Каменский Владислав Антониевич, Зав. лабораторией, старший научный сотрудник, кандидат наук
Литвак Александр Григорьевич, директор ИПФ РАН, академик, доктор наук
Описание
Группа биофотоники ИПФ РАН занимается развитием методов построения оптических изображений биотканей с 1994 г. и является одним из признанных мировых лидеров в этой области. За прошедшее время по тематике группы опубликовано более 200 научных работ, защищено более 15 диссертаций. Разработки касаются нескольких быстро развивающихся методов оптического биоимиджинга, таких как оптическая когерентная томография (ОКТ), оптическая диффузионная томография (ОДТ), диффузионная флуоресцентная томография (ДФТ) и многофотонная флуоресцентная микроскопия (МФМ).
По направлению ОКТ в ИПФ РАН впервые в мире были созданы уникальные компактные томографы, в том числе для эндоскопических применений, и атласы ОКТ изображений тканей человека. Первое поколение томографов сертифицировано, начато их внедрение в клиническую практику. Технология защищена многочисленными патентами. Разработка физических принципов создания оптической когерентной томографии отмечена Государственной премией РФ в области науки и техники. ОКТ (или ее разновидность – оптическая когерентная микроскопия) применяется для исследования клеточных слоев или групп клеток с пространственным разрешением 1-15 мкм на глубину до 2 мм. Для повышения диагностической эффективности метода разрабатывается технология кросс-поляризационной оптической когерентной томографии (КП ОКТ), позволяющая регистрировать не только коэффициент рассеяния микронеоднородностей биоткани, но и способность тканей к деполяризации зондирующего излучения, что может быть важно для дифференциальной диагностики доброкачественных и злокачественных состояний. Также разрабатывается методика контрастирования ОКТ изображений с использованием наноразмерных агентов (золотые, углеродные наночастицы и др.), увеличивающих уровень чувствительности и специфичности до молекулярного.
По направлению ОДТ в ИПФ РАН создана установка для обнаружения рака молочной железы на ранних стадиях и изучения органических и функциональных состояний головного мозга. В настоящее время данный метод проходит доклинические испытания в РФ (ИПФ РАН) и является аналогом коммерческих установок, создаваемых за рубежом (Hamamatsu, Siemence). Метод ОДТ определяет поглощающие и рассеивающие неоднородности внутри биоткани на основе обработки сигнала от прошедшего через ткань лазерного излучения. Применение источников излучения на нескольких длинах волн дает возможность не только локализовать неоднородности в биотканях, но и определять их компонентный состав (окси-, дезоксигемоглобин, вода, липиды), поскольку эти вещества имеют различную зависимость коэффициента поглощения от длины волны. В медицине и биологии их концентрация является традиционным клиническим индикатором состояния организма.
По направлению ДФТ в ИПФ РАН в 2006 г. создана и апробирована одна из первых в мире установок для трехмерного биоимиджинга с использованием красных флуоресцирующих белков DsRed2, DsRed-Express, Turbo-RFP (Институт биохимии им. Баха РАН), являющихся уникальными генетическими маркерами для изучения молекулярных процессов в живых клетках. Метод ФДТ позволяет получать изображения внутренних структур биологических объектов, меченных флуорофорами, на большой глубине (до 5-10 см в ИК диапазоне и до 1-2 см в видимом диапазоне), определять размеры опухолевого очага и может быть использован при проведении модельных исследований, связанных с анализом роста или регресса опухолевых тканей.
По направлению МФМ в ИПФ РАН проводятся первые исследования на МФМ установке с применением коллоидных полупроводниковых нанокристаллов (квантовых точек) на основе CdSe, CdTe, Si, C, TiО2. МФМ как метод субклеточной визуализации позволяет получать трехмерные изображения флуоресцирующих структур на глубине до 400 мкм с разрешением 0.1-3 мкм, используя в качестве подсветки излучение ИК-диапазона, что дает ему ряд важных преимуществ перед традиционной конфокальной микроскопией. Благодаря степенной зависимости многофотонной флуоресценции от интенсивности подсветки область флуоресценции резко локализована, за счет чего достигается высокое разрешение метода.
Эти методы уже продемонстрировали свою практическую значимость, а ОКТ и ОДТ реализованы в первых сертифицированных клинических приборах, среди применений которых особое место занимает диагностика новообразований в онкологии.
Уникальное оборудование
Портативный волоконно-оптический томограф с разрешением 12-15 мкм
Система лазерной сканирующей микроскопии с фемтосекундным Ti:Sa лазером для двухфотонной накачки
Установка для оптической диффузной томографии на волнах фотонной плотности на длинах волн 0.84 мкм и 0.98 мкм с частотой модуляции 120 Мгц
Установка для флуоресцентной оптической диффузной томографии на длине волны 0.53 мкм
Экспериментальная установка для изучения биотканей методами КП ОКТ, на длинах волн 1.3 мкм, разрешением 10 мкм
Оборудование
Осциллографы, ФЭУ
Портативная техника (компьютеры, принтеры, сканер)
I.V. Turchin, I.V. Balalaeva, R.B. Vasil’ev, V.P. Zlomanov, V.I. Plehanov, A.G. Orl, M.S. Kleshnin, M.V. Shirmanova, S.G. Dorofeev, and D.N. Dirin, "Imaging of QDs-labeled tumors in small animals by fluorescence diffuse tomography" // Laser Phys. Lett., 2006, 3 (4), 208 - 211
I.V. Turchin, V. I. Plehanov, A. G. Orlova, V. A. Kamenskiy, M. S. Kleshnin, M. V. Shirmanova, N. M. Shakhova, I. V. Balalaeva, and A. P. Savitskiy, "Fluorescence Diffuse Tomography of Small Animals with DsRed2 Fluorescent Protein" // Laser Physics, 2006, 16 (5), 741 - 746
R. V. Kuranov, V. V. Sapozhnikova, I. V. Turchin, E. V. Zagainova, V. M. Gelikonov, and V. A. Kamensky, L. B. Snopova, N. N. Prodanetz, "Complementary use of cross-polarization and standard OCT for differential diagnosis of pathological tissues" // OPTICS EXPRESS, 2002, 10 (15), 707 - 713
Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2022
Коллектив авторов Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2022 содержат следующую информацию:
• Подготовка бакалавров на факультете наук о материалах МГУ
• Состав Государственной Экзаменационной Комиссии
• Расписание защит выпускных квалификационных работ бакалавров
• Аннотации квалификационных работ бакалавров
В эпоху коронавируса и борьбы с ним в существенной степени меняется парадигма выполнения творческих работ и ведения бизнеса, в той или иной мере касаясь привлечения новых типов дистанционного взаимодействия, использования виртуальной реальности и элементов искусственного интеллекта, продвинутого сетевого маркетинга, использования современных информационных технологий и инновационных подходов. В этих условиях важным является, насколько само общество готово к использованию этих новых технологий и как оно их воспринимает. Данной проблеме и посвящен этот небольшой опрос, мы будет рады, если Вы уделите ему пару минут и ответите на наши вопросы.
Небольшой опрос о том, как изменились подходы современного предпринимательства в контексте новых и возникающих форм ведения бизнеса, онлайн образования, дистанционных форм взаимодействия и коворкинга в эпоху пандемии COVID - 19.
Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся
в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.
