Регистрация / Вход
Прислать материал

Лазерная спектроскопия биологических объектов для выяснения механизмов передачи биоинформации

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Проект
14.740.11.0002
Организация
ФТИ им. А.Ф.Иоффе
Руководитель работ
Александров Евгений Борисович

Выполнение НИР должно обеспечивать достижение научных результатов мирового уровня, подготовку и закрепление в сфере науки и образования научных и научно-педагогических кадров, формирование эффективных и жизнеспособных научных коллективов, развитие международного сотрудничества в научно-технической сфере

Участники проекта

Зам. руководителя работ
Васютинский Олег Святославович

Этапы проекта

1
27.07.2010 - 30.11.2010
1.1. Оценки и теоретические исследования взаимодействия инфракрасного (ИК) лазерного излучения с молекулами кислорода на переходах
3Sigma_u  1Delta_g и
3Sigma_u  1Sigma_g
1.2. Проведение исследования излучательных характеристик наногетероструктур с квантовыми ямами InGaAsP/InP в окрестности λ = 1264 нм, а также структур с квантовыми точками GaAs/InGaAs.
1.3. Создание теории возбуждения поляризованной флуореценции в многоатомных молекулах под действием многофотонных переходов, возбуждаемых ультракороткими лазерными импульсами.
1.4. Проведение теоретических исследований по формированию нерезонансного магниточувствительного сигнала при взаимодействии лазерного излучения с ансамблем щелочных атомов.
1.6. Проведение патентных исследований.
1.7. Исследование излучательной рекомбинации в гетеролазерных структурах с квантовыми точками в спектральной области 1200-1300 нм
Развернуть
2
01.01.2011 - 30.06.2011
2.1 Исследование детектирования молекул кислорода в биологических растворителях под действием лазерного излучения ИК диапазона с длинами волн 1264 нм и 760 нм.
2.2 Проведение экспериментальных исследований пороговых, спектральных и мощностных характеристик гетеролазеров InGaAsP/InP с квантовыми ямами и GaAs/InGaAs с квантовыми точками.
2.3 Проведение исследований поляризации флуоресценции в молекулах-хромофорах p-терфенил, возбуждаемой под действием ультакоротких (фемтосекундных) импульсов излучения лазера. Создание теоретических моделей для интерпретации полученных результатов.
2.4 Формулировка технических требований к магнитометрическим сенсорам регистрации остаточных магнитных вариаций. Разработка функциональной схемы экспериментального стенда.
2.5 Проведение теоретических исследований влияния многоэлектронных эффектов на структуру кластеров, образующихся на основе молекул кислорода, растворенных в воде.
2.6 Исследование 2-х секционных лазерных структур, содержащих монолитно-интегрированные области усиления и поглощения
Развернуть
3
01.07.2011 - 30.11.2011
3.1 Проведение систематических исследований поглощения лазерного ИК излучения молекулами кислорода в различных растворителях (вода, органические растворители, плазма крови)
3.2 Изучение монолитного сопряжения активных слоев волноводных наногетероструктур с насыщающимся поглотителем и исследование пассивной синхронизации мод в интегрально-оптических устройствах, содержащих активные и пассивные элементы.
3.3 Проведение экспериментальных исследований процессов передачи возбуждения в молекулах индола облучаемых «двухцветными» сверхкороткими поляризованными лазерными импульсами с длинами волн 800 нм и 400 нм.
3.4 Исследование радиоптического сигнала в смеси паров щелочных металлов при использовании лазерного источника для оптической ориентации одного из сталкивающихся партнеров. Исследование влияния гипомагнитного поля на скорость роста бактерий, вирусов и прохождения ферментативных реакций.
3.5 Проведение квантовомеханического расчета структуры молекул индола, помещенных в полярный растворитель.
3.6 Исследование магнитных свойств кристаллов алмаза с NV вакансиями, как активного вещества для квантовых магнетометров.
Развернуть
4
01.01.2012 - 30.06.2012
4.1 Разработка нового метода создания активного кислорода в биологических объектах не требующего использования люминофоров.
4.2 Изучение монолитного сопряжения активных слоев волноводных наногетероструктур со спектрально-селективными волноводными элементами, обеспечивающими плавную перестройку длины волны генерации в спектральной области 1264 нм.
4.3 Создание модели флуоресценции молекулы-хромофора, возбуждаемой сверхкороткими фемтосекундными импульсами лазера. Сравнение предсказаний модели с результатами экспериментов в молекулах р-терфенил и индол. Проведение дополнительных экспериментов.
4.4 Оптимизация выходных параметров лазерного излучения (интенсивность, спектральный состав и т.д.) для получения максимального фактора качества сигнала двойного радиооптического резонанса (ДРОР) и его сравнение с сигналом ДРОР, получаемым с помощью спектральной лампы.
4.5 Проведение теоретических исследований структуры кластеров, образующихся на основе молекул кислорода в различных растворителях, в том числе в плазме крови.
4.6 Разработка электронных схем и программного обеспечения для квантовых магнетометров на основе кристаллов алмаза с NV вакансиями.
Развернуть
5
01.07.2012 - 30.09.2012
5.1 Разработка нового метода мониторинга молекулярного кислорода в биологических объектах, осноанного на прямом взаимодействии молекул кислорода с лазерным ИК излучением. Выработка рекомендаций по практическому применению разработанных методик в биохимии и медицине.
5.2 Определение элементов тензора двухфотонного возбуждения молекулы-хромофора импульсами фемтосекундного лазера. Исследование влияния растворителя на структуру молекул индол и р-терфенил.
Выработка рекомендаций по практическому применению разработанных методик и наблюдавшихся физических эффектов в биохимии и биофизике.
5.3 Проведение экспериментальной апробации магниточувствительного датчика на парах щелочного металла с лазерной накачкой для биохимических исследований, в частности для целей детектирования молекулярного кислорода в биологических объектах.
5.4 Разработка программы внедрения результатов НИР в образовательный процесс.
5.5 Выработка рекомендаций по созданию сверхминиатюрных квантовых магнетометров на основе кристаллов алмаза с NV вакансиями.
Развернуть

