CIEP智力SHOW 104 俄罗斯特辑丨生物医学及新材料等前沿行业的项目需求（中俄英三语）

项目前景：根据世界卫生组织的测试条，刺血针等的每月费用.对于1型糖尿病患者（世界上所有糖尿病患者的10％）是7000-8000卢布（全世界平均130美元）.对于2型糖尿病患者，每月的费用是2000卢布（大约每个世界40美元）.因此，1型糖尿病患者为3648亿卢布，2型糖尿病患者为6870亿卢布。总消费市场是4.335万亿卢布。

机构信息

所属机构：俄罗斯Brain Beat 公司

ООО «Брейн Бит»

机构简介：“Brain Beat”公司是一家由物理学家、医生、程序员、工程师、数学家和设计师所组成的高科技企业，我们的团队致力于提高人类生活质量。

公司开发高科技的生物医学设备，主要项目是开发一种非侵入性的（不需要接受一滴血液或其他生物液体）血糖仪，以改善糖尿病患者的生活质量。

我们的主要目标是将我们的发展推向全球，这将减轻4亿多人的痛苦并降低感染风险。

所需资源描述

拟合作方式：合资合作，共同开发市场，销售产品。

Проект "Неинвазивный глюкометр"

382 миллиона человек в мире на 2014 год страдают сахарным диабетом по статистике Международной Федерации Диабета (IDF). Для контроля уровня сахара в крови, диабетик ежедневно прокалывает пальцы руки (и другие части тела) через боль и риск инфицирования от 2 до 8 раз. Для улучшения качества жизни больных сахарным диабетом необходимо создание неинвазивных глюкометров, т.е. глюкометров, для которых не требуется получение капли крови или иных биологических жидкостей.

В связи с этим представляют значительный интерес неинвазивные и недорогие устройства непрямого определения уровня сахара в крови.

На сегодняшний день в мире не существует общепризнанного серийно выпускаемого неинвазивного глюкометра.

Наиболее перспективным методом неинвазивной глюкометрии, как это отмечено на 61-ой ежегодной научной сессии Американской Диабетической Ассоциации, является спектральный, основанный на достижениях спектроскопии в ближнем инфракрасном диапазоне.

Главная технологическая проблема, которая сдерживает развитие оптической спектроскопии для оценки содержания глюкозы в крови, является наличие множества других компонент в коже и, в том числе, и в просвете сосудов (например: вода, протеины, липиды, различными формы гемоглобина, меланин). Все эти компоненты необходимо учитывать в общей модели и понимать ее нелинейность.

Уникальность проекта заключается в неинвазивном спектроскопическом измерении глюкозы в крови, на основе специально разработанных алгоритмов, учитывающих широкий спектр возможных погрешностей (обусловленных, в том числе и присутствием других компонент на значимых частотах) при измерении.

Новизна заключается в расчете глюкозы в крови на основе измерения излучения в оптической области спектра поглощения глюкозы на 3х диапазонах.

Фильтрация на спектрах поглощения воды и др.

Получения данных с фотосенсоров до нескольких десятков замеров в секунду.

Использование кастомных светодиодов.

Неинвазивный глюкометр, разработанный нами, может быть как автономным, так и связываемым по USB интерфейсу или беспроводному интерфейсу Bluetooth с компьютерами, смартфонами, планшетами и другими мобильными устройствами.

Неинвазивный глюкометр спроектирован таким образом, что будет иметь возможность самостоятельно, через определенные промежутки замерять концентрацию глюкозу в крови человека и через 3G/4G отправлять эти данные на разработанный нами сервер. Если с анализами что-то не в порядке, врач сам будет связываться с пациентом и давать ему рекомендации.

