КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 20-72-00173
НазваниеОптоволоконный зонд Раман-люминесцентной спектроскопии и наноструктурированные подложки для исследования биологических объектов
Руководитель Артемьев Дмитрий Николаевич, Кандидат физико-математических наук
Организация финансирования, регион федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева" , Самарская обл
Конкурс №49 - Конкурс 2020 года «Проведение инициативных исследований молодыми учеными» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными
Область знания, основной код классификатора 02 - Физика и науки о космосе; 02-304 - Спектроскопия
Ключевые слова Рамановская спектроскопия, оптическое волокно, люминесценция, волоконная брэгговская решетка, интерференционный фильтр, наноструктурированная подложка
Код ГРНТИ29.31.26
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
В рамках проекта планируется разработка оптоволоконного зонда для спектральных исследований (Рамановское рассеяние и люминесценция) биологических объектов. В отличие от адсорбционной, диффузно-рассеянной и эмиссионной спектроскопии для Рамановской и люминесцентной спектроскопии необходимо осуществлять фильтрацию зондирующего лазерного излучения с высокой оптической плотностью (OD 4 и выше, так как доля Рамановского рассеяния составляет порядка менее одной миллионной от упруго рассеянного зондирующего излучения). Для эффективного решения этой задачи планируется исследовать следующие подходы: волоконные брэгговские решетки, миниатюрные оптические фильтры с интерференционными покрытиями и тонкие интерференционные покрытия на торцах регистрирующих волокон. Будут исследованы различные микроструктуры на торце волокна для формирования определенного профиля лазерного пучка в возбуждающем канале и для эффективной регистрации рассеянного излучения в канале детектора. Традиционные Рамановские оптоволоконные зонды как правило включают внешние фильтры, рефракционную микрооптику, что фактически накладывает ограничение на минимальный диаметр зонда (8-10 мм), что не позволяет применять Рамановскую спектроскопию для многих in vivo биомедицинских приложений и в исследованиях с миниатюрными подложками (100-1000 мкм), в которых поперечный размер является критическим параметром. Основная задача данного проекта - исследование методов создания эффективных волоконных Рамановских и люминесцентных зондов с решетками Брэгга или интерференционных фильтров, обеспечивающими фильтрацию с высокой оптической плотностью, а также микроструктурирование дистального конца возбуждающих и регистрирующих волокон. Для исследования биологических объектов планируется использовать наноструктурированные подложки, которые будут выполнять сразу две функции: сортировка объектов по их физическим размерам за счет определенных размеров и расстояний между наноструктурами и аккумуляция исследуемых объектов вокруг формируемых наноструктур. В качестве биологических объектов могут быть использованы различные вирусы (характерные размеры 20-300 нм) или белки крови (от единиц до десятков нм). Научная новизна проекта заключается в исследовании эффективности нанесения волоконных брэгговских решеток на многомодовые волокна различного диаметра с высокой оптической плотностью для фильтрации излучения. Новым результатом будет интегрированная система из миниатюрных оптоволоконных зондов, согласованных с наноструктурированными подложками для исследования в режиме реального времени микроскопических доз вещества позволит.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Публикации
1. Шацкая А.А., Артемьев Д.Н. 3D-printed Collection Channel of Raman Probe Designed Using Modular Approach Optics InfoBase (год публикации - 2021)
2. Шацкая А.А.,Черепанов К.В., Артемьев Д.Н. Long-pass edge interference filters designing in NIR spectral range for Raman spectroscopy ITNT IEEE Proceedings (год публикации - 2021)
3.
Артемьев Д.Н., Шацкая А.А.
Study of spurious optical signals in a fiber-optic Raman spectroscopy system
Optics & Laser Technology, Volume 152, August 2022, 108184 (год публикации - 2022)
10.1016/j.optlastec.2022.108184
4. Шацкая А.А., Фролова Ю.А., Артемеьв Д.Н. Optical modeling of compact Raman biomedical probe for endoscopic applications Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering (год публикации - 2022)
5. Артемьев Д.Н., Шацкая А.А. Investigation of fiber-optic Raman spectroscopy system for the presence of spectral noise signals and their intensity материалы международной конференции Saratov Fall MeetingSFM'21, 9th International Symposium “Optics and Biophotonics”, материалы международной конференции Saratov Fall MeetingSFM'21, 9th International Symposium “Optics and Biophotonics” (год публикации - 2021)
6. Шацкая А.А., Артемьев Д.Н. Проектирование оптоволоконных спектральных биомедицинских зондов с учетом свойств фильтрующих покрытий XIX Всероссийский молодежный Самарский конкурс-конференция научных работ по оптике и лазерной физике 9-13 ноября 2021 года Сборник трудов конференции, XIX Всероссийский молодежный Самарский конкурс-конференция научных работ по оптике и лазерной физике 9-13 ноября 2021 года Сборник трудов конференции, 258-264 (год публикации - 2021)
Публикации
1. Шацкая А.А., Артемьев Д.Н. 3D-printed Collection Channel of Raman Probe Designed Using Modular Approach Optics InfoBase (год публикации - 2021)
2. Шацкая А.А.,Черепанов К.В., Артемьев Д.Н. Long-pass edge interference filters designing in NIR spectral range for Raman spectroscopy ITNT IEEE Proceedings (год публикации - 2021)
3.
Артемьев Д.Н., Шацкая А.А.
Study of spurious optical signals in a fiber-optic Raman spectroscopy system
Optics & Laser Technology, Volume 152, August 2022, 108184 (год публикации - 2022)
10.1016/j.optlastec.2022.108184
4. Шацкая А.А., Фролова Ю.А., Артемеьв Д.Н. Optical modeling of compact Raman biomedical probe for endoscopic applications Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering (год публикации - 2022)
5. Артемьев Д.Н., Шацкая А.А. Investigation of fiber-optic Raman spectroscopy system for the presence of spectral noise signals and their intensity материалы международной конференции Saratov Fall MeetingSFM'21, 9th International Symposium “Optics and Biophotonics”, материалы международной конференции Saratov Fall MeetingSFM'21, 9th International Symposium “Optics and Biophotonics” (год публикации - 2021)
6. Шацкая А.А., Артемьев Д.Н. Проектирование оптоволоконных спектральных биомедицинских зондов с учетом свойств фильтрующих покрытий XIX Всероссийский молодежный Самарский конкурс-конференция научных работ по оптике и лазерной физике 9-13 ноября 2021 года Сборник трудов конференции, XIX Всероссийский молодежный Самарский конкурс-конференция научных работ по оптике и лазерной физике 9-13 ноября 2021 года Сборник трудов конференции, 258-264 (год публикации - 2021)