5 июня 2024 года в СФТИ состоялась защита магистерских диссертаций студентов 2 курса обучения автономной магистерской программы «Биофотоника». Магистранты представили работы на интересные и актуальные темы. Все работы получили оценку «отлично».
Магистерская диссертация Тримасова Игоря была посвящена исследованию вариации газообмена легких под действием аэрозоля на основе оптических просветляющих агентов методами оптико-акустической спектроскопии и искусственного интеллекта. В исследовании изучалось влияние аэрозолей на основе оптических просветляющих агентов (ОПА) на газообмен легких человека с использованием пробы выдыхаемого воздуха добровольцев. Для этого применялся метод лазерной оптико-акустической спектроскопии до и после воздействия ОПА-аэрозоля, испаряемого электронной сигаретой. Анализ проводился на добровольцах старше 18 лет с опытом использования электронных сигарет, при этом использовалась смесь пропиленгликоля и глицерина. Метод главных компонент применялся для уменьшения размерности данных и выделения информативных признаков спектров. Результаты показали значительные изменения в составе выдыхаемого воздуха после вдыхания ОПА-аэрозоля, что открывает перспективы для дальнейших исследований в области диагностики. Результаты работы Тримасова Игоря были представлены на XXI Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Перспективы развития фундаментальных наук», Томск, 23-26 апреля 2024 года.
Тема работы Вотинцева Алексея была посвящена исследованию оптических характеристик выдыхаемого воздуха пациентов с депрессией с помощью соответствующих спектров поглощения. В данной работе Алексей применял метод фотоакустической спектроскопии для диагностики депрессивных расстройств, а также определения различий спектров поглощения выдыхаемого воздуха между пациентами с биполярным расстройством и униполярной депрессией в двух диапазонах: от 9.166 мкм до 10.935 мкм и от 2850 нм до 3850 нм. Получение спектров поглощения происходило с помощью фотоакустических спектрометров. Для классификации данных применялся метод опорных векторов (метод машинного обучения). Также было получено значение оценки классификатора. Исследование было выполнено на базе лаборатории лазерного молекулярного имиджинга и машинного обучения совместно с НИИ психического здоровья. Результаты данного исследования представлены на конференции Pulsed lasers and laser applications: Materials of the 16th International Conference AMPL-2023 и XXI Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Перспективы развития фундаментальных наук» 2024.
Лепехина Татьяна в своей работе «Исследование метаболической активности фибробластов линии 3Т3, инкубированных на пористой керамике, с помощью метода двухфотонной микроскопии» исследовала метаболическую активность фибробластов мыши линии 3Т3, инкубированных на стабилизированной циркониевой керамике (Y-TZP) и на стабилизированной иттрием циркониевой керамике, упрочненной оксидом алюминия (ATZ). Данные образцы керамики являются биоинертными и широко применяются для изготовления остеоимплантов. Образцы керамики с инкубированными на них клетками были предоставлены сотрудниками лаборатории нанобиоинженерии Института физики прочности и материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук (ИФПМ СО РАН). Фазорный подход и двух-экспоненциальная аппроксимация использовались в качестве основных способов обработки данных. С помощью фазорного подхода выявлены различия в распределении концентраций свободной и связанной форм клеточных кофакторов НАД(Ф)Н и ФАД, которые несут прямую информацию о метаболическом состоянии клеток. Изучение метаболических изменений в клетках, которые инкубируются на материалах, используемых для имплантации, дает более широкое понимание о процессах биосовместимости и слиянии клеток с поверхностью используемого материала. Результаты работы были представлены на V Международной научной конференции «Наука будущего», которая проходила в городе Орел 20-23 сентября 2023года, а также на 11-м международном симпозиуме «Оптика и биофотоника» Saratov Fall Meeting (SFM2023). Результаты работы опубликованы в журнале MDPI International Journal of Molecular Sciences («Two-Photon-Excited FLIM of NAD(P)H and FAD – Metabolic Activity of Fibroblasts for the Diagnostics of Osteoimplant Survival», DOI: 10.3390/ijms25042257), а также в сборнике докладов участников V Международной научной конференции «Наука будущего» и VIII Всероссийского молодежного научного форума «Наука будущего – наука молодых» (г. Орел, 2023 г.)
Работы выполнены в лаборатории лазерного молекулярного имиджинга и машинного обучения, при поддержке гранта по Постановлению Правительства Российской Федерации №220 от 9 апреля 2010 г. (Соглашение №075-15-2021-615 от 04.06.2021 г.)