·02·

人机接口 “Optorhythmograph”

项目信息

项目概况：我们在近红外光谱学的基础上开发了人机接口。这是一种软硬件结合的系统，旨在使用固定传感器通过红外和可见光谱区域中的光学位置扫描人的头皮表面和大脑皮质上层，以进行生物反馈/ IMC训练，从而“改善”人脑的血流。

所提出的方法是基于记录来自研究的头部表面的辐射特征，这些辐射特征反映了人脑相应部分的活动。一个人会在头部的某些区域接收具有不同频率的短低功率光脉冲。该光脉冲部分从表面反射，部分进入组织，在此开始消散和吸收。光子在组织的光学不均匀性上反复散射，并部分返回表面。光子进入组织的深度越深，其比例就越小。这些光子可以与光传感器配准，我们可以及时研究释放的光子的分布，从而恢复不同深度组织的光学（散射和吸收）特性。由于任何生物组织都不完全透明，因此光会被部分吸收。但是，吸收在软组织中并不重要，并且分散部分相当大。这可以通过在黑暗的房间里用手掌上的激光点发光来说明：从手的背面可以看到光线通过了手掌，而在骨头处会出现明显的变暗现象，这表明光线很容易穿过几厘米的软组织。头骨是一个更复杂的组织，但它也是半透明的，因为头骨是多孔介质而不是固体屏障。很大一部分光子将被吸收，但是设备能够记录重要的反射成分。例如，毫瓦激光每秒产生约1016个光子。即使仅反射一万亿个光子，我们每秒也会得到1万个光子，并且光电传感器能够记录此数量。因此，可以确定人脑不同区域的活动。

让我们描述一个简单但真实的人类实验。患者执行一个简单的运动任务（将手指放在桌子上），然后在与大脑皮层的左运动区域相对的位置（控制右臂的运动）对面安装一个带有传感器的光学发射器来尝试观察大脑此动作的表现。的确，在患者敲打左臂，右臂的手指或根本不敲打的情况与他是否患有某些脑功能障碍之间存在明显的区别。实际上，对于可见的红外和紫外线范围的每个频率，将计算节奏频率，幅度，波形和形貌。假设每个这样的“节奏”都对应于大脑的某种状态，并且与某些大脑机制相关联。

记录眼视光节律的设备–眼视光描记器–具有4个或更多通道，并允许同时记录许多血管区域的眼视光描记法（ORG）。通过将传感器固定到头部表面来记录ORG。

ORG具有取决于患者年龄的功能，因此需要考虑到这一点。在调查过程中会使用特殊的功能测试，以区分功能更改和有机更改。我们计划使用Stange测试（最大呼吸延迟），硝酸甘油测试（小剂量，舌下），头部旋转和身体姿势变化。动脉压的急剧变化将通过音调和脉搏充血水平的变化反映在ORG中，在分析曲线时也应将其考虑在内。科学上的新颖之处在于记录从人头表面发出的光学范围内的辐射，分析该辐射的拓扑以及每个光频率处的相应节律。这使我们可以获得人脑在其组织的各个层次上运作的方式的最完整的整体特征。实际的新颖之处在于注册的流动性和快速性，以及注册大脑功能状态以评估机能障碍和病理状态以及评估运动员适应能力的机会和信息的增加。此外，该方法将使专业选拔过程客观化。另一应用是使用技术作为通过有意识地改变人的精神活动来控制计算机和电子通信设备的方法。以及增加登记大脑功能状态的机会和信息，以评估功能障碍和病理状况，以及评估运动员的适应能力。此外，该方法将使专业选拔过程客观化。另一应用是使用技术作为通过有意识地改变人的精神活动来控制计算机和电子通信设备的方法。以及增加登记大脑功能状态的机会和信息，以评估功能障碍和病理状况，以及评估运动员的适应能力。此外，该方法将使专业选拔过程客观化。另一应用是使用技术作为通过有意识地改变人的精神活动来控制计算机和电子通信设备的方法。

