Оптимизация процессов кристаллизации биоматериалов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, кандидат физико-математических наук Безбах, Илья Жанович

• Безбах, Илья Жанович
• кандидат физико-математических наук
• 2007

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Безбах, Илья Жанович

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ.

Введение.

Глава 1. Анализ литературы.

1.1. Общая характеристика проблемы кристаллизации биоматериалов.

1.2. Обзор методов выращивания биокристаллов, применяемых в наземных и космических условиях.

1.3. Обзор средств управления кристаллизацией.

1.4. Выводы к главе 1.

Глава 2. Исследование процесса взаимной диффузии для молекул белка и осадителя в условиях реальных экспериментов по выращиванию кристаллов белков на примере модельного белка лизоцима.

2.1. Способы описания диффузионных процессов.

2.2. Описание математической модели.

2.2.1. Уравнения тепломассопереноса.

2.2.2. Начальные и граничные условия.

2.2.3. Моделирование осаждения кристаллов.

2.3. Результаты расчета процесса взаимной диффузии молекул белка и осадителя.

2.4. Выводы к главе 2.

Глава 3. Исследование влияния конвективных воздействий на характер процесса кристаллизации для случая нестационарного тепломассопереноса в земных и космических условиях с учетом плотностной, термогравитационной и термокапиллярной (Марангони) конвекций.

3.1. Описание возможных причин возникновения конвективных процессов и методов кристаллизации, подверженных их воздействию.

3.2. Описание примененного подхода к математическому моделированию.

3.3. Результаты расчетов структуры и скоростей конвективных потоков при кристаллизации в объеме раствора.

3.4. Результаты расчетов структуры и скоростей конвективных потоков при кристаллизации методом лежачей капли.

3.5. Выводы к главе 3.

Глава 4. Исследование влияния вибрационных возмущений на процесс кристаллизации.

4.1. Описание особенностей кристаллизации белков в невесомости.

4.2. Влияние вибраций на процесс выращивания кристаллов полупроводниковых материалов.

4.3. Анализ влияния вибраций на процесс кристаллизации биоматериалов.

4.4. Выводы к главе 4.

Глава 5. Разработка метода управления кристаллизацией.

5.1. Анализ существующих методик осуществления управляемой кристаллизации.

5.2. Выбор методики управления кристаллизацией путем создания и регулирования температурного градиента в растворе.

5.3. Создание математической модели для описания вызываемой градиентом температуры кристаллизации биоматериала.

5.4. Результаты расчетов и теоретическая иллюстрация потенциального преимущества температуры для осуществления управляемой кристаллизации в земных и космических условиях.

5.5. Выводы к главе 5.

Глава 6. Разработка экспериментального оборудования для управляемого температурой выращивания высокосовершенных кристаллов биоматериалов.

6.1. Известные предпосылки для осуществления температурно-управляемой кристаллизации биоматериалов.

6.2. Разработка конструкции ростовой аппаратуры для выращивания биокристаллов в условиях температурного градиента в ячейке капиллярного типа при прецизионном управлении температурой.

6.3. Результаты экспериментов по управляемой кристаллизации биоматериалов на примере модельного белка лизоцима.

6.4. Результаты рентгенодифракционных исследований выращенных кристаллов модельного белка лизоцима.

6.5. Выводы к главе 6.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Оптимизация процессов кристаллизации биоматериалов»

Актуальность работы. Кристаллизация биоматериалов в настоящее время используется для удовлетворения растущей потребности структурной биологии для определения кристаллографических параметров органических молекул, что в дальнейшем позволяет проводить как синтез новых веществ с требуемыми свойствами, так и решать некоторые фундаментальные вопросы функционирования живых систем в целом. Важнейшим фактором, ограничивающим эти исследования, являются процессы роста биокристаллов, оптимизация условий которых в настоящее время проводится, в основном, эмпирическими методами.

В связи с этим, изучение закономерностей роста биокристаллов и разработка новых методов их получения являются актуальной научной задачей, что подтверждается и ростом числа публикаций в этой области исследований.

Кристаллы белков выращиваются из растворов путем доведения раствора до определенных значений пересыщения. Пересыщение <т определяется как отношение текущей концентрации белка к его концентрации в насыщенном растворе. В общем случае пересыщение может достигаться путем изменения концентрации осадителя, белка и нейтральных добавок, рН, температуры и других параметров.

