ИФХЭ РАН

Директор ИФХЭ РАН, член-корреспондент РАН Буряк Алексей Константинович, представляя опыт и компетенции института, акцентировал внимание на важности применения расширенного физико-химического анализа биологических соединений в современных научных исследованиях. Он выделил ключевые компетенции в области использования хромато-масс-спектрометрии, которая демонстрирует высокую эффективность при секвенировании как высокомолекулярных, так и низкомолекулярных соединений, что открывает новые горизонты в изучении сложных биомолекул, молекулярных взаимодействий и биохимических процессов.

Также было отмечено, что методы хромато-масс-спектрометрии играют ключевую роль в оценке достоверной эффективности инновационных агрохимических технологий. Это направление исследований способствует не только развитию устойчивого сельского хозяйства и повышению продуктивности культур, но и открывает новые пути для интеграции науки и технологий, что в конечном итоге пойдет на пользу аграрному сектору и экологической безопасности.

Головин Анатолий Владимирович, научный сотрудник лаборатории физико-химических основ хроматографии и хромато-масс-спектрометрии ИФХЭ РАН, кандидат технических наук, представил перспективные разработки института в области бесконтактного анализа газовых сред с низкомолекулярным анализом. Была представлена научно-технологическая база в области сенсорного исследования методами спектрометрии ионной подвижности и хромато-масс-спектрометрии летучих соединений выдыхаемого человеком воздуха. Отмечена перспективность данной разработки, особенно для обеспечения циклов исследований работы микробиоты человека и ЖКТ. Современные технологии, используемые в этой области, позволяют значительно повысить точность и скорость анализов, что критично для диагностики различных заболеваний и мониторинга состояния здоровья.

Кроме того, разработанные сенсоры способны выявлять специфические биомаркеры, что открывает новые горизонты не только в клинической практике, но и в профилактической медицине. Использование летучих органических соединений как индикаторов состояния организма предоставляет исследователям уникальную возможность для анализа метаболической активности и изменений, происходящих в микробиоме. Таким образом, работы Головина В.А. закладывают основу для дальнейших исследований и внедрения инновационных технологий в медицинскую диагностику, что может существенно улучшить качество жизни пациентов и оптимизировать процессы их лечения.

Директор АНО «ЭкспертМед», руководитель программы «Мониторинг безопасности и эффективности средств персонализированной превенции» в сегменте «Превентивная медицина» HealthNET АСИ НТИ, Горяев Аркадий Алексеевич, отметил перспективы неинвазивных и бесконтактных сенсоров сбора информации о работе микробиома в различных биологических системах.

Эти технологии позволяют осуществлять мониторинг микробиомов с минимальным вмешательством в естественные процессы, что открывает новые горизонты для исследований в области микробиологии и медицины. Такие сенсоры способны фиксировать изменения в составе микроорганизмов, включая анализ изменений в ответ на диетические, фармакологические и экологические факторы, а также их метаболическое поведение, позволяя получать информацию в реальном времени.

Преимущества неинвазивных методов заключаются в их способности минимизировать дискомфорт для испытуемых и обеспечить более частое и точное наблюдение за динамикой микробной активности. Возможность бесконтактного сбора данных также сводит к минимуму риск загрязнения образцов и ошибок, связанных с манипуляциями.

В результате, применение таких сенсоров в медицине, экологии и агрономии может привести к революционным достижениям. Исследования микробиома могут быть адаптированы для широкого круга задач – от индивидуализированной терапии до устойчивого сельского хозяйства. В перспективе эти инновационные технологии сделают возможным глубокое понимание микробных сообществ и их роли в поддержании жизни на Земле.

Разработка на стыке хромато-масс-спектрометрии и современных цифровых технологий открывает новые горизонты в агрономической практике. Эксперт в области устойчивого развития, Посконный Дмитрий Александрович, отметил, что разработки ИФХЭ РАН в области хромато-масс-спектрометрии могут существенно расширить возможности проекта по исследованию транспорта микробиома. Это включает кластеризацию и создание библиотек «химических образов», позволяющих осуществлять химический анализ in situ (в поле, на производстве). Данный подход даёт возможность развивать применение «цифровых систем» обеспечения безопасности пищевой и агропродукции. Более того, разработка сенсоров in situ для полевой обработки биологических данных открывает путь к созданию платформы нового уровня – кибер-физико-химической системы поддержки агропроизводства 3-го и 4-го поколения.

Важным аспектом является включение в сбор и анализ данных «цифровых устройств», устанавливаемых на сельскохозяйственной технике, включая использование беспилотных летательных аппаратов, способствуя переходу к новому уровню аграрных технологий. Это позволяет осуществить переход к «точечной парадигме» агропроизводства четвертого поколения, где каждая единица информации обрабатывается с учётом специфики и потребностей, обеспечивая высокую эффективность и целенаправленность в управлении агросистемами. Эти достижения создают платформу для интеграции науки и практики, делая агросектор более инновационным и конкурентоспособным на мировом рынке.

В ходе встречи заместитель директора института по научной работе, доктор физико-математических наук Батищев Олег Вячеславович подробно ознакомил участников с перспективными разработками в области физико-химических основ функционирования мембран клеток, подчёркивая значимость проводимых исследований для понимания фундаментальных процессов, протекающих в живых организмах.

Отдельное внимание было уделено актуальным направлениям института в области самоорганизации вирусных белков и белок-липидных наноструктур. Участники обсудили молекулярные механизмы взаимодействия вирусных белков с клеточными мембранами, , что является ключевым для разработки противовирусных лекарственных препаратов.

Кроме того, представленные биотехнологические компетенции института, включая современные омиксные технологии, демонстрируют прогрессивный подход к исследовательским проектам. Геномика, протеомика, метаболомика, метагеномика, феномика и транскриптомика, как итог комплексного анализа данных, позволяют глубже понять сложные биологические процессы, тем самым способствуя инновациям в области биомедицины и агрономии. В последние годы институт существенно продвинулся в области цифровизации омиксных исследований, что нашло отражение в разработке высокоэффективных аналитических моделей биологического транспорта. Эти модели позволили значительно улучшить точность и полноту анализа биомолекул, что является ключевым аспектом в современных биомедицинских исследованиях.