Начало / Университетът / Факултети / Биологически факултет / Катедри и самостоятелни звена / Катедри / Биофизика и радиобиология

   

Ръководител: доц. д-р Детелин Стефанов

каб. 454
тел: 02 8167 389
e-mail: detelin@biofac.uni-sofia.bg

Началото – Лаборатория по биофизика към катедрата по физиология на животните и човека.

С решение на факултетния съвет на Биологическия факултет от учебната 1969/1970 година е създадена Лаборатория по биофизика към катедрата по физиология на животните и човека с ръководител проф. Ленко Калчев (тогава доцент). За ръководител на лабораторията е назначен доц. Симо Тодоров (по това време главен асистент).

През лятото на 1969 година са избрани двама стажант-асистенти – биоложката Мария Рачева и физикът Марко Марков. Лекциите се водят от Симо Тодоров, а Мария Рачева и Марко Марков изготвят практикум и водят упражненията по биофизика.

b-1

Доц. Симо Тодоров, първият ръководител на катедрата(1972-1988)

Самостоятелна катедра по биофизика и радиобиология

През 1972 г. от Лаборатория по биофизика, в рамките на Катедрата по физиология на животните и човека, се оформя самостоятелна Катедра по биофизика и радиобиология. По това време са назначени в катедрата биофизиците н.с. Андрей Атанасов и две години по-късно ас. Василий Голцев (и двамата възпитаници на Московския Държавен Университет). По-късно е назначен и н.с. Димитър Чукнийски. Към катедрата е приобщен и н.с. Георги Маринополски, ръководител на изотопната лаборатория към факултета. В сътрудничество с н.с. Маринополски работи и ас. Стамен Иванов от катедрата по Гражданска отбрана, който през 1992 година се присъединява към катедрата след закриването на катедрата по Гражданска отбрана. От 1975 г в катедрата започва работа като асистент и радиобиолога Божидар Галуцов. В катедрата като специалист по научната апаратура работи Драган Веселинов. Съставът на катедрата през 70-те години на 20 век е прекрасен пример, как трябва да се прави научен състав на катедра по такава мултидисциплинарна наука каквато е биофизиката – трима биолози (Симо Тодоров, Мария Рачева, Божидар Галуцов), двама физици (Марко Марков и Димитър Чукнийски), двама биофизици (Андрей Атанасов и Ваисилий Голцев) един химик (Георги Маринопполски).

От 1978 година Биологическия факултет се премества в построената през 1928 сграда за нуждите на Агрономическия факултет на бул. „Драган Цанков“ 8. По това време за различни периоди в катедрата работят Емил Молле (по-късно доцент в ЛТУ) и Ангел Йотков.

През 80-те и 90-те години в катедрата навлизат вече и възпитаници на самата катедра – Виржиния Долчинкова, Валентина Ганева, Маргарита Кузманова. По-късно през 1989 г. е назначена Мария Балджийска също бивш възпитаник на катедрата.

Катедрата е ръководена последователно от доц. Симо Тодоров (1972–1988), проф. Марко Марков (1988–1990) и от проф. Василий Голцев (1990-2004, 2008–2012), доц. Божидар Галуцов (2004–2008), доц. Валентина Ганева (2012 – 2020), а понастоящем от доц. Детелин Стефанов.

Представители на катедрата стават през годините и част от деканското ръководство. Божидар Галуцов е избран за декан (2004–2008), а преди това за кратък период преди заминаването му за САЩ заместник декан е бил проф. Марко Марков.

Научните изследвания са обединени в изучаване влиянието на различни физични и химични фактори върху биологичните мембрани. Първото научно направление в новосъздадената лаборатория е влиянието на магнитни полета върху биологични обекти. Ръководителят Симо Тодоров е публикувал няколко статии за влиянието на магнитни полета в съавторство с Цветан Гемишев (по-късно доцент от катедра Физиология на растенията и с Александър Горанов (по-късно доцент от катедра Генетика). Пионерни за България изследвания на действието на постоянни магнитни полета върху биологични системи са проведени през 70-те години от доц. С. Тодоров и проф. М. Марков. Тези иследвания успешно се продължават от д-р Маргарита Кузманова.

