- Методика мониторинга глубокой радиационно-индуцированной химической трансформации аминокислот под рентгеновским пучком на базе совместного анализа данных фотоэлектронной спектроскопии, спектроскопии NEXAFS и масс-спектрального контроля остаточной атмосферы в вакуумной камере спектрометра. Классификация радиационно-индуцированных процессов в аминокислотах и их экспериментальных проявлений, а также анализ влияния различных функциональных групп на радиационную стабильность молекул аминокислот. Методические рекомендации по проведению эксперимента для минимизации эффектов радиационного разложения и получению экспериментальных данных максимально высокого качества.
- База данных эталонных спектров NEXAFS на К-краях поглощения C, N, O биологически значимых органических соединений, включающая аминокислоты, ионные соли аминокислот (хлорид глициния, глицинат натрия и пр.), олигопептиды (глицилглицин, глицилглицилглицин, 2,5-дикетопиперазин и пр.), гомополипептиды (полиизолейцин, политирозин, полигистидин), функциональные белки (бычий сывороточный альбумин, овальбумин, лизоцим и коллаген), азотистые основания нуклеиновых кислот (A, G, T, C, U).
- Принципиальная схема теоретического моделирования рентгеновских спектров аминокислот и их производных на основе кристаллографических данных в рамках формализма полного учета многократного рассеяния в программе FEFF.
- Классификация спектральных вкладов различных функциональных групп в спектрах NEXAFS аминокислот/пептидов и азотистых оснований. Оценка потенциальной информативности и границ применимости подхода строительных блоков к интерпретации спектров сложных молекул.
- Методика комплексной характеризации тонких вакуумно-напыленных пленок аминокислот на основе данных рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (остовные уровни/валентная зона, анализ угловой зависимости спектров) и NEXAFS (с использованием эффектов линейного дихроизма).
- Методика исследования взаимодействий органическая пленка-вода в условиях сверхвысокого вакуума при температуре жидкого азота. Возможность рентгеноспектральной регистрации процессов переноса протона с молекул воды на органические молекулы в пленке и структурной реорганизации пленки для достижения органическими молекулами максимально выгодных водородно-связанных конфигураций. Качественный анализ ионогенных свойств органического интерфейса по эффектам проявления поверхностного дипольного момента.
- Зависимость режима роста и структурно-морфологических характеристик макроскопически толстых пленок льда (~1 мкм) от интерфейсных свойств органической подложки. Аномальная локальная структура вакуумно-напыленных пленок льда, не согласующаяся с общепринятой моделью льдов низкой плотности (близкой к структуре кристаллических фаз льда Ic и Ih).
- Методика измерения спектров NEXAFS в режиме регистрации выхода флуоресценции, спектров XES и двумерных карт резонансного неупругого рентгеновского рассеяния RIXS для жидкой воды и водных растворов (в том числе биоорганических материалов) с возможностью варьирования температуры и pH с использованием техники проточной жидкостной ячейки с тонкой мембраной из Si3N4/SiC.
- Интерпретация аномального изотопного и температурного эффекта в резонансных рентгеноэмиссионных спектрах линии O Kα для жидкой воды и льда.
[2] Weinhardt L., Gleim Th., Fuchs О., Heske С, Umbach E., Bär M., Muffler H.-J., Fischer Ch.-H., Lux-Steiner M.C., Zubavichus Y., Niesen T.P., Karg F. CdS and Cd(OH)2 formation during Cd treatment of Cu(In, Ga)(S,Se)2 thin film solar cell absorbers // Appl. Phys. Lett. 2003. V. 82. P. 571-573.
[3] Tzvetkov G., Zubavichus Y., Roller G., Schmidt Th., Heske C, Umbach E., Grunze M., Ramsey M.G., Netzer F.P. Growth of H20 layers on an ultra-thin A1203 film: from monomeric species to ice // Surf. Sci. 2003. V. 543. P. 131-140.
[4] Zubavichus Y., Fuchs O., Weinhardt L., Heske C, Umbach E., Denlinger J.D., Grunze M. Soft X-ray induced decomposition of amino acids: an XPS, mass-spectrometry, and NEXAFS study // Rad. Res. 2004. V. 161. P. 346-358.
[5] Zubavichus Y., Zharnikov M., Shaporenko A., Fuchs O., Weinhardt L., Heske C, Umbach E., Denlinger J.D., Grunze M. Soft X-ray induced decomposition of phenylalanine and tyrosine: a comparative study // J. Phys. Chem. A. 2004. V. 108. P. 4557-4565.
[6] Zubavichus Y., Zharnikov M., Schaporenko A., Grunze M. NEXAFS study of glycine and glycine-based oligopeptides // J. Electron Spectr. Relat. Phenom. 2004. V. 134. P. 25-33.
