Научная группа «Лазерная фотометрия и спектроскопия»

Научная группа "Лазерная фотометрия и спектроскопия" занимается научной деятельностью в области разработки и создания фотометрических датчиков для медицины и наноанализа, а также элементов биомолекулярной электроники. Для прохождения НИР в научную группу приглашаются студенты 2–5 курсов, заинтересованные в активной научной работе по предложенным темам.

Баранов Максим Александрович

Подробное описание

Актуальность

Группа занимается исследованиями белков и биомолекулярных комплексов для целей медицинской диагностики и биомолекулярной электроники; изучает взаимодействие белков крови человека с различными, в том числе металлическими и ферромагнитными, наночастицами. Исследуются процессы самоорганизации и самосборки.

Научная и практическая значимость

Результаты работы планируется использовать для создания объектов биомолекулярной электроники (эквиваленты транзисторов и переключателей), построения новой логики на их основе. Исследования белков используются для диагностики и лечения аутоиммунных заболеваний. Ферромагнитные и другие металлические наночастицы в составе взвесей при взаимодействии с биомолекулами исследуются для нацеленной доставки лекарственных препаратов.

Краткое описание результатов

В лаборатории разработана и создана методика обработки данных для изучения размеров нанообъектов в составе растворов, превосходящая существующие аналоги по точности на 20-60%. Разработаны и созданы лабораторные макеты установок лазерной корреляционной спектроскопии, плазмонного резонанса, поляриметрии и диффрактометрии, флуоресцентной спектроскопии.

Основные направления исследований:

  • исследования белков и биомолекулярных комплексов для целей медицинской диагностики и биомолекулярной электроники;
  • изучение взаимодействия наночастиц в биологических и технических средах;
  • изучение ферромагнитных жидкостей;
  • исследование процессов самоорганизации;
  • разработка бистабильных устройств на базе органических пленок;
  • разработка бесконтактных датчиков оптико-физических параметров объектов и жидких сред (скорость, направление движения, виброметрия объектов сложного профиля, микроциркуляции);
  • разработка биосенсоров на основе плазмонного резонанса;
  • определение оптикофизических параметров объектов методами светорассеяния (в том числе, электрофоретического).

Основные методы исследований:

  • Лазерная корреляционная спектроскопия;
  • Флуоресценция;
  • Оптическая микроскопия;
  • Электрометрия макромолекулярных комплексов;
  • Диэлектрическая спектроскопия;
  • Поляриметрия и дифрактометрия;
  • Плазмонный резонанс;
  • Методы когерентного светорассеяния, включая электрофоретическое.

Текущие проекты:

  • Создание программно-аппаратного комплекса динамического рассеяния света для анализа иммунного состояния организма;
  • Разработка бесконтактного оптического датчика регистрации микроциркуляции кровотока;
  • Разработка датчика для анализа качества и структуры шрамов;
  • Разработка оптоэлектронного комплекса идентификации личности с повышенной защищенностью.

Трудоустройство и партнеры

Партнеры и организации, заинтересованные в результатах работы

Физико-Технический Институт им. А.Ф.Иоффе РАН.

Дополнительная информация

Важнейшие публикации группы

  1. Shlyagin M., Prokofiev A.V., Pleshakov I.V., Agruzov P.M., Nepomnyashchaya E.K., Velichko E.N. Magnetic Fluid Analysis by Optical Fiber Method // 2018 International Conference Laser Optics (ICLO). St. Petersburg, Russia ― 2018, 407 (doi: 10.1109/LO.2018.8435459)
  2. Baranov M.A., Nepomnyashchaya E.K., Aksenov E.T., Velichko E.N. Kinetics of structuring of protein solutions in magnetic fields in dehydration // Progress In Electromagnetics Research Symposium-Spring (PIERS) ― 2017, 42-4 (doi:10.1109/PIERS.2017.8261703)
  3.  Baranov M., Velichko E., Aksenov E. Methods of non-destructive testing in the study of self-organization processes in the protein films // Journal of Physics: Conference Series ― 2017, 917(6), 62059 (https://doi.org/10.1088/1742-6596/917/6/06205)
  4. Savchenko E., Nepomnyashchaya E., BaranovM., Velichko E., Aksenov E., Bogomaz T. Investigation of mixed saliva by optoelectronic methods // Saratov Fall Meeting 2017: Optical Technologies in Biophysics and Medicine XIX ― 2018, 1071, 107160J (doi:10.1117/12.2315191)
  5.  Baranov M.A., Velichko E.N., Aksenov E.T., Rozov S.V. Self-assembled biomacromolecular films as a basis for nonlinear optical devices // 2018 International Conference Laser Optics (ICLO) ― 2018, 356 (doi: 10.1109/LO.2018.8435443)
  6. Velichko E., Zezina T., Baranov M., Nepomnyashchaya E., Tsybin O. Dynamics of polypeptide cluster dipole moment for nano communication applications // Proceedings of Conference on Internet of Things, Smart Spaces, and Next Generation Networks and Systems. ruSMART 2018, NEW2AN 2018 ― 2018, 675-682 (DOI: 10.1007/978-3-030-01168-0_62)
  7. Baranov M., Nepomnyashchaya E., Velichko E. Study of self-assembled molecular films as a method of search for promising materials in nanoelectronics and nanocommunications // Proceedings of Conference on Internet of Things, Smart Spaces, and Next Generation Networks and Systems. ruSMART 2018, NEW2AN 2018 ― 2018, 691-701 (DOI: 10.1007/978-3-030-01168-0_64)