Самостоятелна катедра по биофизика и радиобиология

През 1972 г. от Лаборатория по биофизика, в рамките на Катедрата по физиология на животните и човека, се оформя самостоятелна Катедра по биофизика и радиобиология. По това време са назначени в катедрата биофизиците н.с. Андрей Атанасов и две години по-късно ас. Василий Голцев (и двамата възпитаници на Московския Държавен Университет). По-късно е назначен и н.с. Димитър Чукнийски. Към катедрата е приобщен и н.с. Георги Маринополски, ръководител на изотопната лаборатория към факултета. В сътрудничество с н.с. Маринополски работи и ас. Стамен Иванов от катедрата по Гражданска отбрана, който през 1992 година се присъединява към катедрата след закриването на катедрата по Гражданска отбрана. От 1975 г в катедрата започва работа като асистент и радиобиолога Божидар Галуцов. В катедрата като специалист по научната апаратура работи Драган Веселинов. Съставът на катедрата през 70-те години на 20 век е прекрасен пример, как трябва да се прави научен състав на катедра по такава мултидисциплинарна наука каквато е биофизиката – трима биолози (Симо Тодоров, Мария Рачева, Божидар Галуцов), двама физици (Марко Марков и Димитър Чукнийски), двама биофизици (Андрей Атанасов и Ваисилий Голцев) един химик (Георги Маринопполски).

От 1978 година Биологическия факултет се премества в построената през 1928 сграда за нуждите на Агрономическия факултет на бул. „Драган Цанков“ 8. По това време за различни периоди в катедрата работят Емил Молле (по-късно доцент в ЛТУ) и Ангел Йотков.

През 80-те и 90-те години в катедрата навлизат вече и възпитаници на самата катедра – Виржиния Долчинкова, Валентина Ганева, Маргарита Кузманова. По-късно през 1989 г. е назначена Мария Балджийска също бивш възпитаник на катедрата.

Катедрата е ръководена последователно от доц. Симо Тодоров (1972–1988), проф. Марко Марков (1988–1990) и от проф. Василий Голцев (1990-2004, 2008–2012), доц. Божидар Галуцов (2004–2008), доц. Валентина Ганева (2012 – 2020), а понастоящем от доц. Детелин Стефанов.

Представители на катедрата стават през годините и част от деканското ръководство. Божидар Галуцов е избран за декан (2004–2008), а преди това за кратък период преди заминаването му за САЩ заместник декан е бил проф. Марко Марков.

Научните изследвания са обединени в изучаване влиянието на различни физични и химични фактори върху биологичните мембрани. Първото научно направление в новосъздадената лаборатория е влиянието на магнитни полета върху биологични обекти. Ръководителят Симо Тодоров е публикувал няколко статии за влиянието на магнитни полета в съавторство с Цветан Гемишев (по-късно доцент от катедра Физиология на растенията и с Александър Горанов (по-късно доцент от катедра Генетика). Пионерни за България изследвания на действието на постоянни магнитни полета върху биологични системи са проведени през 70-те години от доц. С. Тодоров и проф. М. Марков. Тези иследвания успешно се продължават от д-р Маргарита Кузманова.

Аспектите на магнитобиологията се развиват в сътрудничество с катедрата в Медицинска академия (базирани на съвместните изследвания на Марко Марков с проф. Ненчо Тодоров) и в областта на растителната магнитобиология (доц. Цветан Гемишев от Катедрата по физиология на растенията и н.с. Иван Зафиров от Института по физиология на растенията, Българската Академия на Науките).

 

 

 

 

 

 

Възпитаникът на Лайпцигския университет доц. М. Рачева слага началото на изследванията в катедрата на пасивните електрични свойства на клетките – биоимпеданс и повърхностни електрични заряди. Нейните изследвания върху свързването на биологичноактивни съединения–фитохемаглутинини и мелитин с биологични мембрани с различен произход, успешно се продължават от доц. Виржиния Долчинкова.

Системните радиобиологични изследвания започват в 1975 г от Б. Галуцов. В тях по-късно активно се включват Стамен Иванов, Мария Балджийска и Маргарита Кузманова. Разработен е комплексен тест за експресна оценка на лъчевото поражение на клетъчно, субклетъчно и мембранно ниво. Тестирани са множество естествени и синтетични съединения с протекторно действие. Показан е и защитният ефект на предварителното облъчване с нейонизираща радиация в милиметровия диапазон срещу увреждане от йонизираща радиация.