Программа

Программа "Научные и научно-педагогические кадры инновационной России" на 2009 - 2013 годы

Программное мероприятие

1.1 Проведение научных исследований коллективами научно-образовательных центров
Продолжительность работ
2010 - 2012, 30 мес.
Бюджетные средства
9,9 млн
Организация
ИБХ РАН
профинансировано
Продолжительность работ
2010 - 2012, 27 мес.
Бюджетные средства
11,8 млн
Организация
ИЦиГ СО РАН
профинансировано
Тема
«Проведение научных исследований коллективами научно-образовательных центров, принимающих участие в 7-й Рамочной Программе Евросоюза в области технических и естественных наук»
Продолжительность работ
2010 - 2012, 30 мес.
Бюджетные средства
15 млн
Количество заявок
67
Тема
«Проведение научных исследований коллективами научно-образовательных центров в области cистемной биологии, биоинформатики и промышленной биотехнологии совместно с научными организациями Германии».
Продолжительность работ
2010 - 2012, 29 мес.
Бюджетные средства
15 млн
Количество заявок
30
Тема
Проведение научных исследований коллективами научно-образовательных центров совместно с малыми инновационными предприятиями в области энергосбережения
Продолжительность работ
2010 - 2012, 28 мес.
Бюджетные средства
15 млн
Количество заявок
72
Тема
Проведение научных исследований коллективами научно-образовательных центров совместно с малыми инновационными предприятиями в области информационно-телекоммуникационных технологий
Продолжительность работ
2010 - 2012, 28 мес.
Бюджетные средства
15 млн
Количество заявок
65
Тема
Проведение научных исследований коллективами научно-образовательных центров совместно с малыми инновационными предприятиями в области высокотехнологичной медицинской техники
Продолжительность работ
2010 - 2012, 28 мес.
Бюджетные средства
15 млн
Количество заявок
52