| Название НИОКТР |
Терагерцовая импульсная микроскопия субволнового разрешения на основе эффекта твердотельной иммерсии
|
| Аннотация |
Перспективным применением ТГц технологий является диагностика новообразований благодаря чувствительности ТГц волн к содержанию и состоянию (свободная или связанная) тканевой воды – важнейшего эндогенного маркера патологии. Также интерес представляет ТГц спектроскопия малых объемов реактивов, биологических жидкостей и клеточных суспензий в микрофлюидных ячейках для аналитических и диагностических приложений. Тем не менее применение ТГц техники в отмеченных сферах сдерживается низким пространственным разрешением современной дифракционно ограниченной линзовой и зеркальной ТГц оптики, обычно составляющим до длины волны (λ~100 мкм–1 мм). Низкое разрешение затрудняет ТГц измерения малоразмерных новообразований, снижает точность детектирования границ опухоли и делает невозможной ТГц спектроскопию жидкостей в микрофлюидных системах. Разработанные в проекте РНФ 2022–2025 методы и системы ТГц микроскопии / микро-спектроскопии на основе эффекта твердотельной иммерсии позволили решить проблему сверхразрешающих (за пределом Аббе, ~0,5λ) ТГц измерений твердых объектов и мягких биотканей, сделав возможным изучение мезомасштабных (~λ) и суб-волновых (<λ) объектов и гетерогенных сред с оценкой их локального ТГц диэлектрический отклика. Они довели разрешение ТГц визуализации до подходящих для клинических приложений уровней и уже нашли применения в научно исследовательских работах ИОФ РАН и партнеров в областях биофотоники, онкодиагностики и регенеративной медицины. Более того, достигнутое разрешение до 0,15λ и 0,06λ для кремниевой и рутиловой ТГц иммерсионной оптики, соответственно, принципиально позволяет изучать физико-химические свойства малых объемов реагентов, биологических жидкостей и клеточных суспензий в микрофлюидных чипах с характерным размером канала ~100 мкм. Тем не менее такие приложения до сих пор не изучались, требуют адаптации оригинальных ТГц методов и систем. Поэтому целью проекта РНФ 2025–2027 является разработка и экспериментальная апробация методов ТГц микро-спектроскопии на основе эффекта твердотельной иммерсии для изучения малых объемов реагентов, биологических жидкостей и клеточных суспензий в микрофлюидных чипах. Для этого будет решен комплекс теоретических и экспериментальных задач: разработка микрофлюидного чипа для ТГц измерений, включая выбор материала и метода его получения на кремниевом ТГц оптическом окне; разработка ТГц микро-спектрометра с установленным в плоскости объекта микрофлюидным чипом, оснащенным необходимым периферийным оборудованием; разработка методов оценки ТГц диэлектрического отклика и других физико- химических характеристик жидкого образца в микрофлюидном чипе; апробация новых методов и систем: оценка перспективности их применения в микрофлюидике для оценки содержания и состояния воды, метаболитов, кинетики химических реакций и физических процессов. Перечисленные исследования и разработки будут выполняться отдельной научной группой под руководством д.ф.-м.н. К.И. Зайцева на базе ИОФ РАН в сотрудничестве с коллегами из МГТУ им. Н.Э. Баумана и Сеченовского Университета. Для успешной реализации проекта группа имеет необходимый опыт исследований и разработок, а также необходимые вычислительные и экспериментальные ресурсы. Результаты проекта будут опубликованы в высокорейтинговых научных журналах, представлены на ведущих международных научных мероприятиях, а также найдут отражение в квалификационных работах молодых ученых – аспирантов ИОФ РАН и студентов МГТУ.
|
| Доступ к ОКОГУ исполнителя |
False
|
| Количество связанных РИД |
0
|
| Количество завершенных ИКРБС |
0
|
| Сумма бюджета |
12000.0
|
| Дата начала |
2025-09-11
|
| Дата окончания |
2027-06-30
|
| Номер контракта |
22-79-10099-П
|
| Дата контракта |
2025-09-11
|
| Количество отчетов |
2
|
| УДК |
535.31 681.7 53.082.5
|
| Количество просмотров |
8
|
| Руководитель работы |
Зайцев Кирилл Игоревич
|
| Руководитель организации |
Гарнов Сергей Владимирович
|
| Исполнитель |
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ЦЕНТР "ИНСТИТУТ ОБЩЕЙ ФИЗИКИ ИМ. А.М. ПРОХОРОВА РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК"
|
| Заказчик |
Российский научный фонд
|
| Федеральная программа |
Отсутствует
|
| Госпрограмма |
—
|
| Основание НИОКТР |
Грант
|
| Последний статус |
2025-09-25 07:53:24 UTC, 2025-09-25 07:53:24 UTC
|
| ОКПД |
Услуги (работы), связанные с научными исследованиями и экспериментальными разработками в области технических наук и в области технологий, прочие, не включенные в другие группировки, кроме биотехнологии
|
| Отраслевой сегмент |
—
|
| Минздрав |
—
|
| Межгосударственная целевая программа |
—
|
| Ключевые слова |
цифровая обработка изображений; фотопроводящая антенна; ТГц технологии; ТГц оптоэлектроника; ТГц спектроскопия и визуализация; оптика и биофотоника; микроскопия на основе эффекта твердотельной иммерсии; ТГц импульсная спектроскопия; обратная задача оптики; дифракционный предел Аббе
|
| Соисполнители |
—
|
| Типы НИОКТР |
Фундаментальное исследование; Поисковое (ориентированные фундаментальные) исследование
|
| Приоритетные направления |
—
|
| Критические технологии |
—
|
| Рубрикатор |
29.31.29 - Формирование оптического изображения. Оптические приборы и оптические методы измерений; 76.09.99 - Прочие материалы медицинского назначения; 29.33.49 - Лазерная спектроскопия; 29.31.26 - Спектроскопические методы и методики
|
| OECD |
—
|
| OESR |
Оптика (включая лазерную оптику и квантовую оптику); Биофизика
|
| Приоритеты научно-технического развития |
в) переход к персонализированной, предиктивной и профилактической медицине, высокотехнологичному здравоохранению и технологиям здоровьесбережения, в том числе за счет рационального применения лекарственных препаратов (прежде всего антибактериальных) и использования генетических данных и технологий;
|
| Регистрационные номера |
—
|