Как и в случае неорганических соединений, при достижении пересыщения система, содержащая белок, движется к состоянию равновесия, при котором вещество распределяется между раствором и твердой фазой.

Рост кристаллов белков можно разделить на три существенных этапа: зародышеобразование, рост, достижение равновесия и прекращение роста. Кристаллы белков зарождаются при высоком уровне пересыщения, от 3 до 10, растут же при сг > 1, а при сг < 1 происходит растворение твердой фазы.

Кристаллы белков растут очень медленно - их скорость роста на 2-3 порядка меньше, чем у неорганических кристаллов.

В настоящее время для получения биокристаллов используются такие методы, как объемная кристаллизация, микродиализ, свободная диффузия через поверхность раздела белка и осадителя, метод диффузии паров. Фактором, объединяющим эти процессы, является тепломассоперенос (ТМП), определяющий качество получаемых кристаллов. Изучение особенностей переноса тепла и массы при кристаллизации белковых молекул позволяет определить лимитирующие условия процессов получения совершенных кристаллов, разработать методы управления кристаллизацией. В связи с этим, целью работы являлась оптимизация условий выращивания совершенных кристаллов белков размером не менее 100 мкм в условиях наземных и космических экспериментов на основе экспериментального изучения и математического моделирования процессов ТМП и разработка метода теплового управления ростом кристаллов на примере модельного белка лизоцима.

Объекты и методы исследования. Объектом исследований были выбраны кристаллы белка (фермента) лизоцима - широко известного представителя биоматериалов, структура и свойства которого достаточно исследованы, что позволяло проводить сравнительный анализ результатов разработанного метода кристаллизации. В качестве методов исследования использовались математическое моделирование и экспериментальные исследования особенностей кристаллизации биоматериалов (в т.ч. для определения граничных условий), разработка экспериментальной аппаратуры для получения высокосовершенных кристаллов белков, а также методы рентгеноструктурного анализа для изучения совершенства структуры полученных кристаллов.

Задачи исследования:

1. Определить основные факторы, влияющие на процесс кристаллизации белков.

2. Установить закономерности процессов кристаллизации биоматериалов на примере кристаллизации белка лизоцима для земных и космических условий, в зависимости от интенсивности конвективных течений (в т.ч. конвекции Марангони) и внешних энергетических воздействий на раствор белка. Определить условия преобладания диффузионного ТМП.

3. Определить оптимальные условия и разработать метод выращивания высокосовершенных кристаллов белков, пригодных для рентгеноструктурного анализа (размером не менее 100 мкм).

4. Разработать методику и алгоритм (программу) управления процессом зародышеобразования и роста биокристаллов.

Научная новизна. В ходе выполнения диссертационной работы впервые получены следующие результаты:

1. Установлены закономерности роста кристаллов биоматериалов при задании и прецизионном управлении температурой всего раствора белка и в локальной точке капилляра для обеспечения образования единичных центров кристаллизации.

2. Разработана математическая модель управления процессом кристаллизации, позволяющая определить зависимость количества и размеров образующихся кристаллов от величины пересыщения в растворе, величины критического пересыщения раствора и скорости кристаллизации.

3. Разработан алгоритм и оригинальная методика управления температурой как всего объема раствора белка, так и в локальной точке при кристаллизации биоматериалов.

4. На основе теоретических расчетов процессов ТМП в растворах белков разработан метод и экспериментальная установка для получения высокосовершенных кристаллов биоматериалов, в которой осуществляется не только управление температурой с точностью регулирования не хуже ±0,1 °С, но и реализована возможность создания пересыщения раствора в заданном месте капилляра за счет точечного подвода или отвода тепла (т.е. путем создания локального градиента температуры).

Практическая значимость работы состоит в разработке метода управляемой кристаллизации биоматериалов, обеспечивающего раздельное управление процессом как на этапе зародышеобразования, так и в процессе роста образовавшихся кристаллов. Этот способ температурного управления процессом кристаллизации биоматериалов является технологичным и эффективным для выращивания высокосовершенных кристаллов, при этом конвекция в растворе практически исключается, а влияние вибраций на процесс кристаллизации минимизируется и, таким образом, обеспечиваются преимущественно диффузионные условия массопереноса белка, т.е. условия стабильности для самоорганизации молекул белка и встраивания их в кристалл.

На защиту выносятся:

1. Результаты математического моделирования процесса взаимной диффузии молекул белка и осадителя для реальных условий кристаллизации модельного белка лизоцима.

