизації плодового пюре за допомогою фасування з автономним міксингом та рослинними ферментами. Встановлено, що відновлення аромату м’якоті кавуна і дині можливо практично здійснити за рахунок уведення амінокислот нуту і квасолі. Ароматизовані продукти долають сенсорний дефіцит, пов'язаний зі скороченням солі, цукру, жиру в харчових продуктах. Соціальне значення нових способів ароматизації полягає в розробці продуктів харчування для дітей, літніх людей та людей, схильних до хронічних захворювань. Технологічні розробки присвячені стравам лікувального та дієтичного харчування хронічних хворих, технологіям харчових продуктів зі зміненими рецептурами та таким, які особливо обмежені ароматичними дескрипторами.Документ Відкритий доступ Біотехнологічні основи регулювання дії попередників аромату харчової сировини(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2025) Дубова, Галина ЄвгеніївнаДисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 03.00.20 – біотехнологія. – ВНЗ УКООПСПІЛКИ «Полтавський університет економіки і торгівлі», Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Міністерство освіти і науки України, Київ, 2025. Дисертацію присвячено теоретичному та експериментальному обґрунтуванню наукових основ якісно нових технологій ароматизації харчової продукції. В основу досліджень покладена наукова гіпотеза про те, що цілеспрямований вплив на попередники аромату під час обробки рослинної сировини або їстівних грибів дозволяє доповнити класичні методи ароматизації. На підставі отриманих результатів досліджень наданий розвиток науковопрактичному напряму – технології харчової продукції, ароматизованої за допомогою впливу на процеси ферментативного формування аромату. За біотехнологічну основу ароматизації харчової продукції прийняті відомі природні реакції рослинних ферментів, відтворені в штучних умовах. Систематизація відомостей про участь попередників аромату довела перспективність процесів утворення in vitro ароматів, затребуваних в харчовій промисловості, летких речовин зеленого листя (Green Leaf Volatiles – GLVs), фруктових, грибних та ін. Темпи зростання органічної продукції, оздоровчого й профілактичного спрямування обумовлюють більш глибоке розуміння філософії їжі під час використання інноваційних технологій ароматизації. Наведений аналіз розвитку виробництва ароматизаторів доводить, що аромат стає одним із основних органолептичних компонентів для розробників продуктів харчування. Ідея дослідження полягає в тому, що процес ароматизації на основі реакцій попередників є керованим, а за результатами керування дозволяє отримати продукт з показниками аромату наближеними до свіжих плодів. У представлених наукових підходах до ароматизації харчової продукції в якості попередників використані ліпідні емульсії, вищі ненасичені жирні кислоти клітинних мембран свіжих плодів або таких, що пройшли попередню обробку. В якості рослинних ферментів використані водні суспензії бобів сої, бобів маш, рослинних гомогенатів, які володіють достатньою ферментативною активністю ліпоксигеназ, гідропероксідліаз. Клітинний сік рослин накопичує у собі легколеткі компоненти, які є інгібіторами в процесах утворень de novo ароматичних компонентів під час отримання гідролатів (дистиляту). Запропонований спосіб збільшення виходу ароматичних речовин у дистилят без їх збитку для висушуваної сировини полягає в її попередньому частковому зневодненні шляхом холодного сушіння. Визначено умови полімолекулярної взаємодії і біосинтезу аромату летких речовини в емульсійних ароматизаторах. Обробка рослинних гомогенатів у вакуумі призводить до зближення ліпідних частинок і ферментів, до деформації дифузних оболонок і їх взаємного проникнення. Встановлено, що під час вакуумного нагрівання (температура 32 ± 2 °С, розрідження 6 ± 3 кПа) мембранозв’язані ферменти гідропероксид ліази в суспендованих рослинних гомогенатах не пригнічуються в термооброблених плодах надлишком гідроперекисів. Це пояснюється кращими умовами міжфазної взаємодії між ферментами у реакціях з попередниками ліпідної природи та їх похідними. Зменшення гідратного прошарку між рослинними ферментами та попередниками аромату забезпечується внесенням хлориду натрію у концентрації 12±3 % та сприяє реакціям ароматоутвореня грибів гливи, кавунової оболонки. Встановлено, що екстрактивні речовини рослин імбиру, хрону, гірчиці, зеленого та чорного чаю є інгібіторами рослинних ароматотвірних ферментів цибулі. Гальмування ферментативного утворення аромату цибулі відбувається за участю ферментів порошку гірчиці (переважно мірозінази), хрону (переважно поліфенолоксидази), танінами чорного та зеленого чаю, складовими компонентами імбиру, але в різній мірі, оскільки в процесі ароматоутворення задіяний комплекс рослинних ферментів із різною здатністю до реакцій з попередниками аромату. Пшеничні висівки, введені як добавка при гідротермічній обробці мʼясних субпродуктів разом із гарбузом суттєво змінюють аромат відвару та мʼясних виробів внаслідок впливу на їх ліпідні компоненти. Екстракт пшеничних висівок введений як добавка при культивуванні Pleurotus ostreatus на рідкому поживному середовищі ініціюють ферментативні реакції утворення аромату. У культуральній рідині з пшеничними висівками вміст 1-октен-3-олу (основного компонента, що відповідає за грибний аромат) більш ніж у 1,4 рази. У культивованому міцелії загальна кількість ідентифікованих ароматичних компонентів більше ніж у 1,7 рази порівняно зі зразком, вирощеним без пшеничних висівок. Одночасно із змінами аромату встановлені зміни розподілу попередників між міцелієм та культуральною рідиною. Встановлено, що режими фотостимуляції біосинтетичної активності у біотехнології глибинного культивування їстівних лікарських макроміцетів Hericium erinaceus ІВК-977, Lentinulla edodes ІВК-2541, Ganoderma lucidum IBK1621, викликає зміни, як у кількісному, так і якісному складі жирних кислот та летких ароматичних компонентів. Для лікарського макроміцету Inonotus obliquus IBK-1877 фотостимуляція негативно вплинула на утворення летких ароматичних компонентів в