Биохемилуминисценцията е обект на работите на н.с. Г. Маринополски с помощта на разработената в катедрата установка.

От 1980 г. се открива ново успешно направление – фотобиофизика. Разработките на В. Голцев са насочени към изучаване на механизмите на бързата и забавената хлорофилна флуоресценция и влиянието на различни химични и физични фактори върху ефективността на електронния пренос. И в тази област е развито изключително успешно сътрудничество с Унивеститета на Женева, Швейцария, Лабораторията по фотобиоенергетика, ръководена от един от най-известните и утвърдени учени в областта на хлорофилната флуоресценция проф. Рето Щрасер. Работите в областта на фотосинтезта са продължени от Детелин Стефанов, Кольо Данков и Момчил Паунов.

b-2
Kолективът на катедрата през 1986 г. (от ляво надясно) проф. Марко Марков, доц. Божидар Галуцов, доц. Стамен Иванов, доц. Мария Рачева, Ангел Йотков, доц. Виржиния Долчинкова, гл. ас. Георги Маринополски, дипломант Огнян Попов, и проф. Василий Голцев (на първия ред). Всички професори и доценти по това време са асистенти

Доц. Андрей Атанасов провежда изследвания на конформацията на протеините, както и липид-протеиновите взаимодействия в различни биологични мембрани при действие на различни биологично активни вещества.

Със съдействието на Марко Марков през 1986 г. катедрата получава първият в света комерсиален електропоратор и така започват едни от първите в света изследвания върху клетъчната електропорация. Детайлни изследвания върху действието на импулсни електрични полета върху клетъчната трансформация и въвеждането на вещества в дрожди стартират в 1988 г. с опитите на В. Ганева и Б. Галуцов. Лабораторията вече под ръководството на доц. Ганева печели през годините много успешни проекти по рамковите научни програми на Европейския съюз. В резултат на дългогодишно сътрудничество с проф. Ж. Тесие от CNRS – Тулуза (Франция), е разработен и патентован нов проточен метод за електроиндуциран добив на белтъци от дрожди. В тези изследвания по-късно се включва и ас. д-р Бояна Ангелова.

Доц. Виржиния Долчинкова е защитила дисертация в на тема: „Фотоиндуцирани изменения на разсейването на светлината от тилакоидни мембрани след химична модификация“, научни ръководители: доц. к.б.н. Симо Тодоров, доц. к.б.г. Василий Гольцев – 1990 г. Основните интереси на доц. Долчинкова обхващат: Фотоиндуцирани изменения на разсейването на светлината от тилакоидни мембрани и повърхностните им характеристики при висши растения и водорасли; Електрокинетични и оптични свойства на биологични мембрании др.

Д-р Маргарита Кузманова изследва биологичните ефекти на слаби електромагнитни полета и ефектите на мобилните телефони (GSM900) върху биологични обекти.

Д-р Мария Балджийска е възпитаник на катедрата, след което работи в Института по ренгенология и радиобиология при МУ, където прави докторантура при проф. Тотю Панчев, а от 1989 е член на катедрата като асистент и работи в областта на медицинска радиология. Ас. Балджийска има множество публикации, но най-вече се посвещава на приложни аспекти като има 35 рационализации и изобретения.

Сегашният ръководител на катедра Биофизика и радиобиология доц. Детелин Стефанов е завършил образованието си в катедрата и след докторантура по фотосинтетични изследвания в Института по Физиология на растенията при БАН под ръководството на проф. Иван Йорданов. По-късно през 1999 г. той специализира при проф. Улрих Хебер от Института Юлиус фон Сакс при Университета на Вюрцбург. След това специализира две години лабораторията на един от лидерите в растителната екофизиология проф. Ичиро Терашима в Университета на Осака, Япония. От 1991 година доц. Стефанов е хоноруван преподавател в катедрата по биофизика и рабиобиология, а от 2011 година е доцент към катедрата. Доц. Стефанов работи в областта на изследванията на листната фотосинтеза in vivo – флуоресценция, фотоакусика, ифрачервен газов анализ на листния СО2-обмен, амперметрични изследвания на О2-отделяне, листна абсорбция на светлината и забавена флуоресценция.

