Проанализированы и систематизированы основные факторы (трансформация световой энергии в тепловую, фотоперенос электрона, заселение триплетов, агрегация красителей, окислительно-восстановительные процессы, взаимодействие с кислородом, в том числе синглетным) деградации окрашенных полимерных матриц под действием светового излучения. Рассмотрена их зависимость от строения красителей, природы полимера и методов окрашивания последнего. Сформулированы критерии создания светопрочных окрашенных матриц. Особое внимание уделено современным светочувствительным материалам, в которых краситель ковалентно связан с полимером, и гибридным органо-неорганическим композициям на их основе.

Встановлено закономірності перебігу термоініційованої полімеризації метилметакрилату (ММА) залежно від хімічної будови, йонного характеру поліметинових барвників, природи розчинника, концентрації, температури. Виявлено, що поліметинові барвники залежно від хімічної будови можуть ініціювати й інгібувати термополімеризацію ММА за радикальним механізмом навіть за відсутності стандартного ініціатора. Показано, що для утворення вільного радикалу необхідно, щоб вища заповнена молекулярна орбіталь (ВЗМО) барвника мала нижчу енергію, ніж аналогічна орбіталь ММА. Встановлено, що енергія ВЗМО катіонних поліметинів зростає у випадках подовження поліметинового ланцюга, відхилення електронодонорності термінальних груп від середньої та підсилення електронної асиметрії. Це зумовлює послаблення ініціювальної здатності катіонних барвників за таких змін їх хімічної будови. Зазначено, що в аніонних і внутрішньоіонних мероціанінових з позитивною і негативною сольватохромією барвників енергія ВЗМО значно вища, ніж у катіонних барвників, і перевищує енергію ВЗМО ММА, тому вони не ініціюють радикальну полімеризацію ММА. Доведено, що внутрішньоіонні скварилієві та бородипірометенові барвники є слабкими ініціаторами полімеризації ММА у відсутності та присутності ініціатора, незважаючи на те, що мають вищі енергії ВЗМО ніж ММА. Обгрунтовано припущення, що в даному випадку можуть утворюватись бірадикали за рахунок переносу електрона від акцепторної до донорної частини молекули.

Подано основи теоретичної біофізики, присвяченої аналізу структури та функцій макромолекул. На основі фундаментальних фізичних принципів розглянуто конформаційні зміни та принципи укладки білкових макромолекул та їх флуктуації. Розглянуто конформаційну поведінку макромолекул ДНК. У рамках термодинаміки та кінетичної теорії розглянуто також принципи ферментативного каталізу. Враховуючи, що функції макромолекул білків та нуклеїнових кислот здійснюються через їх взаємодію зі специфічними лігандами, подано матеріал, присвячений механізмам позаклітинної та внутрішньоклітинної сигналізації і у цьому зв'язку також сучасні біотехнологічні підходи щодо молекулярного моделювання таких процесів.

Розглянуто молекулярні механізми дії лікарських засобів, їхніх метаболічних перетворень в організмі, метаболічних і генетичних основ варіативності чутливості молекулярних мішеней лікарських препаратів. Вміщено п’ять розділів, які стосуються базових принципів загальної фармакології, фармакокінетики, фармакодинаміки, молекулярної фармакології мембранних рецепторів та сигнальних механізмів дії лікарських засобів, молекулярних і клітинних принципів метаболізму препаратів, а також фармакогенетики. Наведено перелік умовних скорочень.