Ученые КГТА разрабатывают систему молекулярного биоимиджинга

В КГТА имени В.А.Дегтярева проводятся исследования по разработке лазерной системы для молекулярного биоимиджинга — системы визуализации клеточного скрининга.

Разрабатываемая система позволит заглянуть внутрь тканей человека и наблюдать за биологическими процессами и работой органов в динамике, искать очаги заболеваний и контролировать лечение и т.д.

Проект выполняется в рамках гранта Российского научного фонда (Проект № 22-22-20092) и соответствует приоритетному направлению исследований «Биотехнологии», поддерживаемому администрацией Владимирской области.

Проект реализуется коллективом молодых ученых секции лазерной физики и технологии кафедры технологии машиностроения КГТА имени В.А.Дегтярева под руководством заведующего кафедрой Сергея Александровича Солохина.

«В настоящее время большой интерес в биотехнологиях представляют именно безоперационные методы исследования живых тканей и организмов, основанные на действии различных физических принципов. Одним из перспективных направлений в данной области как раз является многоцветный двухфотонный флуоресцентный биоимиджинг, который позволяет проникать импульсам излучения в биологическую ткань на глубину до нескольких сантиметров.

Сегодня для реализации этой процедуры приходится применять сразу несколько лазерных излучателей, что коммерчески является невыгодным. Поэтому нами предложена концепция создания комплексной многофункциональной установки на базе одного лазерного излучателя. Данный подход требует решения целого спектра задач, как научно-фундаментальных, так и чисто технических», — комментирует Сергей Александрович.

Сегодня развитие фундаментальных основ лазерной физики и биомедицины происходит стремительными темпами. Еще в начале 2023 года работы по проекту получили положительную экспертную оценку и Российским научным фондом было принято решение о финансовой поддержке второго этапа научно-исследовательских работ в размере 1,5 млн руб. Часть грантовых средств будет потрачена на закупку специализированного оборудования и материалов.

Сергей Александрович поделился подробностями, как реализуется проект и какие ключевые результаты есть уже сегодня:

«На текущий момент смонтирована вся компонентная схема экспериментальной установки, отлажена генераторно-усилительная часть и проводятся экспериментальные исследования по отладке режимов ВКР-генерации. Следует отметить, что в схеме используются уникальные наноматериалы — графеновые затворы, которые для реализации проекта были специально изготовлены в Лаборатории спектроскопии наноматериалов под руководством проф. Образцовой Е.Д. в Институте общей физики им. А.М. Прохорова РАН (г. Москва). Полученные предварительные результаты демонстрируют правильность выбранного пути и позволяют рассчитывать на успешность завершения проекта в этом году».

Результатом реализации проекта станет разработанный уникальный лазерный излучатель с генерацией ультракоротких лазерных импульсов для обеспечения безоперационного воздействия при исследовании живых тканей. Отечественных или зарубежных аналогов данного комплекса нет. Есть функционально похожие лабораторные образцы с применением иных подходов, однако их стоимость, сложность технической реализации и используемые компоненты кратно превышают стоимость предложенного технического решения.

«Дальнейший этап реализации проекта планируем провести в тесной кооперации с биотехнологами, учесть их замечания и провести точную подстройку требуемых рабочих режимов. Надеемся, что он окажется не растянутым во времени и позволит оперативно пройти этап практической апробации для дальнейшего внедрения комплекса в клиническую практику», — рассказывает Сергей Александрович.

Желаем нашим ученым успешной реализации проекта!