Гл. ас. Кольо Данков защитава магистратура в катедрата, а след това е докторант в областта на изследване на фотосинтезата в Института по биофизика при БАН. След защита на дисертацията се завръща в катедрата по биофизика и радиобиология и продължава изследванията си в областта на фотосинтезата, както и преподава курсове по невробиофизика и молекулярна биофизика.

Наскоро защитилите докторантури асистенти Бояна Ангелова и Момчил Паунов са специалисти сътветно в областта на електропорацията на биомембрани (ас. Ангелова) и листната флуоресценция като метод за изследване на фотосинтезата (ас Паунов)

Дългогодишни членове на катедрата са специалистите Румяна Терзиева, Елизабет Бантутова и Мария Гурманова.

Повечето защитили досега дипломанти и докторанти в катедрата работят в наши и европейски университети и институти: проф. д-р Антоанета Попова, ръководител секция Фотовъзбудими мембрани при Института по биофизика и биомедицинско инженерство, БАН, проф. д-р Яна Чекаларова Ръководител на направление „Поведенческа невробиология“ – Институт по невробиология, БАН), доц. д-р Любомир Трайков Катедра Медицинска физика и биофизика, ръководител направление биофизика, МУ София; Старши изследовател Петър Ламбрев, ръководител на Групата по изследвания на фотосинтетичните мембрани към Института по Биология на растенията Сегед, Унгария; пр. доц. Ивелина Захариева от Свободния Университет Берлин в групата по биофизика и фотосинтеза с ръководител проф. Холгер Дау.

В едни от водещите световни научни центрове по фотосинтетични изледвания работят: старши изследовател Петко Чернев, изследователска група по фотосинтеза към департамента по химия (Лаборатория Ангстрьом) с ръководител Йоханес Месингер, Мая Ламбрева, работеща в Институт по кристалография, Монтеротондо, Рим, Италия.

В настоящия момент в катедрата работят трима хабилитирани преподаватели, доц. Валентина Ганева, доц. Виржиния Долчинкова и доц. Детелин Стефанов, двама главни асистенти, Маргарита Кузманова и Кольо Данков, асистентите Бояна Ангелова и Момчил Паунов, както и специалистите Елизабет Бантутова и Мария Гурманова. Гост-професори са Василий Голцев и Марко Марков.

НАУЧНОИЗСЛЕДОВАТЕЛСКА ДЕЙНОСТ

В проект по 7 РП са разработени протоколи за високоефективна електроиндуцирана екстракция на хомоложни интрацелуларни ензими от дрожди. Показана е приложимостта на метода и за екстракция на рекомбинантни ензими. В нов проект по 7 РП се изследват алтернативни високоефективни подходи за изолиране на биологичноактивни вещества.

Изучават се механизмите на стресовия отговор на фотосинтетичния апарат при въздействието на биотични и абиотични фактори. Разработват се биофизични подходи за фенотипирането на растенията, базиращи се на анализа на кинетиката на хлорофилната флуоресценция, на забавената флуоресценция и фотоиндуцираното разсейване на светлината при 820 nm. Изграждат се и се обучават изкуствени невронни мрежи.
В листа се изследват още абсорбция за изследване на листните оптични свойства, механизмите на бърза и забавена хлорофилна флуоресценция; промените в скоростта на фотосинтезата оценени по скорост на усвояване на CO2 и отделяне на О2; фотосинтеза във възкръсващи растения като Haberlea rhodopensis; използване и развитие на неинвазивни методи за оценка на фотосинтезата в интактни листа адаптирани в различни условия на средата.
Анализират се механизмите на действие на биологични съставки, на взаимодействието им с околната среда чрез тяхната междуфазова повърхност. Цели се изясняването на молекулярните и сигнални каскади между биофизичните механизми в клетките и околната среда.
Изследват се биологичните ефекти на слаби електромагнитни полета и комбинираното им действие с физически фактори или химически вещества; изучават се ефектите на мобилните телефони (GSM900) върху биологични обекти.

