Биофотоника — современное научное направление, объекты исследования которого находятся на границе фотоники, биологии и медицины. Биофотоника изучает явления и методики, связанные с взаимодействием биологических объектов и фотонов, а также различные аспекты этого взаимодействия. В первую очередь это касается испускания, детектирования, поглощения, отражения, модификации и генерации электромагнитного излучения светового или близкого к нему диапазона в различных биологических объектах. Например, молекулах, клетках, тканях, организмах и материалах. Стратегической целью исследователей, работающих в этой области, является поиск наиболее эффективных методов решения одной из глобальных задач, стоящих перед мировым учёным сообществом, а именно – повышение качества жизни.
В учебном плане образовательной программы «Биофотоника» магистранты 2-го года обучения факультета Фотоники и оптоинформатики изучают, в том числе дисциплину «Специальные разделы биофизики». В рамках этой дисциплины часть занятий (теоретических и практических) проводится в лабораториях ведущих научных Центров России. Таких, как: факультет Пищевых биотехнологий и инженерии Университета ИТМО, научный парк CПбГУ, Национальный Медицинский Исследовательский Центр им. В. А. Алмазова, Институт Цитологии РАН и Косметологическая клиника «Таврическая». Основной задачей этих занятий является ознакомление студентов с направлениями реализации прикладных исследований в биофотонике и современными методами и технологиями, применяемыми в исследовательской и клинической деятельности. В ходе таких занятий высококвалифицированные специалисты и учёные дают студентам актуальную информацию и наглядное представление о реализуемых проектах, демонстрируют высококлассное техническое оснащение своих лабораторий.
На сегодняшний день важной проблемой для пищевого производства является контроль качества продуктов в реальном времени. Сотрудники лаборатории факультета Пищевых биотехнологий и инженерии Университета ИТМО активно ищут пути решения данного вопроса, в том числе в сотрудничестве с коллегами других направлений. Так, на одном из занятий были обсуждены возможности проведения совместных исследований лаборатории «Фемтомедицины» факультета Фотоники и оптоинформатики и лаборатории факультета Пищевых биотехнологий и инженерии. Эти исследования имеют большие перспективы, поскольку одним из разрабатываемых методов реализации контроля является ТГц спектроскопия с использованием оптического контроля внедренного в конвейер, проверяющего продукцию без нарушения целостности упаковки. Такие методы позволят максимизировать эффективность массового производства пищевой продукции, с минимальными затратами времени на проверку её качества. Студентам также была продемонстрирована работа масс-спектрометров, спектрофотометров, калориметров, а также методы химического и структурного анализа биоматериалов.
В Научном парке СПбГУ студенты познакомились с многочисленными ресурсными центрами, каждый из которых специализируется на своем уникальном направлении, и оснащён огромным количеством ультрасовременного оборудования. В распоряжении Центров имеется оборудование практически на каждый материальный параметр объекта, будь то показатель преломления, магнитная или диэлектрическая проницаемость, скорость оседания и размер наночастиц, состав белков. Кроме того, в соответствии со специализацией студентов, особое внимание было уделено оптическим установкам, в которых задействованы современные перестраиваемые лазеры, инфракрасные спектрофотометры, спектрометры комбинационного рассеяния и другое подобное оборудование.
Одно из занятий проходило в лаборатории «Нанотехнологий» Национального Медицинского Исследовательского Центр им. В. А. Алмазова. Эта лаборатория занимается проведением экспериментальных исследований, которые направлены на выяснение механизмов возникновения и развития социально значимых заболеваний, а также на разработку новых медицинских технологий, позволяющих улучшить качество профилактики, диагностики и лечения заболеваний. Студентам были представлены установки для получения наночастиц. Наночастицы могут применяться для транспортировки в магнитном поле, или в качестве высокоинтенсивных маркеров для флуоресцентных методов. Студенты также получили возможность познакомиться с лабораториями, где исследуют сосуды, капилляры и различные характеристики тканей живых организмов.
Очень интересное и полезное занятие прошло в Институте Цитологии РАН. Это занятие провела магистрантка группы V4202, лаборант – исследователь Георгиева Александра. Основными направлениями исследований института являются изучение стволовых клеток, разработка клеточных технологий для заместительной тканевой и клеточной терапии, включая методы нанобиотехнологии, изучение структуры и функций субклеточных надмолекулярных комплексов. Александра продемонстрировала студентам, в каких условиях и каким образом культивируются клетки in vitro, как можно индуцировать в них различные заболевания, такие как рак. Кроме того, были показаны методы биохимического анализа, а именно флуоресцентная микроскопия, полимеразная цепная реакция, исследование ДНК, РНК на гель-электрофорезе. Также студенты имели возможность наблюдать за работой на современном конфокальном микроскопе Olympus, который позволяет осуществлять различные виды оптического анализа препаратов, например, поляризация, фазовый контраст, флуоресценция.
В клинике «Таврическая» врач высшей категории онколог-дерматолог, д.м.н., профессор М.Л.Гельфонд провел лекцию о современных методах диагностики и терапии онкологических заболеваний, в том числе новообразований. В ходе лекции студенты также узнали об оптических методах в дерматологии, таких как фотодинамическая терапия для лечения онкозаболеваний, фотодиагностика и лазерные методы онкодерматологии и косметологии. В практической части занятия были продемонстрированы лазерные установки для косметологических и лечебных операций, в том числе, полупроводниковый лазерный аппарат ALTA (США) для удаления новообразований.
