В ИАиЭ СО РАН создан прототип микроскопа, способный получать сигналы от биологических объектов

Гранты РНФ

В Институте автоматики и электрометрии СО РАН завершилась работа по гранту РНФ (№ 22-22-20111) по направлению инновационных лазерных, оптических и оптоэлектронных технологий. Создан прототип микроскопа, который подходит для проведения исследований с биологическими объектами, а в перспективе – с живыми образцами.

Грант РНФ был направлен на формирование новых тематик для научных коллективов. Как рассказывает ведущий научный сотрудник ИАиЭ СО РАН и руководитель проекта к.ф.-м.н. Денис Харенко, в его научной группе существует большой задел по разработке волоконных лазеров и источников лазерного излучения, для которых хотелось найти реальное применение. Изучая литературу, группа исследователей обнаружила, что существует определённая востребованность в импульсных источниках на длинах волн в районе 1,3 мкм и 1,7 мкм. Именно на этих длинах волн поглощение воды минимально и, если освещать лазером, например, биологические живые ткани, то становится возможно получить сигнал с глубины до 2 мм, что по меркам подобных исследований является весьма значительной величиной.

В ходе работы группе молодых учёных было необходимо довести параметры излучения лазера до минимально необходимых для его практического применения в разрабатываемом прототипе микроскопа.

«Многофотонный микроскоп, как правило, состоит из двух ключевых элементов: источника излучения и системы его доставки до образца, сканирования и регистрации. При этом, в отличие от обычного микроскопа, здесь невозможно увидеть всё поле сразу, поскольку регистрируется излучение лишь из области фокуса, и необходимо сканировать объект и собирать изображение по отдельным точкам. Покупка такой установки под ключ в коммерческих компаниях обойдётся в достаточно приличную сумму, обусловленную, в первую очередь, широким профилем применения её составных элементов. Наша же идея состоит в разработке специализированной системы для конкретной задачи, и с применением последних достижений. В частности, нам было необходимо собрать оптическую схему, сделать автоматизацию измерений и регистрацию сигнала от объекта. Фактически эта часть работы на второй год исследования по гранту РНФ выполнена», − рассказывает руководитель гранта Денис Харенко.

240206 Kharenko Mikroskop p1

Фотография экспериментальной установки

Кроме того, задача второго года заключалась в том, чтобы приблизиться к самим практическим применениям. В качестве объектов, от которых научный коллектив планирует получить сигнал, в первую очередь, выбраны выращенные клетки и срезы мозга мыши. С помощью созданного прототипа микроскопа учёные совместно с коллегами из Института молекулярной и клеточной биологии СО РАН смогут исследовать структуру образцов и определить корреляции с психологическими отклонениями у разных особей этого вида.

240206 Kharenko Mikroskop p2

Фотография среза мозга мыши

«Эти эксперименты выходят за рамки проекта гранта, однако проделав настоящую работу по созданию прототипа микроскопа, мы можем двигаться уже и к этой цели, проводить совместную научную работу с биологами, химиками, а в перспективе сможем осуществлять исследования на живых клетках. Главное, что благодаря гранту, у нас сейчас есть, на чём выполнять эту работу. Фактически мы открыли для себя новую тематику исследований, сделали шаг в новую для нас область биомедицины и довели разработки лаборатории до практического применения», – рассказывает Денис Харенко.

По итогам работы по гранту РНФ в ИАиЭ СО РАН создана база для дальнейшего развития экспериментальных исследований и плодотворного сотрудничества с различными исследовательскими институтами биологической направленности. Исследование относится к направлению фотоника и входит в интересы технологического развития Новосибирской области.

Пресс-служба ИАиЭ СО РАН

Алина Жукова

Пресс-релиз в формате pdf

Дополнительно по теме:

Создан прототип микроскопа, способный получать сигналы от биологических объектов – Российская академия наук (ras.ru), Москва, 13 февраля 2024.

Создан прототип микроскопа, способного получать сигналы от биологических объектов – НИА Наука (sibscience.com), Москва, 14 февраля 2024.

Разгляди свой мозг внимательнее – Газета о России (gor.press), Химки, 13 февраля 2024.

Новосибирцы разработали микроскоп для изучения отдельных нейронов мозга – Сибирский новостной (sibirnews.ru), Красноярск, 13 февраля 2024.

В СО РАН изобрели микроскоп, позволяющий разглядеть отдельные нейроны мозга – Новости Mail.ru, Москва, 13 февраля 2024.

В РФ создали микроскоп для изучения нейронов – PRO город будущего (progorodspb.ru), Санкт-Петербург, 13 февраля 2024.

Новосибирские ученые создали уникальный микроскоп – Национальные проекты России (национальныепроекты.рф), Москва, 14 февраля 2024.

Создан прототип микроскопа для получения сигналов от биологических объектов – Наука.рф (наука.рф), Москва, 14 февраля 2024.