Ученые ТГУ и DESY создадут рентгеновский микроскоп для изучения клеток

Изображение: 

Радиофизики ТГУ вместе с учеными из немецкого электрон-синхротронного центра DESY к 2020 году создадут первый в мире прототип рентгеновского микроскопа. Его можно будет применять для изучения клетки, тканей и длинных белковых молекул. Проект поддержан конкурсом Объединения научно-исследовательских центров Германии им. Гельмгольца, финансирование составит 6 миллионов рублей в год.

Рентгеновский микроскоп будет фиксировать не проходящее излучение, а рассеянное. В первом случае лучи проходят насквозь, и можно получить информацию о внутреннем состоянии объекта, например, во время флюорографии. Если объект очень тонкий, как стенка клетки или длинные белковые молекулы, то лучи проходят насквозь, не задерживаясь, и полученная информация является недостаточно точной. Для улучшения точности ученые ТГУ и DESY решили, что собирать данные можно с помощью рассеянного излучения.

 

– Микроскоп создается для исследования клеток и их структур. Сегодня есть приборы, которые позволяют делать это при помощи электронной микроскопии. Однако в этом случае происходит разрушение объекта исследования вследствие его бомбардировки электронным пучком, – говорит научный сотрудник лаборатории функциональной электроники ТГУ Антон Тяжев. – В рентгеновском микроскопе воздействие будет не таким сильным и, соответственно, разрушение объекта будет проходить медленнее, что существенно увеличит время его возможного изучения.

Радиофизики ТГУ будут выпускать сенсоры на основе арсенида галлия для регистрации излучений. В год они планируют изготавливать 3-5 датчиков большой площади и 3-4 малой. На создание одного большого сенсора требуется 3 месяца, на разработку малого – один.

Сенсор ТГУ

В свою очередь, ученые DESY изготовят электронную систему микроскопа, систему сбора данных, систему рентгеновских линз, также в Германии будут проходить испытания прибора, поскольку полученный прототип можно будет использовать только в центрах синхротронного рентгеновского излучения.

– Это новый инструментарий для исследований в области биологии и медицины, – подчеркнул Антон Тяжев. – Ученые смогут изучать процессы на клеточном уровне, проводить достаточно длительные наблюдения без разрушения объекта. Возможно, микроскоп позволит приблизиться к пониманию развития каких-то заболеваний. Также можно будет наблюдать, какие изменения происходят в клетках при воздействии лекарственных препаратов.

Напомним, что ученые лаборатории функциональной электроники ТГУ – единственные в мире, кто производит многоэлементные арсенид галлиевые сенсоры для регистрации ионизирующего излучения.