міцелії. Поєднання обробки посівного міцелію G. lucidum IBK1621 фотостимуляцією з колоїдним розчином наночастинок Ag, Fe, Mg негативно впливають на утворення летких ароматичних компонентів з попередників ліпідної природи. За результатами досліджень були визначені умови для утворення природних летких речовини зеленого листя з високим виходом насичених і ненасичених шести-дев’ятивуглецевих альдегідів. Особливістю цих умов є застосування посиленого фізичного впливу на компоненти реакцій – механоактивація у вихровому шарі феромагнітних частинок. Вільні ВНЖК та боби сої, маш утворюють ароматичні компоненти GLV, при цьому ферменти, що містяться у бобах не потребують попереднього очищення, їх активність є достатньою. Ферментативні перетворення попередників аромату залежать від спільної дії і специфічності комплексу LOX/HPL в бобах маш, сої. Диспергування, за рахунок збільшення площі поверхні контакту ферментів з попередниками, прискорює протікання реакцій утворення аромату. Визначено умови активації ферментативної системи сировини шляхом її попередньої обробки - охолодження (t = 1..3 °C, 5 годин), вакуумування (3- 9 кПа), мікрохвильового впливу (0,6 кВт) і комбіновано (мікрохвильового нагрівання і вакуумування) для необхідної зміни аромату або його відновленні. Обґрунтовано можливість участі баштанних культур, після теплової обробки, в процесах відновлення втраченого аромату. Передумовою здійснення процесів продукування свіжого аромату в екстракті ліпідів кавуна, гарбуза, огірків є достатній вміст ВНЖК 30-40 % від загальної кількості жирних кислот, збереження природнього співвідношення лінолевої і ліноленової кислоти. Аналіз антиоксидантної активності, окисно-відновного потенціалу баштанних (кавуни, гарбуз, огірки) культур свіжих і після теплової обробки показав певні тенденції протікання окислювальних процесів. Ці два показники значною мірою визначають здатність плодів до повторного утворення ароматичних компонентів. Гідротермічна обробка огірків, гарбуза, кавунів, знижуючи окисно-відновний потенціал на 30±10 mV, антиоксидантну активність більш ніж 50 %, сприяє протіканню окиснювальних реакцій за участю ароматотвірних ферментів. Показано, що плоди, оброблені гідротермічно, у вакуумі та мікрохвильовому полі, заморожуванням у різній мірі утворюють дієнові кон’югати та гідроперекиси, малоновий діальдегід. Баштанні плоди відносяться до групи з невисоким значенням окисно-відновного потенціалу – 60-110 mV. Область значень для плодів зі стабільною антиоксидантною системою (смородина, вишня, солодкий перець) перебуває в межах 180-220 mV. Після термообробляння окисно-відновний потенціал гарбузових плодів знижується, на відміну від плодів зі стабільною антиоксидантною системою, що є фактором для відновлення аромату гарбузових плодів екстрактом рослинних ферментів. Міжфазна активація реакцій з попередниками аромату здійснюється збільшенням площі поверхні контакту в системі, що їх містить, диспергуванням, міжмолекулярною взаємодією в желатиновому желе, шляхом утворення піни. Встановлена перевага використання желатинових розчинів, яка полягає в здатності іммобілізувати ферменти з водного екстракту, володіючи поверхневоактивними властивостями, багаторазово збільшувати поверхню контакту фермент-субстрат і забезпечувати електропритяжіння частинок. Доведено, що вибір періоду збору листя вишні та липи дозволяє досягти після ферментації максимального наближення до вишневого аромату або цвіту липи. Рослинні ароматоутворюючі ферменти листя липи мають більший вплив на аромат в період до цвітіння, ніж після цвітіння, а в листі вишні – після плодоносіння. Участь рослинних ферментів у формуванні специфічного аромату ферментованого листя з попередників аромату відкриває нові джерела для отримання ароматизаторів – листя плодових дерев та ягід. На основі наукової концепції, сформульованої в дисертаційній роботі, і узагальнених експериментальних даних, отриманих при її виконанні, надані науково-практичні рекомендації приготування ароматизованих харчових продуктів (піни, желе, сіль з травами, соусів, дистилятів, наповнювачів, емульсії, ароматизованих олій та ін.). Розроблена технологія попередньої обробки трав, яка дозволяє збільшити насичення ароматом солі, одночасно знизивши кількість трав у співвідношенні з сіллю. Наведені пропозиції щодо ароматизації плодового пюре за допомогою фасування з автономним міксингом та рослинними ферментами. Встановлено, що відновлення аромату м’якоті кавуна і дині можливо практично здійснити за рахунок уведення амінокислот нуту і квасолі. Ароматизовані продукти долають сенсорний дефіцит, пов'язаний зі скороченням солі, цукру, жиру в харчових продуктах. Соціальне значення нових способів ароматизації полягає в розробці продуктів харчування для дітей, літніх людей та людей, схильних до хронічних захворювань. Технологічні розробки присвячені стравам лікувального та дієтичного харчування хронічних хворих, технологіям харчових продуктів зі зміненими рецептурами та таким, які особливо обмежені ароматичними дескрипторами.Документ Відкритий доступ Біотехнологічні основи регуляції біосинтетичної активності лікарських макроміцетів за допомогою екологічно безпечних фізичних факторів(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2025) Михайлова, Оксана БорисівнаМихайлова О.Б. Біотехнологічні основи регуляції біосинтетичної активності лікарських макроміцетів за допомогою екологічно безпечних фізичних факторів. – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора біологічних наук за спеціальністю 03.00.20 – Біотехнологія. – Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» Міністерство освіти i науки України, Київ, 2025. Кваліфікаційна наукова праця присвячена теоретичному та експериментальному обґрунтуванню нових екологічно безпечних підходів до регуляції біосинтетичної активності лікарських макроміцетів in vitro. Основою досліджень стала наукова концепція, яка передбачає використання низькоінтенсивного LED- і лазерного світла різного спектрального складу та колоїдних розчинів наночастинок металів (срібла − AgНЧ, заліза − FeНЧ, магнію − MgНЧ) як інноваційних інструментів для інтенсифікації біотехнологічних процесів. Сформульовано принципи регуляції синтезу міцеліальної маси та біологічно активних речовин (полісахаридів, фенольних сполук, меланінів, флаваноїдів, антиоксидантної та антибактеріальної активності) із застосуванням зазначених фізичних факторів. Багатоступеневий скринінг та комплексне дослідження морфологокультуральних особливостей 29 штамів 9 видів 8 родів базидієвих макроміцетів з Колекції культур шапинкових грибів (акронім ІВК) Інституту ботаніки ім. М.