Высокоразрешающие методы микроскопии и микрофлюидные системы в биомедицинских исследованиях

Магистратура 2026/2027

Статус: Курс обязательный (Нейробиология)

Кто читает: Базовая кафедра Института биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН

Где читается: Факультет биологии и биотехнологии

Когда читается: 1-й курс, 3, 4 модуль

Охват аудитории: для своего кампуса

Язык: русский

Кредиты: 6

Контактные часы: 48

Дополнительные материалы в LMS Задать вопрос

Аннотация

Данный курс посвящен двум ключевым технологиям современных биомедицинских исследований: микрофлюидным системам и методам молекулярной визуализации. Разработка микрофлюидных устройств — сложная междисциплинарная задача, требующая знаний физики, гидродинамики, материаловедения, физико-химии поверхности и нанотехнологий, и полупроводниковой техники. В курсе рассматривается классификация устройств по области применения, принципу действия и анализируемому биологическому образцу. Слушатели знакомятся с основными уравнениями гидродинамики, принципами расчета характеристик течения жидкостей, транспортными и электрокинетическими явлениями в микрофлюидных устройствах, обсуждаются материалы, методы изготовления и области применения. На семинарских занятиях полученные знания закрепляются при решении реальных кейсов по разработке таких устройств для биомедицины. Вторая часть курса курс формирует глубокие практические навыки в области визуализации объектов и процессов в молекулярной и клеточной биологии. Данный раздел охватывает две взаимосвязанные области: молекулярные подходы к мечению биологических молекул (включая методы органической химии, генной инженерии и использования антител) и технологические основы микроскопии. Особое внимание уделяется интеграции знаний — слушатели учатся полностью планировать эксперимент: от пробоподготовки до выбора оптимального метода микроскопии и последующей обработки изображений для решения конкретных задач биомедицины.

Цель освоения дисциплины

Целью освоения дисциплины является формирование у магистрантов комплексного понимания современных методов визуализации в области молекулярной и клеточной биологии, а также практических умений и навыков для их применения в научно-исследовательской работе.
Целью является познакомить слушателей с классификацией микрофлюидных устройств по области применения, принципу действия и анализируемому биологическому образцу. Познакомить с основными уравнениями гидродинамики и условиями их применения для численного и приближенного расчета характеристик течения жидкостей, транспортных и электрокинетических явлений в микрофлюидных устройствах.

Планируемые результаты обучения

• Знать: современные методы мечения белков, нуклеиновых кислот и клеточных органелл; принципы работы и области применения основных типов микроскопов (оптических, электронных, сканирующих зондовых); основы обработки и анализа микроскопических изображений
• Уметь: планировать эксперимент по визуализации, выбирая оптимальные стратегии мечения объектов и тип микроскопии; критически анализировать научную литературу, связанную с методами визуализации; применять базовые методы обработки изображений для извлечения количественной информации.
• Владеть: навыками работы со специализированным программным обеспечением для анализа изображений (ImageJ/Fiji, Ilastik); терминологией в области современных методов визуализации; принципами подготовки биологических образцов для различных видов микроскопии.