2. Результаты исследования влияния диффузионных и конвективных процессов на кристаллизацию белков в земных и космических условиях с учетом термогравитационной и термокапиллярной (Марангони) конвекции.

3. Математическая модель процессов ТМП в растворе белка для управления процессом кристаллизации при создании в растворе локального градиента температуры.

4. Разработанный метод выращивания высокосовершенных кристаллов белков в градиенте температуры в ячейках капиллярного типа.

Апробация работы. Основные результаты, представленные в диссертации, были доложены и обсуждены на следующих конференциях:

1. Всероссийская научно-техническая конференция "Прогрессивные технологии, конструкции и системы в приборо- и машиностроении " (Калуга, 2004 г.).

2. XIV Международная конференция по росту кристаллов "Fourteenth International Conference on Crystal Growth" (ICCG-14) (Гренобль, Франция, 2004 г.)

3. VI Международная конференция "Рост монокристаллов и тепломассоперенос" (ICSC-2005) (Обнинск, 2005 г.).

4. XI и XII Национальные конференции по росту кристаллов (Москва, 2004, 2006 гг.).

5. Российский симпозиум "Космическое материаловедение" (КМ-2007) (Калуга, 2007 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 печатных работ.

Объем работы. Диссертационная работа включает шесть глав, выводы, список литературы и три приложения. Она изложена на 126 страницах текста, содержит 23 рисунка, 2 таблицы, 71 библиографических названий.

Заключение диссертации по теме «Физика конденсированного состояния», Безбах, Илья Жанович

Общие выводы и заключения

1. Установлены закономерности процессов тепломассопереноса при росте в капиллярах кристаллов биоматериалов, в том числе при действии возмущающих воздействий (конвективных и вибрационных), определяющие условия преобладания диффузионного массопереноса.

2. Разработана и программно реализована математическая модель, описывающая процесс зарождения и роста кристаллов белка из раствора. Математическая модель описывает образование зародышей кристаллов и их рост в зависимости от локального значения перенасыщения.

3. С помощью предложенной модели определены оптимальные условия (на примере выращивания кристаллов лизоцима из водного раствора) кристаллизации белков размером не менее 100 мкм: стабильность поддержания температуры должна быть не хуже ±0,1 °С; локальный градиент температуры - не более 1°С/см. Созданная модель вполне адекватна моделируемому явлению и может быть использована для параметрических исследований и прогнозных расчетов процесса кристаллизации белков при переменных температурных полях.

4. На основе проведенных теоретических расчетов исследована и показана возможность кристаллизации в капиллярах белков с высоким совершенством их структуры, недостижимом при использовании традиционно используемых в настоящее время методов кристаллизации, заключающаяся в реализации метода управляемой кристаллизации белков, обеспечивающего раздельное управление процессом роста кристаллов как на этапе их зародышеобразования, так и в процессе кристаллизации.

5. Показано, что управление процессом зарождения и роста может осуществляться путем:

- задания и прецизионного поддержания требуемой температуры всего раствора белка в капилляре;

- поддержания в локальной точке капилляра с раствором соответствующей температуры для обеспечения необходимого пересыщения для зарождения единичных (1-2) центров кристаллизации;

- изменения температуры в локальной точке капилляра и, соответственно, пересыщения в процессе разращивания кристалла.

6. Разработан опытный лабораторный образец экспериментального блока-кристаллизатора биокристаллов. В этой системе осуществляется не только управление температурой раствора с точностью регулирования ±0,1 °С, но и реализована возможность создания пересыщения белка в соответствующем месте капилляра за счет точечного подвода или отвода в этом месте тепла (т.е. создания в этом месте локального температурного градиента), что исключает возможность образования множества зародышей по всему объему раствора, находящегося в контролируемых изотермических условиях, что исключает и многоцентровую спонтанную кристаллизацию.

86

Благодарности

Автор выражает искреннюю благодарность доктору технических наук, профессору В.Г. Косушкину (КФ МГТУ им. Н.Э. Баумана, г. Калуга) за неоценимую поддержку при подготовке диссертации, ценные советы и замечания; также благодарит коллектив Лаборатории белковой кристаллографии и лично И.П. Куранову (ИК РАН, г. Москва) за предоставление кристаллизационных растворов и проведение рентгеноструктурных исследований.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Безбах, Илья Жанович, 2007 год

1. Куранова И.П. Кристаллизация белков на земле и в невесомости // Поверхность. — 2004. — №6. — С.4-12.