Г. Холодного НАН України, дозволив встановити морфолого-культуральні характеристики штамів-продуцентів. Визначено фізико-хімічні чинники, які дозволяють регулювати життєздатність культур у вегетативній стадії розвитку. За результатами багатоступеневого скринінгу відібрано штами-продуценти перспективні для подальшого промислового впровадження. Запропоновано нові ефективні методи регуляції біосинтетичних процесів та оптимізації етапів глибинного культивування цінних видів лікарських макроміцетів (Hericium erinaceus, Inonotus оbliquus, Laricifomes officinalis, Lentinula edodes, Pleurotus eryngii) із використанням енергоефективних джерел низькоінтенсивного штучного світла різної когерентності, колоїдних розчинів AgНЧ, FeНЧ, MgНЧ та фотоактивованих лазерним світлом НЧ металів. Визначено специфічні особливості фотобіологічних реакцій штамів-продуцентів на низькоінтенсивне LED- та лазерне опромінення. Запропоновано нові енергоефективні та екологічно безпечні методи інтенсифікації технологічних етапів глибинного культивування лікарських макроміцетів шляхом застосування фотоактивованого інокуляту з використанням джерел світла з різною когерентністю та спектральними характеристиками: LED (=470 нм, =530 нм, =650 нм), лазер (=488 нм). Експериментально доведено переваги короткочасного впливу штучного світла потужністю 240 мДж/см2 для стимуляції синтезу міцеліальної маси, полісахаридів, ненасичених жирних кислот, поліфенолів, меланіну, а також підвищення антиоксидантної й антимікробної активності у видів: H. erinaceus, I. оbliquus, L. officinalis, L. edodes, P. eryngii. Завдяки модифікації існуючих біотехнологій вдалося скоротити терміни культивування та підвищити кількісний та якісний вихід цільового продукту. Визначено оптимальні режими фотостимуляції біосинтетичної активності для кожного штаму-продуцента. Встановлено, що використання синього лазерного (=488 нм) та LED-світла (=470 нм), забезпечувало збільшення синтезу міцеліальної маси на 31,3% − 132,1% залежно від виду гриба. У всіх штамів опромінення інокулюму лазерним та LED-світлом у синьому, зеленому та червоному діапазонах спектра сприяло збільшенню синтезу як екзо- , так і ендополісахаридів. Найефективнішим виявилось опромінення синім лазерним і LED-світлом. Серед всіх досліджених видів штам H. erinaceus продемонстрував найвищу фоточутливість до синього світла: ефект дії синього лазерного опромінення на синтез екзо- та ендополісахаридів становив 42,8% і 53,6% відповідно, тоді як для синього LED-світла ці показники досягали 57,1% і 75,6%. Опромінення інокулюму I. obliquus ІВК 1877 LED- та лазерним світлом у синьому діапазонах спектру дозволяє збільшити синтез міцеліальної маси понад 55% порівняно з контролем та кількість ендомеланіну понад 290%. Опромінення низькоінтенсивним LED- та лазерним світлом у визначених режимах призводило до змін у якісному складі жирнокислотного профілю міцеліальної маси. Зокрема, під впливом світлового опромінення спостерігалось зниження вмісту насичених жирних кислот та утворення моно- та поліненасичених жирних кислот відсутніх у контрольних зразках. Для кожного штаму-продуценту встановлено оптимальні режими опромінення інокуляту. Короткочасне опромінення інокулюму низькоінтенсивним світлом у синьому та червоному спектральних діапазонах стимулювало синтез фенольних сполук і підвищувало антиоксидантну активність екстрактів міцеліальної маси. На основі отриманих даних запропоновано технологію отримання міцеліальної маси лікарських макроміцетів (H. erinaceus, I. obliquus, G. lucidum, L. edodes) із використанням фотоіндукованого інокуляту. Культивована міцеліальна маса, з підвищеним вмістом біологічно активних речовин (полісахаридів, поліфенолів, меланінінів) стала основою для розробки харчових продуктів для спеціальних медичних цілей: «МікоІмун Комплекс», «МікоІмун Герицій», «МікоІмун Інонотус». Проведено гігієнічне регламентування показників якості та безпеки грибної сировини, розроблено композицію готової форми у вигляді твердих желатинових капсул. Виготовлено дослідні партії та створено проекти інструкцій із застосування. Розроблена авторська методика, яка дозволяє ефективно оцінювати вплив НЧ металів та лазерного світла на біосинтетичну активність культур. Методика включає адаптацію експериментальної схеми до умов дослідження, зокрема, до характеристик НЧ металів і параметрів опромінення. На основі отриманих даних здійснювалась оцінка біологічної функціональності колоїдних розчинів НЧ залежно від їхньої морфології, розміру і структурно-фазового складу. Комплексне дослідження колоїдних розчинів наночастинок металів: срібла − AgНЧ, заліза − FeНЧ, магнію – MgНЧ, як потенційних регуляторів біосинтетичної активності лікарських макроміцетів I. obliquus ІВК 1877, H. erinaceus ІВК 977, L. officinalis ІВК 5004, L. edodes ІВК 2541, P. eryngii ІВК 2035 дозволило виявити закономірності їх впливу на фізіологічні і біосинтетичні процеси. У рамках дослідження проаналізовано вплив колоїдних розчинів наночастинок на синтез міцеліальної маси, біологічно активних речовин (полісахаридів, поліфенолів, меланінів, флаваноїдів), антиоксидантну та антимікробну активності екстрактів міцеліальної маси та культуральної рідини. Отримані результати підтвердили, що додавання колоїдних розчинів НЧ металів до інокулюму сприяє стимуляції росту міцеліальної маси досліджених видів (I. obliquus, H. erinaceus, L. officinalis, L. edodes, P. eryngii). Найбільший ефект спостерігався при використанні FeНЧ та MgНЧ, які забезпечували приріст міцеліальної маси до 