[7] Tzvetkov G., Koller G., Zubavichus Y., Fuchs O., Casu M.B., Heske C., Umbach E., Grunze M., Ramsey M.C., Netzer F.P. Bonding and structure of glycine on ordered Al2O3 film surfaces // Langmuir. 2004. V. 20. P. 10551-10559.
[8] Zubavichus Y., Zharnikov M., Yang Y.-J., Fuchs O., Umbach E., Heske C., Ulman A., Grunze M. X-ray photoelectron spectroscopy and near-edge X-ray absorption fine structure study of water adsorption on pyridine-terminated thiolate self-assembled monolayers // Langmuir. 2004. V. 20. P. 11022-11029.
[9] Zubavichus Y., Yang Y.-J., Zharnikov M., Fuchs O., Schmidt T., Heske C., Umbach E., Tzvetkov G., Netzer F.P., Grunze M. Local structure of amorphous ice as revealed by O K-edge EXAFS // ChemPhysChem. 2004. V. 5. P. 509-514.
[10] Zubavicus Y., Grunze M. New insights into the structure of water with ultrafast probes // Science. 2004. V. 304. P. 974-976.
[11] Zubavichus Y., Shaporenko A., Grunze M., Zharnikov M. Innershell absorption spectroscopy of amino acids at all relevant absorption edges // J. Phys. Chem. A. 2005. V. 109. P. 6998-7000.
[12] Zubavichus Y., Zharnikov M., Yang Y., Fuchs O., Heske C., Umbach E., Tzvetkov G., Netzer F.P., Grunze M. Surface chemistry of ultrathin films of histidine on gold as probed by high-resolution synchrotron photoemission // J. Phys. Chem. B. 2005. V. 109. P. 884-891.
[13] Odelius M., Ogasawara H., Nordlund D., Fuchs O., Weinhardt L., Maier F., Umbach E., Heske C., Zubavichus Y., Grunze M., Denlinger J.D., Pettersson L.G.M., Nilsson A. Ultrafast Core-Hole-Induced Dynamics in Water Probed by X-Ray Emission Spectroscopy // Phys. Rev. Lett. 2005. V. 94. P. 227401-1-4.
[14] Zubavichus Y., Shaporenko A., Grunze M., Zharnikov M. Solid-state NEXAFS spectra of glycine in various charge states // J. Phys. Chem. B. 2006. V. 110. P. 3420-3427.
[15] Zubavichus Y., Zharnikov M., Yang Y., Grunze M., Fuchs O., Umbach E., Heske C. Oxygen K-edge XAFS studies of vacuum-deposited ice films // Langmuir. 2006. V. 22. P. 7241-7247.
[16] Zubavichus Y., Shaporenko A., Grunze M., Zharnikov M. NEXAFS spectroscopy of homopolypeptides at all relevant absorption edges: polyisoleucine, polytyrosine, and polyhistidine // J. Phys. Chem. B. 2007. V. 111 P. 9803-9807. [Erratum J. Phys. Chem. B. 2007. V. 111. P. 11866].
[17] Zubavichus Y., Shaporenko A., Grunze M., Zharnikov M. Is X-ray absorption spectroscopy sensitive to the amino acid composition of functional proteins? // J. Phys. Chem. B. 2008. V. 112. P. 4478-4480.
[18] Zubavichus Y., Shaporenko A., Korolkov V., Grunze M., Zharnikov M. X-ray absorption spectroscopy of the nucleotide bases at the carbon, nitrogen, and oxygen K-edges // J. Phys. Chem. B. 2008. V. 112. P. 13711-13716.
[19] Fuchs O., Zharnikov M., Weinhardt L., Blum M., Weigand M., Zubavichus Y., Bär M., Maier F., Denlinger J.D., Heske C., Grunze M., Umbach E. Isotope and temperature effects in liquid water probed by X-ray absorption and resonant X-ray emission spectroscopy // Phys. Rev. Lett. 2008. V. 100. P. 027801-1-4.
[20] Fuchs O., Zharnikov M., Weinhardt L., Blum M., Weigand M., Zubavichus Y., Bär M., Maier F., Denlinger J.D., Heske C., Grunze M., Umbach E. Isotope and temperature effects in liquid water probed by X-ray absorption and resonant X-ray emission spectroscopy. Reply to Comment // Phys. Rev. Lett. 2008. V. 100. P. 249802-1.
[21] Zubavichus Y., Shaporenko A., Grunze M., Zharnikov M. NEXAFS spectroscopy of biological molecules: from amino acids to functional proteins // Nucl. Instr. Meth. Phys. Res. A. 2009. V. 603. P. 111-114.
[22] Fuchs O., Weinhardt L., Blum M., Bär M., Weigand M., Denlinger J.D., Zubavichus Y., Zharnikov M., Grunze M., Heske C., Umbach E. Resonant X-ray emission spectroscopy of liquid water: novel instrumentation, high resolution, and the “map” approach // J. Electron Spectr. Rel. Phenom. 2010 V. 177. P. 206-211.