Студенты группы V4202 выражают искреннюю благодарность к.ф.-м.н. Смолянской Ольге Алексеевне, разработчику курса «Специальные разделы биофизики», за возможность посетить лаборатории ведущих научных Центров России в области физики и биомедицины, узнать больше о современном оборудовании, фундаментальных исследованиях, неинвазивных способах диагностики и терапии различных заболеваний.
Студенты группы V4202.
В учебном плане образовательной программы «Биофотоника» магистранты 2-го года обучения факультета Фотоники и оптоинформатики изучают, в том числе дисциплину «Специальные разделы биофизики». В рамках этой дисциплины часть занятий (теоретических и практических) проводится в лабораториях ведущих научных Центров России. Таких, как: факультет Пищевых биотехнологий и инженерии Университета ИТМО, научный парк CПбГУ, Национальный Медицинский Исследовательский Центр им. В. А. Алмазова, Институт Цитологии РАН и Косметологическая клиника «Таврическая». Основной задачей этих занятий является ознакомление студентов с направлениями реализации прикладных исследований в биофотонике и современными методами и технологиями, применяемыми в исследовательской и клинической деятельности. В ходе таких занятий высококвалифицированные специалисты и учёные дают студентам актуальную информацию и наглядное представление о реализуемых проектах, демонстрируют высококлассное техническое оснащение своих лабораторий.
На сегодняшний день важной проблемой для пищевого производства является контроль качества продуктов в реальном времени. Сотрудники лаборатории факультета Пищевых биотехнологий и инженерии Университета ИТМО активно ищут пути решения данного вопроса, в том числе в сотрудничестве с коллегами других направлений. Так, на одном из занятий были обсуждены возможности проведения совместных исследований лаборатории «Фемтомедицины» факультета Фотоники и оптоинформатики и лаборатории факультета Пищевых биотехнологий и инженерии. Эти исследования имеют большие перспективы, поскольку одним из разрабатываемых методов реализации контроля является ТГц спектроскопия с использованием оптического контроля внедренного в конвейер, проверяющего продукцию без нарушения целостности упаковки. Такие методы позволят максимизировать эффективность массового производства пищевой продукции, с минимальными затратами времени на проверку её качества. Студентам также была продемонстрирована работа масс-спектрометров, спектрофотометров, калориметров, а также методы химического и структурного анализа биоматериалов.
В Научном парке СПбГУ студенты познакомились с многочисленными ресурсными центрами, каждый из которых специализируется на своем уникальном направлении, и оснащён огромным количеством ультрасовременного оборудования. В распоряжении Центров имеется оборудование практически на каждый материальный параметр объекта, будь то показатель преломления, магнитная или диэлектрическая проницаемость, скорость оседания и размер наночастиц, состав белков. Кроме того, в соответствии со специализацией студентов, особое внимание было уделено оптическим установкам, в которых задействованы современные перестраиваемые лазеры, инфракрасные спектрофотометры, спектрометры комбинационного рассеяния и другое подобное оборудование.
Одно из занятий проходило в лаборатории «Нанотехнологий» Национального Медицинского Исследовательского Центр им. В. А. Алмазова. Эта лаборатория занимается проведением экспериментальных исследований, которые направлены на выяснение механизмов возникновения и развития социально значимых заболеваний, а также на разработку новых медицинских технологий, позволяющих улучшить качество профилактики, диагностики и лечения заболеваний. Студентам были представлены установки для получения наночастиц. Наночастицы могут применяться для транспортировки в магнитном поле, или в качестве высокоинтенсивных маркеров для флуоресцентных методов. Студенты также получили возможность познакомиться с лабораториями, где исследуют сосуды, капилляры и различные характеристики тканей живых организмов.
Очень интересное и полезное занятие прошло в Институте Цитологии РАН. Это занятие провела магистрантка группы V4202, лаборант – исследователь Георгиева Александра. Основными направлениями исследований института являются изучение стволовых клеток, разработка клеточных технологий для заместительной тканевой и клеточной терапии, включая методы нанобиотехнологии, изучение структуры и функций субклеточных надмолекулярных комплексов. Александра продемонстрировала студентам, в каких условиях и каким образом культивируются клетки in vitro, как можно индуцировать в них различные заболевания, такие как рак. Кроме того, были показаны методы биохимического анализа, а именно флуоресцентная микроскопия, полимеразная цепная реакция, исследование ДНК, РНК на гель-электрофорезе. Также студенты имели возможность наблюдать за работой на современном конфокальном микроскопе Olympus, который позволяет осуществлять различные виды оптического анализа препаратов, например, поляризация, фазовый контраст, флуоресценция.
В клинике «Таврическая» врач высшей категории онколог-дерматолог, д.м.н., профессор М.Л.Гельфонд провел лекцию о современных методах диагностики и терапии онкологических заболеваний, в том числе новообразований. В ходе лекции студенты также узнали об оптических методах в дерматологии, таких как фотодинамическая терапия для лечения онкозаболеваний, фотодиагностика и лазерные методы онкодерматологии и косметологии. В практической части занятия были продемонстрированы лазерные установки для косметологических и лечебных операций, в том числе, полупроводниковый лазерный аппарат ALTA (США) для удаления новообразований.
Студенты группы V4202 выражают искреннюю благодарность к.ф.-м.н. Смолянской Ольге Алексеевне, разработчику курса «Специальные разделы биофизики», за возможность посетить лаборатории ведущих научных Центров России в области физики и биомедицины, узнать больше о современном оборудовании, фундаментальных исследованиях, неинвазивных способах диагностики и терапии различных заболеваний.
Студенты группы V4202.