Публикувани учебници и монографии от преподаватели от катедрата

1
2
3
Bioelectromagnetic Medicine by Paul J. Rosch and Marko S. Markov | Apr 30, 2004 Bioelectromagnetics Current Concepts: The Mechanisms of the Biological Effect of Extremely High Power Pulses (Nato Security through Science Series B:)by Sinerik N. Ayrapetyan and Marko S. Markov | Jan 12, 2006 Advanced Electroporation Techniques in Biology and Medicine (Biological Effects Ofelectromagnetics) 1st edition by Pakhomov, Andrei G., Miklavcic, Damijan, Markov, Marko S. (2010)
4
5
6
Dosimetry in Bioelectromagnetics by Marko Markov | May 23, 2017

Electromagnetic Fields in Biology and Medicine

by Marko S. Markov | Jul 27, 2017 – преведена на китайски език

Mobile Communications and Public Health

by Marko Markov | Jun 13, 2018

7
8
9
Pulsed Electromagnetic Fields for Clinical Applications Hardcover – 24 Mar. 2020 Переменная и замедленная флуоресценция хлорофилла а – теоретические основы и практическое приложение в исследовании растенийкнига Авторы: Гольцев В.Н., Каладжи Х.М., Кузманова М.А., Аллахвердиев С.И. Год издания: 2014 Chlorophyll Fluorescence: Understanding Crop Performance — Basics and Applicationsby Mohamed H. Kalaji, Vasilij N. Goltsev, et al, 2017

Научно-популярна и методическа литература

През 2016 проф Марков в съавторрство с доктор Любина Веселинова публикуват на български MAГНИТЪТ В БЯЛА ПРЕСТИЛКА, в която е резюмирано постигнатото в световен мащаб и в България относно приложението на магнитотерапията в клиничната медицина.

10
През 2015 в съавторство с руски колеги проф. Голцев публикува методично помагало за работа с флуориметри измерващи индукционни криви
11

Организациране на научни събития от катедра Биофизика и радиобиология и популяризиране на науката

Научните събития организирани от катедрата започват с активното участие и организация от Марко Марков, с чието име се свързват и няколко научни конференции и школи организирани на световно ниво. Началото започчва с Първата научна конференция на студенти и млади научни работници „Човекът и биосферата“ съвместно с Центъра по опазване на околната среда към министерството на екологията е организирана през 1975. По-късно Марко Марков и катедрата провеждат множество научни прояви като някои от тях събират световния елит в някои области на биофизиката.

В резултат на активно сътрудничество между катедрата и Медицинският Университет и по-специално между Марко Марков и и основоположника на изследванията по магнитотерапия в България проф Ненчо Тодоров се поставя основата за провеждане на две значими научни събития организирани през 80-те години на 20 век. В резултат на активната дейност на Марко Марков в областта на магнитобиологията президентът на Bioelectrochemical Society проф. Джулио Милацо предлага на Марко Марков през 1984 г. да се проведе научна проява в България. През 1986 г. в град Плевен се провежда международната школа Електромагнитни полета и биомембрани с 30 лектори от Евопа и Америка. Лекциите от това събитие са издадени от едно от най-реномираните по онова време издателства Plenum Press под редакцията на проф. Мартин Бланк и Марко Марков=

12

 

 

 

През 1989 г. е проведена втора школа. Едни от най – известните имена в биоелектрохимията, електро- и магнитобиологията посещават България за това събитие – професорите Дж Милацо, Мартин Бланк, Р. Адей, Е Нойман президентът на BEMS тогава М. Свайкорд и бъдещият президент Ш. Уено, Жустин Тесие и много други учени.

 

 

По-късно в България и чужбина са организирани и множество други научни събития с активното участие и водеща роля на представители на катедрата. Проф. Голцев е един от организаторите на специален брой на списание PHOTOSYNTHETICA посветено на световно признатия специалист в областта на хлорофилната флуоресценция проф. Рето Щрасер, с когото проф Голцев поддържа дългогодишно научно сътрудничество.

13

 

 

 

 

 

 

 

 

DOI: 10.32615/ps.2020.046 PHOTOSYNTHETICA 58 (SI), 2020
FOREWORD
Special issue in honour of Prof. Reto J. Strasser
HAZEM M. KALAJI AND VASILIJ GOLTSEV

 

Проф. Василий Голцев участва като редактор на специален брой на Frontiers in Plant Science посветен на хлорофилната флуоресценция:

14

 

 

 

 

 

 

 

 

Frontiers in Plant Science
Research Topic
Chlorophyll Fluorescence Measurements and Plant Stress Responses
Topic Editors: Marcin Rapacz; Hazem M. Kalaji; Vasilij Goltsev, Marian Brestic