2. Chayen N.E. Turning protein crystallisation from an art into a science // Current Opinion in Structural Biology. — 2004. — V.14. — P.577-583.

3. McPherson A. Protein crystallization in the structural genomics era // Journal of Structural and Functional Genomics. — 2004. — V.5. — P.3-12.

4. Chayen N.E. Tackling the bottleneck of protein crystallization in the post-genomic era // Trends in Biotechnology. — 2002. — V.20. — P.98-104.

5. Protein crystal growth in space, past and future / LJ.DeLucas, K.M. Moore, MM. Long et al. II Journal of Crystal Growth. — 2002. — V.237. — P.l646-1650.6. www.pdb.org.

6. Вашштейн Б.К., Симонов В.И. Структурная кристаллография. — М.: Наука, 1992. —293 с.

7. Thaimattam R., Jaskolski М. Synchrotron radiation in atomic-resolution studies of protein structure // Journal of Alloys and Compounds. — 2004. — V.362. — P. 12-20.

8. Phenomena and mechanisms of mixed crystal formation in solutions II. Mechanism of interface processes / A.E. Voloshin, S.I. Kovalev, E.B. Rudneva et al. II Journal of Crystal Growth. — 2004. — V.261. — P.105-117.

9. Crystallization of chicken egg white lysozyme from assorted sulfate salts / E.L. Forsythe, E.H. Snell, C.C. Malone et al. II Journal of Crystal Growth. — 1999. — V.l 96. — P.332-343.

10. Galkin O., Vekilov P.G. Nucleation of protein crystals: critical nuclei, phase behavior, and control pathways // Journal of Crystal Growth. — 2001. — V.232. — P.63-76.

11. McPherson A. Virus and protein crystal growth on Earth and in microgravity // Journal of Physics D: Applied Physics. — 1993. — V.26. — P. 104-114.

12. DeLucas L.J. Recent results and new hardware developments for protein crystal growth in microgravity // Journal of Crystal Growth. — 1994. — V.135. — P.183-194.

13. Haas C., Drenth J. Understanding protein crystallization on the basis of the phase diagram // Journal of Crystal Growth. — 1999. — V.196. — P.447-449.

14. Temperature dependence of protein solubility determination and application to crystallization in X-ray capillaries / F. Rosenberger, S.B. Howard, J. W. Sowers et al. II Journal of Crystal Growth. — 1993. — V.129. — P.l-12.

15. Galkin O., Vekilov P.G. Control of protein crystal nucleation around the me-tastable liquid-liquid phase boundary // Proceedings of the National Academy of Sciences, USA. — 2000. — V.97. — P.6277-6281.

16. Durbin S.D., Feher G. Simulation of lysozyme crystal growth by the Monte Carlo method // Journal of Crystal Growth. — 1991. — V. 110. — P.41-51.

17. Chernov A. A. Crystal growth science between the centuries // Journal of Materials Science Materials in Electronics. — 2001. — V.12. — P.437-449.

18. Otalora F., Garcia-Ruiz J.M. Crystal growth studies in microgravity with the APCF. I. Computer simulation of transport dynamics // Journal of Crystal Growth. — 1997. — V. 182. — P. 141-154.

19. Experimental observations and numerical modelling of diffusion-driven crystallisation processes / L. Carotenuto, C. Piccolo, D. Castagnolo et al. II Acta Crystallographica Section D. — 2002. — V.58. — P. 1628-1632.

20. Convective-diffusive transport in protein crystal growth / Я Lin, F. Rosenberger, J.I.D. Alexander et al. II Journal of Crystal Growth. — 1995. — V.151. — P.153-162.

21. Nonlinear dynamics of layer growth and consequences for protein crystal perfection / P.G. Vekilov, F. Rosenberger, H.Lin et al. I I Journal of Crystal Growth. — 1999. —V.196. —P.261-275.

22. Lee C.P., Chernov A.A. Solutal convection around growing protein crystals and diffusional purification in Space // Journal of Crystal Growth. — 2002.1. V.240.—P.531-544.

23. Savino R., Monti R. Convection induced by residual-g and g-jitters in diffusion experiments // International Journal of Heat and Mass Transfer. — 1999.1. V.42. — P.111-126.

24. Savino R., Monti R. Buoyancy and surface-tension-driven convection in a hanging drop protein crystallizer // Journal of Crystal Growth. — 1996. — V.165. — P.308-318.