60% порівняно з контрольними зразками (без використання НЧ металів). Вперше встановлено, що FeНЧ та MgНЧ активно впливають на метаболічну активність досліджених видів, стимулюючи синтез полісахаридів і поліфенолів, які є основними складовими біологічно активних сполук у досліджених видів. Завдяки інтегрованому підходу вдалося також дослідити взаємозв’язок між типом використаних НЧ металів і активністю біосинтетичних процесів. MgНЧ виявились найбільш ефективними для підвищення антиоксидантної активності, тоді як FeНЧ сприяли утворенню меланінів і поліфенолів. Застосування AgНЧ, FeНЧ сприяло підсиленню антимікробної активності екстрактів культуральної рідини. В ході досліджень одержано нові науково обґрунтовані теоретичні та експериментальні дані щодо впливу фотоіндукованих НЧ металів на метаболічні процеси при глибинному культивуванні лікарських макроміцетів. Встановлено закономірності комбінованого впливу низькоінтенсивного лазерного світла та колоїдних розчинів AgНЧ, FeНЧ, MgНЧ на синтез ключових біологічно активних сполук, таких як полісахариди, поліфеноли, меланіни, флаваноїди, у міцеліальній масі досліджених видів. Уперше виявлено спектральну чутливість макроміцетів до впливу синього лазерного світла в поєднанні з колоїдними розчинами НЧ металів, що доповнює сучасні уявлення про фотокаталіз при глибинному культивуванні лікарських макроміцетів. Визначено індивідуальні особливості штамів-продуцентів на синтез біологічно активних сполук залежно від фізичних властивостей НЧ металів та впливу лазерного опромінення. Доведено, що фотокаталіз колоїдних розчинів НЧ металів стимулює метаболічну активність грибів, забезпечуючи синтез біологічно активних речовин із підвищеними антиоксидантними та антимікробними властивостями. Встановлено, що рівень накопичення біологічно активних сполук, після фотоактивації НЧ, залежить від їх морфологічних та фізичних характеристик. Найвищій рівень фенольних сполук і антиоксидантної активності для досліджених видів відзначався для у середовищі з FeНЧ, MgНЧ у поєднанні з лазерним опроміненням, що робить ці НЧ найбільш перспективними для подальшого застосування у біотехнології. Водночас виявлено, що фотоактивація НЧ металів низькоінтенсивним лазерним світлом знижувало синтез міцеліальної маси порівняно з контролем (без НЧ та опромінення). Це свідчить про важливість оптимізації режимів світлового впливу для досягнення максимальної ефективності технологічних процесів. Дослідження фотобіологічних реакцій грибів, а також накопичення даних щодо впливу колоїдних розчинів НЧ біогенних металів і низькоінтенсивного лазерного світла на біосинтетичну активність лікарських макроміцетів сприяють кращому розумінню фундаментальних механізмів впливу НЧ та світла на гриби. Це відкриває нові перспективи для підвищення ефективності біотехнологічних процесів у виробництві біологічно активних речовин. На основі наукової концепції, узагальнених експериментальних даних надані науково-практичні рекомендації щодо інтенсифікації етапів отримання міцеліальної маси з підвищеним вмістом ендополісахаридів, ессенціальних ненасичених жирних кислот, поліфенольних сполук, меланінів розроблено харчовий продукт для спеціальних медичних цілей. Розроблена концепція цілеспрямованої регуляції біосинтетичної активності лікарських макроміцетів демонструє високий потенціал у підвищенні біологічного потенціалу штамів-продуцентів. Запропоновані технології базуються на інноваційних підходах як у біологічному, так і технологічному аспектах, що створює перспективи для подальшого розвитку мікобіотехнологій на основі лікарських макроміцетів. Матеріали дисертаційної роботи, які висвітлюють спектральну та фотокаталітичну чутливість макроміцетів, можуть бути використані для підготовки фахівців у галузі біотехнології, мікології та фотобіології.Документ Відкритий доступ Біотехнологічні основи регуляції біосинтетичної активності лікарських макроміцетів за допомогою екологічно безпечних фізичних факторів(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2025) Михайлова, Оксана БорисівнаМихайлова О.Б. Біотехнологічні основи регуляції біосинтетичної активності лікарських макроміцетів за допомогою екологічно безпечних фізичних факторів. – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора біологічних наук за спеціальністю 03.00.20 – Біотехнологія. – Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» Міністерство освіти i науки України, Київ, 2025. Кваліфікаційна наукова праця присвячена теоретичному та експериментальному обґрунтуванню нових екологічно безпечних підходів до регуляції біосинтетичної активності лікарських макроміцетів in vitro. Основою досліджень стала наукова концепція, яка передбачає використання низькоінтенсивного LED- і лазерного світла різного спектрального складу та колоїдних розчинів наночастинок металів (срібла − AgНЧ, заліза − FeНЧ, магнію − MgНЧ) як інноваційних інструментів для інтенсифікації біотехнологічних процесів. Сформульовано принципи регуляції синтезу міцеліальної маси та біологічно активних речовин (полісахаридів, фенольних сполук, меланінів, флаваноїдів, антиоксидантної та антибактеріальної активності) із застосуванням зазначених фізичних факторів. Багатоступеневий скринінг та комплексне дослідження морфологокультуральних особливостей 29 штамів 9 видів 8 родів базидієвих макроміцетів з Колекції культур шапинкових грибів (акронім ІВК) Інституту ботаніки ім. М.