CC BY
33ВКВО-2019- Стендовые
НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИИ В ОБЛАСТИ БИОФОТОНИКИ НА БАЗЕ НАУЧНЫХ УЧРЕЖДЕНИЙ ПЕРМИ
Максимов А.Ю.1,2*, Луговская Н.П.3
1 Институт экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН - филиал ПФИЦ УрО РАН, г. Пермь 2 Пермский государственный национальный исследовательский университет, г. Пермь 3 Пермский федеральный научный центр УрО РАН, г. Пермь * E-mail: almaks1@mail.ru
DOI 10.24411/2308-6920-2019-16183
Проблемы влияния света на живые объекты естественным образом интересует человечество с глубокой древности, но лишь в 20-м веке в связи с развитием методологии и приборной базы возникла фотобиология, как отдельное направление биофизики.
Биофотоника, изучающая эффекты взаимодействия биологических систем и объектов с различными видами электромагнитного излучения, является быстро развивающимся направлением научных исследований. Ускорение работ в данной области связано с развитием оптоволоконной и светодиодной техники, оптроники, методов молекулярной биологии и биохимии.
Лидерами в данной области в Пермском крае являются Пермский федеральный научный центр УрО РАН (ПФИЦ УрО РАН), при котором в текущем году создана молодежная Лаборатория агробиофотоники, его филиал - Институт экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН (ИЭГМ УрО РАН) и Пермский государственный национальный исследовательский университет (ПГНИУ) в сотрудничестве с ПАО «Пермская научно-производственная приборостроительная компания» (ПНППК).
На базе пермских учреждений развиваются несколько основных направлений биофотоники. Это разработка методов молекулярно-генетических и биохимических исследований с использованием флуоресцентных инструментов детекции. В частности, разработка, совершенствование и применение методов ПЦР в реальном времени, гибридизационных и иммунофлуоресцентных методов для детекции различных биологических мишеней. Такие методы являются центральными в современных биологических, агробиологических, медицинских и экологических исследованиях. Данное направление развивается на базе ИЭГМ УрО РАН, лаборатории Агробиофотоники и ПГНИУ.
Интересным направлением является использование средств биофотоники в биокатализе и биофотокаталитические технологии для химического синтеза, фармакологии и биодеградации органических соединений.
В настоящее время инициировано развитие новых направлений:
Агробиофотоника, разработка методов и аппаратуры для досветки при выращивании растений в искусственных условиях (тепличные хозяйства, гидропоника, аэропоника). Применение когерентных источников для стимуляции роста сельскохозяйственных растений. Применение лазерных источников для селекции микроорганизмов-продуцентов для биотехнологии, сельскохозяйственных растений, а также для технологии клеточных культур.
Исследование влияния когерентного излучения на биологические объекты. Разработка фотодинамической и термотерапии различных заболеваний (в том числе онкологических и сосудистых) с использованием лазеров.
Разработка источников и систем детекции флуоресценции для использования в биофлуоресцентных методах; флуоресцентно-меченных частиц микронного и субмикронного размера для стандартизации микробиологических исследований объектов окружающей среды, медицинских образцов и биотехнологических процессов. Разработка датчиков, биомедицинкого, сельскохозяйственного и экологического применения.
Важной и стремительно развивающейся в мире методологией является разработка, датчиков и узлов приборов для биологического и медицинского приборостроения. Эти методы и узлы аппаратуры лежат в основе современных систем для проточной цитофлуорометрии и цитофотометрии, автоматического биохимического анализа, секвенирования нового поколения, микрочиповых аппаратов и др., которые в настоящее время не производятся в России.
Развитие данных направлений позволит вывести приборостроение для биологических, медицинских, агробиологических и экологических исследований на новый технологический уровень.
350 №6 2019 СПЕЦВЫПУСК «ФОТОН-ЭКСПРЕСС-НАУКА 2019» www.fotonexpres.rufotonexpress@mail.ru