25. Investigation of Marangoni and natural convection during protein crystal growth / M. Kawaji, O. Gamache, D.H. Hwang et al. II Journal of Crystal Growth. — 2003. — V.258. — P.420-430.

26. Математическое моделирование и экспериментальные исследования влияния температурных градиентов на процессы кристаллизации для земных и космических условий / В.И. Стрелов, Б.Г. Захаров, И.Ж. Безбах и др. II Кристаллография. — 2005. — №3. — С.536-544.

27. Nucleation and crystallization of globular proteins what we know and what is missing / F. Rosenberger, P.G. Vekilov, M. Muschol et al. II Journal of Crystal Growth. — 1996. — V. 168. — P. 1-14.

28. Garcia-Ruiz J.M., Santos A., Alfaro E.J. Oscillatory growth rates in single crystal growing under diffusional control // Journal of Crystal Growth. — 1996. —V.84. —P.555-564.

29. Проблемы и перспективы получения в условиях микрогравитации монокристаллов полупроводников с высокой микрооднородностью свойств / Б.Г. Захаров, П.К. Волков, Ю.А. Серебряков и др. II Поверхность. — 2001.—№9. —С.49-56.

30. Гершуни Г.З., Жуховицкий Е.М. Вибрационная тепловая конвекция в невесомости // Гидромеханика и процессы переноса в невесомости. — Свердловск, 1983. — Р.86-105.

31. The control of Bridgman crystal growth with the help of temperature gradient / V.I. Strelov, VS. Sidorov, B.G. Zakharov et al. II Single crystal growth and heat & mass transfer: Third international conference. — Obninsk, 1999. — P.180-191.

32. Luft J.R., RakD.M., DeTitta G.T. Microbatch macromolecular crystallization on a thermal gradient // Journal of Crystal Growth. — 1999. — V.196. — P.447-449.

33. Vekilov P.G., Rosenberger F. Protein crystal growth under forced solution flow: experimental setup and general response of lysozyme // Journal of Crystal Growth. — 1998. — V. 186. — P.251-261.

34. Saikumar M. V., Glatz C.E., Larson MA. Lysozyme crystal growth and nucleation kinetics // Journal of Crystal Growth. — 1998. — V.187. — P.277-288.

35. Wakayama N.I. Quantitative study of crystallization kinetics of hen egg-white lysozyme using magnetic orientation // Journal of Crystal Growth. — 1998. — V.191. —P.199-205.

36. Why is the osmotic second virial coefficient related to protein crystallization? / B.L. Neal, D. Asthagiri, O.D. Velev et al. II Journal of Crystal Growth. — 1999. —V.196. —P.377-387.

37. Piazza R. Interactions in protein solutions near crystallisation: a colloid physics approach // Journal of Crystal Growth. — 1999. — V.196. — P.415-423.

38. Chernov A.A. Estimates of internal stress and related mosaicity in solution grown crystals: proteins // Journal of Crystal Growth. — 1999. — V.196. — P.524-534.

39. Crystallization of the E. coli polyamine-induced protein: a novel procedure based on the concept of ionic strength reducers / Y. Papanikolau, R. Gessmann, K. Petratos et al. II Journal of Crystal Growth. — 2000. — V.210. — P.761-766.

40. The effect of ordering of internal water in thaumatin and lysozyme crystals as revealed by Raman method / A.B. Kudryavtsev, G. Christopher, S.B. Mirov et al. II Journal of Crystal Growth. — 2000. — V.219. — P.102-114.

41. Perez C., Griebenow K. Fourier-transform infrared spectroscopic investigation of the thermal denaturation of hen egg-white lysozyme dissolved in aqueous buffer and glycerol // Biotechnology Letters. — 2000. — V.22. — P.l 899-1905.

42. Biasutti M.A., Soltermann A.T., Garcia N.A. Photodynamic effect in lysozyme: a kinetic study in different micellar media // Journal of Peptide Research. — 2000. — V.55. — P.41-50.

43. Zhong C., Wakayama N.I. Effect of a high magnetic field on the viscosity of an aqueous solution of protein // Journal of Crystal Growth. — 2001. — V.226. — P.327-332.

44. Qi J., Wakayama N.I., Ataka M. Magnetic suppression of convection in protein crystal growth processes // Journal of Crystal Growth. — 2001. — V.232. — P.132-137.