Г. Холодного НАН України, дозволив встановити морфолого-культуральні характеристики штамів-продуцентів. Визначено фізико-хімічні чинники, які дозволяють регулювати життєздатність культур у вегетативній стадії розвитку. За результатами багатоступеневого скринінгу відібрано штами-продуценти перспективні для подальшого промислового впровадження. Запропоновано нові ефективні методи регуляції біосинтетичних процесів та оптимізації етапів глибинного культивування цінних видів лікарських макроміцетів (Hericium erinaceus, Inonotus оbliquus, Laricifomes officinalis, Lentinula edodes, Pleurotus eryngii) із використанням енергоефективних джерел низькоінтенсивного штучного світла різної когерентності, колоїдних розчинів AgНЧ, FeНЧ, MgНЧ та фотоактивованих лазерним світлом НЧ металів. Визначено специфічні особливості фотобіологічних реакцій штамівпродуцентів на низькоінтенсивне LED- та лазерне опромінення. Запропоновано нові енергоефективні та екологічно безпечні методи інтенсифікації технологічних етапів глибинного культивування лікарських макроміцетів шляхом застосування фотоактивованого інокуляту з використанням джерел світла з різною когерентністю та спектральними характеристиками: LED (=470 нм, =530 нм, =650 нм), лазер (=488 нм). Експериментально доведено переваги короткочасного впливу штучного світла потужністю 240 мДж/см2 для стимуляції синтезу міцеліальної маси, полісахаридів, ненасичених жирних кислот, поліфенолів, меланіну, а також підвищення антиоксидантної й антимікробної активності у видів: H. erinaceus, I. оbliquus, L. officinalis, L. edodes, P. eryngii. Завдяки модифікації існуючих біотехнологій вдалося скоротити терміни культивування та підвищити кількісний та якісний вихід цільового продукту. Визначено оптимальні режими фотостимуляції біосинтетичної активності для кожного штаму-продуцента. Встановлено, що використання синього лазерного (=488 нм) та LED-світла (=470 нм), забезпечувало збільшення синтезу міцеліальної маси на 31,3% − 132,1% залежно від виду гриба. У всіх штамів опромінення інокулюму лазерним та LED-світлом у синьому, зеленому та червоному діапазонах спектра сприяло збільшенню синтезу як екзо- , так і ендополісахаридів. Найефективнішим виявилось опромінення синім лазерним і LED-світлом. Серед всіх досліджених видів штам H. erinaceus продемонстрував найвищу фоточутливість до синього світла: ефект дії синього лазерного опромінення на синтез екзо- та ендополісахаридів становив 42,8% і 53,6% відповідно, тоді як для синього LED-світла ці показники досягали 57,1% і 75,6%. Опромінення інокулюму I. obliquus ІВК 1877 LED- та лазерним світлом у синьому діапазонах спектру дозволяє збільшити синтез міцеліальної маси понад 55% порівняно з контролем та кількість ендомеланіну понад 290%. Опромінення низькоінтенсивним LED- та лазерним світлом у визначених режимах призводило до змін у якісному складі жирнокислотного профілю міцеліальної маси. Зокрема, під впливом світлового опромінення спостерігалось зниження вмісту насичених жирних кислот та утворення моно- та поліненасичених жирних кислот відсутніх у контрольних зразках. Для кожного штаму-продуценту встановлено оптимальні режими опромінення інокуляту. Короткочасне опромінення інокулюму низькоінтенсивним світлом у синьому та червоному спектральних діапазонах стимулювало синтез фенольних сполук і підвищувало антиоксидантну активність екстрактів міцеліальної маси. На основі отриманих даних запропоновано технологію отримання міцеліальної маси лікарських макроміцетів (H. erinaceus, I. obliquus, G. lucidum, L. edodes) із використанням фотоіндукованого інокуляту. Культивована міцеліальна маса, з підвищеним вмістом біологічно активних речовин (полісахаридів, поліфенолів, меланінінів) стала основою для розробки харчових продуктів для спеціальних медичних цілей: «МікоІмун Комплекс», «МікоІмун Герицій», «МікоІмун Інонотус». Проведено гігієнічне регламентування показників якості та безпеки грибної сировини, розроблено композицію готової форми у вигляді твердих желатинових капсул. Виготовлено дослідні партії та створено проекти інструкцій із застосування. Розроблена авторська методика, яка дозволяє ефективно оцінювати вплив НЧ металів та лазерного світла на біосинтетичну активність культур. Методика включає адаптацію експериментальної схеми до умов дослідження, зокрема, до характеристик НЧ металів і параметрів опромінення. На основі отриманих даних здійснювалась оцінка біологічної функціональності колоїдних розчинів НЧ залежно від їхньої морфології, розміру і структурно-фазового складу. Комплексне дослідження колоїдних розчинів наночастинок металів: срібла − AgНЧ, заліза − FeНЧ, магнію – MgНЧ, як потенційних регуляторів біосинтетичної активності лікарських макроміцетів I. obliquus ІВК 1877, H. erinaceus ІВК 977, L. officinalis ІВК 5004, L. edodes ІВК 2541, P. eryngii ІВК 2035 дозволило виявити закономірності їх впливу на фізіологічні і біосинтетичні процеси. У рамках дослідження проаналізовано вплив колоїдних розчинів наночастинок на синтез міцеліальної маси, біологічно активних речовин (полісахаридів, поліфенолів, меланінів, флаваноїдів), антиоксидантну та антимікробну активності екстрактів міцеліальної маси та культуральної рідини. Отримані результати підтвердили, що додавання колоїдних розчинів НЧ металів до інокулюму сприяє стимуляції росту міцеліальної маси досліджених видів (I. obliquus, H. erinaceus, L. officinalis, L. edodes, P. eryngii). Найбільший ефект спостерігався при використанні FeНЧ та MgНЧ, які забезпечували приріст міцеліальної маси до 60% порівняно з контрольними зразками (без використання НЧ металів). Вперше встановлено, що FeНЧ та MgНЧ активно впливають на метаболічну активність досліджених видів, стимулюючи синтез полісахаридів і поліфенолів, які є основними складовими біологічно активних сполук у досліджених видів. Завдяки інтегрованому підходу вдалося також дослідити взаємозв’язок між типом використаних НЧ металів і активністю біосинтетичних процесів. MgНЧ виявились найбільш ефективними для підвищення антиоксидантної активності, тоді як FeНЧ сприяли утворенню меланінів і поліфенолів. Застосування AgНЧ, FeНЧ сприяло підсиленню антимікробної активності екстрактів культуральної рідини. В ході досліджень одержано нові науково обґрунтовані теоретичні та експериментальні дані щодо впливу фотоіндукованих НЧ металів на метаболічні процеси при глибинному культивуванні лікарських макроміцетів. Встановлено закономірності комбінованого впливу низькоінтенсивного лазерного світла та колоїдних розчинів AgНЧ, FeНЧ, MgНЧ на синтез ключових біологічно активних сполук, таких як полісахариди, поліфеноли, меланіни, флаваноїди, у міцеліальній масі досліджених видів. Уперше виявлено спектральну чутливість макроміцетів до впливу синього лазерного світла