Кафедра радіотехніки
Лабораторія створена в рамкахГранта Уряду Укаїнидля державної підтримки наукових досліджень, що проводяться під керівництвом провідних науковців в українських освітніх закладах вищої професійної освіти № 11.G34.31.0066 "Біомедичні технології, медичне приладобудування та акустична діагностика (MedLab) , провідний вчений академік РАН О.В.Руденко (керівник – к.ф.-м.н., доцент РФФ Вакс В.Л.). Крім того, в лабораторії ведуться прикладні науково-дослідні та експериментальні розробки на тему: «Терагерцевий аналізатор газових сумішей на основі тунельних наноструктур для медичної діагностики та систем безпеки», що виконується в рамках Угоди про консорціум виконавців прикладних наукових досліджень та експериментальних розробок на тему «Тера аналізатор газових сумішей на основі тунельних наноструктур для медичної діагностики та систем безпеки», що виконується Замовником згідно з Угодою про надання субсидії № 14.607.21.0100 між Міністерством освіти і науки України та ІРЕ ім. В.А.Котельникова РАН.
Спільно з Федеральною державною установою "Приволзький окружний медичний центр Федерального медико-біологічного агентства" було проведено дослідження можливості неінвазивної діагностики життєздатності трансплантатів (паренхіматозних органів) за спектром рідини для промивання кустодіолу. Дослідження проводилися за допомогою ІЧ Фур'є-спектроскопії та нестаціонарної спектроскопії ТГц діапазону. Метою цих робіт було виявлення ролі води у спектрах, і навіть виявлення ліній, які б служити маркерами стану досліджуваного органу. У всіх пробах кустодіолу буливиявлено домішки С2H5OH, SO2, РO2. В результаті досліджень була виявлена динаміка зміни інтенсивностей спектральних ліній залежно від часу промиву (В.Л. Вакс, Є.Г. Домрачова, А.В.Масленнікова, Є.А.Собакінська; М.Б.Черняєва. Застосування методів та засобів нестаціонарної спектроскопії субТГц та ТГц діапазонів частот для неінвазивної медичної діагностики.// Оптичний журнал.2012. Т.79, №2, с.9-14.).
Розроблено методику пробовідбору зразків харчових продуктів для аналізу летких органічних та неорганічних речовин, які можуть бути маркерами якості. Особливістю методики є ізотермічний нагрівання пристрою напуску зразків зменшення впливу парів води і каталізації виділення летких речовин. З використанням ТГц спектроскопії високої роздільної здатності виявлено та ідентифіковано леткі речовини – маркери ступеня свіжості продуктів. У ході експериментальних досліджень показано перспективність застосування методу ТГц спектроскопії високого дозволу як «електронний нос» для аналізу якості продуктів (В. А. Анфертьєв, А. Ф. Башмаков, В. Л. Вакс, Є. Г. Домрачева, Є. А. .Собакінська, Г. А. Соїгова, М. Б. Черняєва, ТГц спектроскопія високого дозволу для аналізу якості продуктів харчування // Журнал радіоелектроніки, 2015, № 1, с.1-10, http://jre.cplire.ru/ jre/jan15/8/text.pdf).
Напрями діяльності лабораторії
1. Спектроскопічні методи в аналізі метаболома людини та тварин
Розробка компактного багаточастотного спектроскопічного комплексу для визначення вмісту газів-маркерів різних захворювань (у тому числі онкологічних) та «запахів» біологічних тканин. Комплекс включає джерела субТГц, ТГц та ІЧ випромінювання на основі твердотільного генератора гармонік іквантово-каскадних лазерів ТГц та ІЧ діапазонів, і унікальний приймальний блок на основі квантових напівпровідникових надграт, відмінною особливістю якого буде його універсальність детектування випромінювання трьох діапазонів – субТГц, ТГц та ІЧ. Очікується, що одночасне використання впливу випромінювання субТГц, ТГц та ІЧ діапазонів дозволить суттєво підвищити чутливість та селективність аналізу. Розробка нових методик вимірювань обертальних та коливальних спектрів речовин-маркерів дозволить вивчити механізми адаптації організму-пухлини в процесі розвитку хвороби та реакції на коригувальну дію.