45. Kulkarni A., Zukoski C. Depletion interactions and protein crystallization //Journal of Crystal Growth. — 2001. — V.232. — P.l 56-164.

46. Thomas B.R., Chernov A.A. Acetylated lysozyme as impurity in lysozyme crystals: constant distribution coefficient // Journal of Crystal Growth. — 2001. — V.232. — P.237-243.

47. Real time evolution of concentration distribution around tetragonal lysozyme crystal: case study in gel and free solution / W.B. Hou, A.B. Kudryavtsev, T.L. Bray et al. II Journal of Crystal Growth. — 2001. — V.232. — P.265-272.

48. Burke M. W., Judge R.A., Pusey M.L. The effect of solution thermal history on chicken egg white lysozyme nucleation // Journal of Crystal Growth. — 2001.1. V.232. — P.301-307.

49. Sumida J.P., Forsythe E.L., Pusey M.L. Preparation and preliminary characterization of crystallizing fluorescent derivatives of chicken egg white lysozyme // Journal of Crystal Growth. — 2001. — V.232. — P.308-316.

50. Influence of impurities on protein crystal perfection / M.C. Robert, B. Capelle, B. Lorber et al. II Journal of Crystal Growth. — 2001. — V.232.1. P.489^97.

51. Wang L., Zhong C., Wakayama N.I. Damping of natural convection in the aqueous protein solutions by the application of high magnetic fields // Journal of Crystal Growth. — 2002. — V.237. — P.312-316.

52. Effects of pressure on the crystallization and the solubility of proteins in agarose gel / A. Kadri, B. Lorber, G. Jenner et al. II Journal of Crystal Growth.2002. — V.245. — P. 109-120.

53. Pusey M.L., Chayen N.E. Well connected: protein-protein interactions and crystallization // Trends in Biotechnology. — 2002. — V.20. — P.322-323.

54. Bakk A., Hoye J.S., Hansen A. Specific heat upon aqueous unfolding of the protein interior: a theoretical approach // Physica A. — 2002. — V.304. — P.355-361.

55. Kundrot C.E. Which strategy for a protein crystallization project? // Cellular and Molecular Life Sciences. — 2004. — V.61. — P.525-536.

56. Savino R., Lappa M. Dissolution and solutal convection in partially miscibile liquid systems I I International Journal of Heat and Mass Transfer. — 2004. — V.47. — P.601-612.

57. Numerical models for biocrystal growing / V.P. Ginkin, B.G. Zakharov, I.Zh. Bezbakh et al II Abstracts of the 14th International Conference on Crystal Growth. Grenoble (France), 2004. - P.335.

58. Управление процессами кристаллизации биоматериалов в земных и космических условиях / И.Ж. Безбах, Б.Г. Захаров, В.И. Стрелов и др. II Тезисы докладов XI Национальной конференции по росту кристаллов. -М., 2004.-С.355.

59. Математическое моделирование и экспериментальные исследования влияния вибраций и конвекции Марангони на микрооднородность кристаллов полупроводников / В.И. Стрелов, Б.Г. Захаров, И.Ж. Безбах и др. И Поверхность. 2005. - №10. - С.80-87.

60. Прецизионное температурное управление процессом кристаллизации биоматериалов / И.Ж. Безбах, В.И. Стрелов, Н.И. Сосфенов и др. II Тезисы докладов XII Национальной конференции по росту кристаллов. М., 2006.-С.330.

61. Оптимизация роста кристаллов белков с применением метода теплового управления / И.Ж. Безбах, В.Г. Косушкин, В.И. Стрелов и др. II Методы исследования и проектирования сложных технических систем: Сборник статей (Труды МГТУ №592). М., 2006. - С.18-26.

62. Кристаллизация белка лизоцима в прецизионно-управляемом градиенте температуры / В.И. Стрелов, Б.Г Захаров, И.Ж. Безбах и др. Н Кристаллография. -2007. -Т.52, №6. С.1134-1139.

63. Безбах И.Ж., Стрелов В.И, Захаров Б.Г. Управление процессом зародышеобразования и роста биокристаллов // Тезисы докладов Российского симпозиума "Космическое материаловедение". Калуга, 2007. - С.38.

64. Моделирование роста биокристаллов под воздействием управляющего теплового поля / В.П. Гинкин, И.Ж. Безбах, В.И. Стрелов и др. II Тезисы докладов Российского симпозиума "Космическое материаловедение". -Калуга, 2007.-С.43.