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 24-22-20042

НазваниеИсследование и разработка принципов локализации, управления и скрининга биологических объектов с помощью методов радиочастотного пленения

Руководитель Рудый Семён Сергеевич, Кандидат физико-математических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет ИТМО" , г Санкт-Петербург

Конкурс №90 - Конкурс 2024 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами» (региональный конкурс)

Область знания, основной код классификатора 02 - Физика и науки о космосе; 02-304 - Спектроскопия

Ключевые слова Квадрупольные ловушки, локализация микроструктур, люминесцентная спектроскопия, комбинационное рассеяние, иммобилизация клеток

Код ГРНТИ76.13.15

---

 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

---

Аннотация
Поиск новых методов иммобилизации одиночных клеток для проведения лабораторного скрининга является важной задачей в области современной цитометрии. На сегодняшний день для проведения измерения одиночных клеток методами люминесцентной спектроскопии и спектроскопии комбинационного рассеяния (КР) используются два основных метода иммобилизации клеток. Наиболее распространённым методом является иммобилизация на химически функционализированных подложках. Данный метод является простым, но при этом имеет большое количество ограничений, таких как существенное влияние межфазных и химические взаимодействий на объект исследования, отсутствие возможности селекции исследуемых объектов, трудоёмкий и времязатратный процесс поиска необходимого объекта на поверхности подложки оптическими методами. При использовании лазерных пинцетов, объекты исследования локализуются в “перетяжке” лазерного луча, что позволяет контролируемо управлять положением исследуемых объектов и позволяет исследовать истинно-одиночные объекты. При этом техника лазерного пинцета подразумевает взаимодействие объектов исследования с лазерным излучением с высокой плотностью мощности, что может сопровождаться существенным нагревом и разрушением исследуемых биологических объектов, фотоиндуцированной токсичностью. Кроме того устойчивая локализация оптически-неоднородных объектов существенно затруднена при использовании лазерного пинцета как метода иммобилизации. Так как с оптической точки зрения биологическая клетка является неоднородным объектом асферической формы, которая, кроме того, обладает заметным коэффициентом экстинкции. В проекте предлагается разработка принципиально нового подхода иммобилизации биологических объектов основанном на методах квадрупольной масс-спектрометрии. Удержание и управление положением объекта исследования реализуется благодаря его взаимодействию с быстро-осциллирующим электрическим полем квадрупольной электродинамической ловушки. Квадрупольная электродинамическая ловушка не накладывает ограничений на оптические свойства локализованных объектов, а также на их форму. Различные конфигурации геометрии и электропитания ловушек позволяют локализовать объекты с размером от атомарных ионов до микрочастиц. Как и в случае лазерных пинцетов, электродинамические ловушки обеспечивают возможность интеграции с оптическим измерительным оборудованием. Таким образом, можно заключить, что использование методов иммобилизации биологических объектов основанных на принципах квадрупольной масс-спектрометрии является перспективным подходом для лабораторного скрининга социально-значимых заболеваний. Проект направлен на разработку аппаратного комплекса доставки и контролируемого удержания биологических объектов для проведения их спектрально-оптических измерений. Проект предполагает проведение математического моделирования процессов, создание лабораторных образцов электродинамических ловушек и экспериментальную верификацию полученных результатов с использованием клеточных линий. Задачи проекта являются новыми. Результаты полученные в ходе выполнения проекта будут достигнуты впервые. Проект имеет как фундаментальную и прикладную ценность; а также обладает социальной значимостью. Без сомнений, проект полностью соответствует направлению стратегии НТР РФ “Переход к персонализированной медицине, высокотехнологичному здравоохранению и технологиям здоровьесбережения, в том числе за счёт рационального применения лекарственных препаратов (прежде всего антибактериальных)” и тематике в рамках регионального конкурса по г. Санкт-Петербург “Разработка программно-аппаратных средств для неинвазивных масс-спектрометрических методов скрининга и диагностики социально значимых заболеваний.”

---

 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

---