в поєднанні з колоїдними розчинами НЧ металів, що доповнює сучасні уявлення про фотокаталіз при глибинному культивуванні лікарських макроміцетів. Визначено індивідуальні особливості штамів-продуцентів на синтез біологічно активних сполук залежно від фізичних властивостей НЧ металів та впливу лазерного опромінення. Доведено, що фотокаталіз колоїдних розчинів НЧ металів стимулює метаболічну активність грибів, забезпечуючи синтез біологічно активних речовин із підвищеними антиоксидантними та антимікробними властивостями. Встановлено, що рівень накопичення біологічно активних сполук, після фотоактивації НЧ, залежить від їх морфологічних та фізичних характеристик. Найвищій рівень фенольних сполук і антиоксидантної активності для досліджених видів відзначався для у середовищі з FeНЧ, MgНЧ у поєднанні з лазерним опроміненням, що робить ці НЧ найбільш перспективними для подальшого застосування у біотехнології. Водночас виявлено, що фотоактивація НЧ металів низькоінтенсивним лазерним світлом знижувало синтез міцеліальної маси порівняно з контролем (без НЧ та опромінення). Це свідчить про важливість оптимізації режимів світлового впливу для досягнення максимальної ефективності технологічних процесів. Дослідження фотобіологічних реакцій грибів, а також накопичення даних щодо впливу колоїдних розчинів НЧ біогенних металів і низькоінтенсивного лазерного світла на біосинтетичну активність лікарських макроміцетів сприяють кращому розумінню фундаментальних механізмів впливу НЧ та світла на гриби. Це відкриває нові перспективи для підвищення ефективності біотехнологічних процесів у виробництві біологічно активних речовин. На основі наукової концепції, узагальнених експериментальних даних надані науково-практичні рекомендації щодо інтенсифікації етапів отримання міцеліальної маси з підвищеним вмістом ендополісахаридів, ессенціальних ненасичених жирних кислот, поліфенольних сполук, меланінів розроблено харчовий продукт для спеціальних медичних цілей. Розроблена концепція цілеспрямованої регуляції біосинтетичної активності лікарських макроміцетів демонструє високий потенціал у підвищенні біологічного потенціалу штамів-продуцентів. Запропоновані технології базуються на інноваційних підходах як у біологічному, так і технологічному аспектах, що створює перспективи для подальшого розвитку мікобіотехнологій на основі лікарських макроміцетів. Матеріали дисертаційної роботи, які висвітлюють спектральну та фотокаталітичну чутливість макроміцетів, можуть бути використані для підготовки фахівців у галузі біотехнології, мікології та фотобіології.Документ Відкритий доступ Біотехнологія препарату з ранозагоювальними властивостями на основі рекомбінантного аналогу гепарин-зв’язувального епідермального фактору росту людини(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2026) Дронько, Лілія Миколаївна; Луценко, Тетяна Миколаївна; Колибо, Денис ВолодимировичДронько Л.М. Біотехнологія препарату з ранозагоювальними властивостями на основі рекомбінантного аналогу гепарин-зв’язувального епідермального фактору росту людини. - Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 091 - Біологія (09 - Біологія). - Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Київ, 2026. Дисертаційна робота присвячена комплексному дослідженню науковобіотехнологічних основ створення інноваційного засобу для стимуляції регенеративних процесів шкіри - гелю на основі рекомбінантного аналогу гепаринзв’язувального епідермального фактора росту людини (rhHB-EGF). В роботі вперше в Україні систематизовано результати досліджень, що стосуються одержання rhHB-EGF у прокаріотичній системі експресії, перевірки його фізикохімічних та функціональних характеристик, а також створення та біологічної оцінки препарату у формі гелю з ранозагоювальними властивостями. У світовій практиці одним із перспективних напрямів є використання рекомбінантних факторів росту як компонентів лікарських засобів для регенеративної медицини. Водночас створення стабільних, біологічно активних та економічно доцільних у виробництві продуктів на основі рекомбінантних білків залишається складним науково-технологічним завданням, що потребує оптимізації підходів в розробці та стандартизації біофармацевтичних продуктів. У першому розділі проведено аналіз літературних джерел та підтверджено актуальність створення біомедичних препаратів на основі рекомбінантних факторів росту, зокрема гепарин-зв’язувального епідермального фактора росту людини (HBEGF), для прискорення процесів регенерації шкіри. Встановлено, що HB-EGF відіграє ключову роль у стимуляції проліферації клітин, ангіогенезі та регуляції репаративних процесів, що визначає його значний терапевтичний потенціал при лікуванні опікових та інших ранових пошкоджень. Систематизовано дані щодо фізико-хімічних властивостей HB-EGF, його структурних характеристик та механізмів біологічної активності, що створює наукове підґрунтя для розробки нових фармацевтичних форм. Узагальнено сучасні підходи до доставки HB-EGF у пошкоджені тканини, зокрема використання гелів, наночастинок та генної терапії, серед яких найбільш перспективним для клінічного застосування є гелева форма для нашкірного нанесення. Обґрунтовано вибір гелевої лікарської форми як оптимальної системи доставки, що забезпечує локальність дії, контрольоване вивільнення активної речовини та сприятливе мікросередовище для загоєння ран. У другому розділі наведено характеристику матеріалів, експериментальних моделей та методів, використаних для отримання, фізико-хімічної та біологічної оцінки рекомбінантного фактора росту rhHB-EGF і розробленого на його основі гелевого продукту для трансдермального нанесення. Для досліджень in vitro застосовано культури еукаріотичних клітин (епітеліоцити та фібробласти - лінії Vero, 3T3, L929), а також прокаріотичну систему експресії Escherichia coli BL21 Star (DE3) для одержання рекомбінантного білка 6His-TRX-sHB-EGF. Описано умови культивування клітин, індукції експресії, виділення білка, очищення методом метал-афінної хроматографії та його ренатурації. Ідентифікацію та підтвердження чистоти