В этом году Нобелевской премии удостоены два открытия, которые революционно расширили границы современной физики лазеров. Половину премии получил американский физик Артур Ашкин с формулировкой «за оптические пинцеты и их применение в биологических системах». А в нашей лаборатории мы как раз этим и занимаемся! Подробнее про наш лазерный пинцет можно прочесть по ссылке.
Двое студентов из нашей лаборатории выступили с докладами на Международной научной конференции «Ломоносов-2018» на подсекции «Медицинская Физика». Масляницына Анастасия — «Применение методов рассеяния света для измерения агрегационных свойств крови». Ермолинский Петр — «Использование лазерного пинцета для изучения взаимодействия эритроцитов в плазме крови in vitro». Петр получил первое место на подсекции! Поздравляем!
В лаборатории проводится широкий спектр междисциплинарных исследований на стыке физики, математики, биологии и медицины на основе многолетнего опыта экспериментального и теоретического изучения разных биологических объектов на уровне макромолекул, клеток, тканей и целостных организмов. Основные наши проекты относятся к двум приоритетным направлениям научных направлений Физического факультета: «Живые системы» и «Индустрия наносистем и наноматериалов».
С начала 2017 года в лаборатории совместно с медицинским научно-образовательным центром МГУ проводятся комплексные исследования реологических параметров крови у пациентов с артериальной гипертензией. Целью исследования является оценка изменений агрегационных и деформационных параметров эритроцитов при наличии гипертензии с различным стажем заболевания, а также при наличии сопутствующих осложнений. Задачей исследования является показать возможность применения оптических методов для диагностики, мониторинга и терапии этой патологии.
Лазерный пинцет — технология, позволяющая с помощью сильно сфокусированного лазерного луча, захватывать малые объекты — биологические клетки, микрочастицы — и измерять силы их взаимодействия вплоть до единиц пиконьютонов!
В нашей лаборатории установлен современный лазерный пинцет, на котором ведутся измерения агрегации эритроцитов крови человека. Понятие агрегации аналогично «склеиванию» двух клеток, — находясь на достаточно близком расстоянии, клетки притягиваются друг к другу и затем соединяются в дуплет. Если теперь с помощью лазерного пинцета начать разводить эритроциты, то можно измерить силу, при которой дуплет распадётся, как показано на экспериментальной фотографии
Лазерный луч, встречая объекты сравнимые по размеру с длиной волны, например, клетки крови (слева), огибает их и порождает дифракционную картину (справа). Это явление открывает широкие возможности по созданию приборов для бесконтактного исследования малых объектов, в частности, в области диагностики красных клеток крови. Такая диагностика могла бы конкурировать с другими современными методами, улучшая терапию многих социально значимых заболеваний. При этом возникают фундаментальные вопросы и технические задачи: Как при известном наборе малых объектов рассчитать дифракционную картину? Какие области дифракционной картины больше всего меняются в зависимости от параметров клеток крови — их форм, размеров, концентрации гемоглобина в клетках и т.д.? Можно ли по тем или иным данным дифракции восстановить свойства клеток?