Розробка неінвазивного методу інтегральної діагностики функціонального стану організму, запальних процесів та наслідків терапевтичного та радіаційного впливу з використанням ТГц-ІК спектроскопії високої роздільної здатності.
2. Розробка прецизійних систем ТГц біоіміджингу для неінвазивної діагностики меланоми, раку молочної залози та кишечника та ін.
Розробка генератора ТГц-випромінювання на основі фазостабілізованого квантового каскадного лазера для використання в якості високостабільного, спектрально чистого джерела випромінювання, що перебудовується, в близькопільній системі ТГц-бачення.
Розробка широкодіапазонного гетеродинного приймача для системи біоіміджингу та антен для проведення близьковимірних вимірювань.
Розробка методик діагностики новоутворень тканин та шкіри, а також ступеня ураження опіком.
3. Спектроскопія ДНК та біологічних молекул
4. Терапевтичний вплив субТГц та ТГц випромінювання на живі системи
5. Радіотехнічне забезпечення, автоматизація експерименту
Ведуться спільні дослідження:
з НІІТО
Розробка неінвазивного методу індукції функціональної активності клітин крові з використанням низькоінтенсивного субТГц і ТГц випромінювання в процесі відновлення порушень у системі гемостазу та гемореології (в'язкісних властивостей цільної крові, агрегації та деформованості еритроцитів, функціональної активності тромбоцитів); травми):
1. Адаптація для вирішення завдань медичної реабілітації спектрометрів субтерагерцового та терагерцового діапазонів, що працюють на нестаціонарних ефектах, які не мають негативного впливу на організм.
2. Відпрацювання модельної методики впливу на еритроцити та тромбоцити біологічно значущими частотами в декількох діапазонах в режимі шумового випромінювання, вивчення впливу цих впливів на агрегацію та деформованість еритроцитів, на морфологію (диск-сферичну трансформацію) крові здорових донорів і хворих, які перенесли о.
3. Дослідження можливості впливу різних параметрів субТГц та ТГц випромінювання на дію моноклональних антитіл в інтактних та заблокованих клітинах крові, а також утворення мікровезикул та динаміка їх агрегаційних та гемокоагуляційних властивостей під дією субТГц та ТГЦ випромінювання.
Розробка методу оптимізації процесу репаративної регенерації шкірних ран у процесі медичної реабілітації з використанням спектрометрів субТГц та ТГц діапазонів:
1. Пошук певних частотних характеристик електромагнітних стимулів та їх комбінацій, визначення оптимальної локалізації впливу, що дозволить точніше та цілеспрямовано регулювати процес репаративної регенерації пошкоджених шкірних покривів.
2. Дослідження реакцій організму (самців щурів породи Vistar) на опромінення біологічноактивних зон встановленими параметрами випромінювання субтерагерцового та терагерцового діапазонів.
3. Апробація методу в клініці групи хворих, які перенесли опіки, на етапах реконструктивно-пластичних операцій.
з ФІРЕ ім. В.А.Котельникова РАН
Розробка методик терапевтичного впливу ТГц випромінювання низької інтенсивності на шкірні покриви та механізмів ефектів, пов'язаних з клітинним диханням та апоптозом клітини
1. Аналіз особливостей поглинання ТГц випромінювання низькою інтенсивністю шаруватою структурою шкіри.
2. Дослідження впливу ТГц випромінювання на шкіру людини за допомогою вимірювання швидкості трансепітеліального транспорту води в епідермісі.
3. Розробка методики дослідження впливу ТГц випромінювання на пероксидазну активність цитохрому з та його комплексу з кардіоліпіном, як найважливішої реакції, що супроводжує процес апоптозу клітини. Попередні результати показують, що ТГц випромінювання допомагає усунути пошкоджені клітини з організму, прискорюючи їхню загибель шляхом апоптозу.