білка здійснювали методами ДСН-ПААГ-електрофорезу, вестерн-блотингу, непрямого ІФА та MALDI-TOF масспектрометрії. Функціональну активність rhHB-EGF оцінювали за здатністю стимулювати проліферацію фібробластів (МТТ-тест) та взаємодіяти з гепарином (ELISA). Цитотоксичність і механізми клітинної загибелі аналізували за допомогою МТТ-тесту та проточної цитофлуориметрії з визначенням апоптозу і некрозу (Анексин V/PI). Розробку складу гелю супроводжували дослідження його фізико-хімічних характеристик: в’язкості, pH, стабільності та морфометричних параметрів. Запропоновано методи контролю якості готового препарату, що включають ідентифікацію активних і допоміжних компонентів, кількісне визначення HB-EGF, оцінку домішок, мікробіологічну чистоту та вміст ендотоксинів відповідно до вимог чинних нормативних документів. Дослідження in vivo проведено на мишах, мурчаках і кролях з метою оцінки подразнювальної, сенсибілізуючої дії та ефективності загоєння ран (морфометричний і гістологічний аналіз). Експерименти виконано з дотриманням міжнародних і національних біоетичних стандартів. Загальна методологія ґрунтувалася на комплексному застосуванні біотехнологічних, імунологічних, біохімічних, фізико-хімічних та статистичних методів аналізу, що забезпечило всебічну оцінку безпечності, біологічної активності та якості розробленого ранозагоювального гелю. У третьому розділі представлено результати комплексної розробки складу та технології гелю для зовнішнього застосування з ранозагоювальними властивостями на основі rhHB-EGF. Проведено оптимізацію процесів виділення та очищення rhHB-EGF із бактеріальної системи експресії шляхом модифікації ключових параметрів метал-афінної хроматографії, вибору клітинної фракції, застосування ферментативної обробки та відмови від стадії рефолдингу. Запропонована схема забезпечила підвищення ступеня очищення та збереження нативних властивостей білка. Фізико-хімічні характеристики отриманого rhHB-EGF підтверджено методами ДСН-ПААГ та MALDI-TOF масспектрометрії, що засвідчило відповідність молекулярної маси й амінокислотної послідовності теоретично очікуваним значенням. Функціональну активність субстанції доведено за допомогою МТТ-тесту на клітинній лінії 3Т3 та імуноферментного аналізу зв’язування з гепарином, що підтверджує збереження біологічно значущих доменів молекули. Обґрунтовано склад гелеподібної лікарської форми шляхом багатоваріантного скринінгу гелеутворювачів, буферних систем та консервантів при фіксованій концентрації rhHB-EGF (0,015%). Визначено оптимальний склад (2,0% натрію гіалуронату, 0,2% калію сорбату у фосфатно-сольовому середовищі), що забезпечує належні органолептичні, реологічні та біофармацевтичні характеристики. Розроблено параметри аналітичної стандартизації гелю відповідно до вимог ДФУ, ЄФ та ICH Q6A, сформовано специфікації контролю якості та підтверджено відтворюваність технології на трьох лабораторних серіях. Отримані результати доводять стабільність фізико-хімічних, мікробіологічних та функціональних показників препарату й обґрунтовують перспективність його подальшого впровадження як засобу для стимуляції регенерації тканин. Четвертий розділ присвячено результатам комплексної доклінічної оцінки безпечності та терапевтичної ефективності розробленого гелю для зовнішнього застосування на основі рекомбінантного людського гепарин-зв’язувального епідермального фактора росту. Оцінку безпечності проведено із застосуванням in vitro та in vivo підходів. У дослідженнях in vitro (МТТ-тест, проточна цитометрія з Анексин V/PI, А5-EGFP та пропідій йодидом) на клітинних лініях 3T3, Vero та L929 встановлено відсутність цитотоксичної, проапоптичної та некротичної дії rhHBEGF у робочих концентраціях (500 - 1000 нг/мл). Також під час дослідження виявлено стимуляцію проліферації фібробластів, що підтверджує біосумісність та біологічну активність досліджуваного засобу. In vivo дослідження подразнювальної та сенсибілізуючої дії на мишах, мурчаках і кролях показали мінімальний рівень місцевої реактивності шкіри (низькі значення індексу первинного подразнення) та відсутність сенсибілізації навіть після багаторазового нанесення. Отримані дані свідчать про високий профіль безпечності гелю при місцевому застосування. Ефективність засобу вивчали на моделі хімічного опіку (10% розчину параформальдегіду) шкіри у мишей. Морфометричний аналіз продемонстрував прискорене скорочення (до 12 діб) площі рани у групі лікування гелем з rhHB-EGF (до 73%) порівняно з контролем. Також відзначено скорочення термінів відшарування кірки та повної реепітелізації, в порівнянні з контролем. Гістологічний аналіз підтвердив більш активну проліферацію епітеліальних клітин, формування грануляційної тканини, зменшення запальної інфільтрації та відновлення структурної організації дерми й епідермісу, порівняно з зразками з тканин контрольної групи тварин. Отже, наведені в результати доводять, що гель на основі rhHB-EGF є біосумісним, не чинить токсичної чи сенсибілізуючої дії та проявляє виражений ранозагоювальний ефект на моделях in vivo. Отримані дані обґрунтовують перспективність подальших доклінічних і клінічних досліджень розробленого препарату як інноваційного засобу для лікування опікових та хімічних уражень шкіри. Практична цінність дисертаційної роботи полягає у науковому обґрунтуванні та експериментальному підтвердженні можливості створення безпечного й ефективного ранозагоювального засобу для зовнішнього застосування на основі rhHB-EGF. Показано, що застосування гелю з rhHB-EGF достовірно прискорює процеси регенерації шкіри при хімічних ушкодженнях: скорочується площа рани, зменшується тривалість запальної фази, активізується проліферація клітин епідермісу та формування грануляційної тканини. Це створює передумови для впровадження препарату у практику лікування опікових, післяопераційних та травматичних ушкоджень шкіри. Практична значущість роботи також полягає у: - можливості використання отриманих результатів при розробці нових ранозагоювальних засобів біотехнологічного походження на основі рекомбінантних білків; - удосконаленні підходів до оцінки безпечності біофармацевтичних засобів відповідно до сучасних міжнародних стандартів; - розширенні вітчизняної лінійки інноваційних біофармацевтичних продуктів для регенеративної медицини. Таким чином, одержані результати мають прикладне значення для біотехнології, біомедичної інженерії та клінічної практики й можуть слугувати науковим підґрунтям для створення конкурентоспроможного вітчизняного препарату регенеративної дії.Документ Відкритий доступ Біотехнологія субстанції рекомбінантного інтерлейкіну-7 людини(2020) Мотроненко, Валентина Василівна; Галкін, Олександр Юрійович; Ружинська, Людмила ІванівнаДокумент Відкритий доступ Біотехнологія та біоінженерія. Частина 1. Основи біотехнології. Рекомендації до виконання лабораторних робіт(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2022) Мотроненко, Валентина Василівна; Луценко, Тетяна Миколаївна; Дронько, Лілія МиколаївнаДокумент Відкритий доступ Біотехнологія та біоінженерія. Частина 1. Основи біотехнології. Рекомендації до виконання практичних робіт(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2022) Мотроненко, Валентина Василівна; Луценко, Тетяна Миколаївна; Дронько, Лілія МиколаївнаДокумент Відкритий доступ Біоінженерна система отримання первинних клітинних ліній для проведення in vitro досліджень(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2024) Щербак, Денис Юрійович; Луценко, Тетяна МиколаївнаРобота присвячена розробці біоінженерної система отримання первинних клітинних ліній для проведення in vitro досліджень. Дисертація налічує 7 розділів, загальні висновки та список джерел літератури. Для написання було оброблено 65 джерел. Загальний обсяг звіту складає 80 сторінок та 13 таблиць. У даній роботі проводиться аналіз сучасної літератури, стосовно розробки in vitro методів токсикологічних досліджень на основі первинних культур клітин курячих фібробластів. Дана тема є актуальною, оскільки останніми роками косметична промисловість стрімко розвивається, що призводить до збільшення попиту на нові косметичні продукти. Однак цей сплеск у розробці продуктів також викликав занепокоєння щодо потенційного несприятливого впливу використовуваних інгредієнтів. Метою роботи є дослідження передумов, значення, цілей, дослідницьких питань та гіпотез, пов'язаних з використанням первинної культури курячих ембріонів у токсикологічних дослідженнях косметичних продуктів.Документ Відкритий доступ Біоінженерне конструювання виробу для оцінки впливу речовин різного походження на моделі уролітіазу(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2023) Кантур, Марина Ігорівна; Голембіовська, Олена ІгорівнаДипломний проєкт присвячений розробці біомедичного приладу, який моделює проходження сечі по видільній системі людини та вивчають вплив речовин, використовуваних для лікування сечокам'яної хвороби. Метою проєкту є розробка ефективного та безпечного засобу для дослідження та вдосконалення методів лікування уролітіазу. Обсяг дипломної роботи становить 76 сторінок, міститься 3 рисунки, 22 таблиць, а також 4 додатків. Загалом опрацьовано 29 джерел літератури. Дослідження сечокам'яної хвороби, яка є поширеною проблемою в урології, спрямовані на утворення каменів у сечовивідних органах, які можуть рухатися та виводитися з організму. Для лікування цієї хвороби застосовуються хірургічне втручання, ударно-хвильова терапія та медикаментозне лікування. Основною метою дослідження даного дипломного проєкту є створення лабораторної моделі, яка б максимально наближалася до умов видільної системи людини. Для цього було проведено літературний аналіз, обрано прототип моделі, а також внесено кілька модифікацій, таких як регулювання роботи перистальтичного насосу, підтримка температурного режиму, фільтрація робочого розчину та розбиття роботи моделі на цикли та процеси. У роботі розглянуто теоретичні аспекти, пов'язані з будовою сечовидільної системи, особливостями сечокам’яної хвороби, механізмом розчинення конкрементів у сечовидільній системі. Основні результати дипломного проєкту включають в себе розробку дієвої лабораторної установки для дослідження впливу речовин різного походження на процес уролітіазу та апробація роботи виробу в лабораторних умовах.Документ Відкритий доступ Біоінженерне конструювання виробу-моделі гематоенцефалічного бар’єру для біологічного оцінювання протипухлинних лікарських засобів(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2023) Макляк, Таїсія Олегівна; Голембіовська, Олена ІгорівнаДипломний проєкт присвячено біоінженерному конструюванню виробу-моделі гематоенцефалічного бар’єру для біологічного оцінювання протипухлинних лікарських засобів. Обсяг дипломної роботи становить 55 сторінок, містить 5 рисунків, 18 таблиць, а також 1 додаток. Загалом опрацьовано 38 джерел літератури. Метою проєкту є розробка динамічної моделі гематоенцефалічного бар’єру у вигляді лабораторної установки для дослідження фармакодинаміки лікарських засобів, зокрема протипухлинних. Дана робота спрямована на дослідження проникності гематоенцефалічного бар’єру, оскільки саме ця характеристика є фундаментальною для підбору ефективних біологічно активних речовин для впливу на пухлини в центральній нервовій системі. Проаналізувавши літературні джерела, у ході конструювання було розроблено замкнену систему, що є максимально наближеною до аналогічних процесів in vivo, за допомогою перистальтичного насоса, резервуарів, засобів контролю температури, витрати, рівня рідини. Для імітації крові було обрано фізіологічний розчин. Моделлю безпосередньо гематоенцефалічного бар’єру є напівпроникна пориста мембрана із інкубованими на ній нейронами мишей, розміщена у закритому резервуарі. Було розроблено схему автоматизації виробу-моделі із низкою контурів для контролю основних параметрів. Виріб-модель має практичну цінність, яка полягає в універсальності вибору лікарських засобів для досліджень. Актуальність конструювання даної лабораторної установки полягає у відсутності аналогів в Україні. Результат роботи може стати корисним для низки навчально-наукових установ та лабораторій.