软件和硬件复杂的设计是为了进行BOS/IMC训练，以“改善”人类的血液流动，借助固定传感器在光谱的红外和可见光区域中通过光学定位来扫描人类头皮的表面和大脑皮层的上层。结果表明，现代基础上研究大脑活动的方法在某些情况下，红外辐射（BII）可以替代传统方法，如功能性MRI和PET。基于BII技术提供不通过其它方法定义的关于生理参数的信息（例如，在脑血管总血红蛋白的氧合水平），并且具有快速（毫秒）模拟正常生理功能信号的特性。该设备的光学传感器是小型设计，带有宽带光电二极管和IR LED，以有效记录约1平方厘米面积的数据的方式布置，传感器本身占据约6平方厘米面积。

项目前景：

临床应用：神经外科。可以在功能上映射运动皮层，从而帮助神经外科医生在大脑的重要功能区域中准确导航，以最高的准确性清除肿瘤，同时保留最重要的大脑区域。

癫痫学。可以将功能正常的大脑区域映射到中风的急性期，在恢复期间监视皮质区域的动态变化，从而可以规划体积并评估治疗结果。

神经内科–中风。将允许定义癫痫活动的焦点并创建用于外科手术干预的视图。

治疗。将生物反馈与该技术一起用于治疗：注意力障碍（虚弱或活动过度），头部受伤和抑郁（包括躁郁症和季节性情绪障碍）。

在专属行业中的应用：提供了一种新的专业选择方法，将投影方法的优点结合起来并加以补充。眼睑描记器基于对记录的能量活动指标趋势的分析，评估伴随任务完成的情绪反应。这将可以选择专属行业人员进行测试，如能源、核能、石油和天然气行业的运营商、运输调度员、飞行人员、执法部门的雇员、各级管理人员。

在体育中的应用：可以使用该技术来确定运动员大脑的适应性和功能储备。

计算机和创新技术：通过外部设备操，可以使用此设备代替计算机鼠标。

机构信息

所属机构：俄罗斯Telebiomet 公司

ООО «Телебиомет»

机构简介：公司是一个由物理学家，医生、程序员、工程师、数学家、管理人员和设计人员组成的团队，宗旨是研究大脑原理、意识现象和改善人类生活质量。

为此，我们开发了旨在使用传感器扫描光谱的近红外区域中大脑皮层上层的设备，这些传感器使我们能够评估大脑血管中的氧气和血红蛋白的水平以及它们的动态特性和血液动力学，这些信息携带有关人的心理生理状态的信息，各种意识状态。

我们的主要任务是开发和实施此类技术，这些技术不仅使我们能够高度可靠地评估健康状况，而且还可以通过其他方式改善健康状况：无需使用会引起内在和并发症的物质，而是通过调动内部能量，精神和生理储备。

所需资源描述

拟合作方式：合资合作，共同开发市场，销售产品。

可提供的合作资源：研发、设计和生产团队。

需提供的合作资源：资金、市场和销售。

Нейрокомпьютерный интерфейс Опторитмограф

Суть предлагаемого подхода заключается в регистрации особенностей излучения с изучаемых поверхностей головы, отражающих активность соответствующих долей мозга человека.

Человеку на определенные области головы направляют короткие импульсы света небольшой мощности на различных частотах. Этот световой импульс частично отражается от поверхности, а частично заходит внутрь ткани и начинает там рассеиваться и поглощаться. Фотоны многократно рассеиваются на оптических неоднородностях ткани, при этом частично возвращаются обратно на поверхность. Причем чем глубже фотоны вошли внутрь ткани, тем позже - и тем меньшая их доля - выйдет наружу. Эти фотоны можно регистрировать фотодатчиком, изучить распределение вышедших фотонов по времени, и таким путем восстановить оптические (рассеивательные и поглощательные) свойства тканей на разной глубине.

Поскольку любая биологическая ткань не абсолютно прозрачна, свет будет частично поглощаться. Однако, в мягких тканях поглощение не критично, доля рассеяния достаточно велика. Можно оценить это на примере с лазерной указкой - если в темной комнате посветить ею на ладонь, то с тыльной стороны видно, что рука просвечивается, а на месте костей есть заметные затемнения. Т.е. несколько сантиметров мягкой ткани свет заметно проходит.

С черепом сложнее, но и его можно просветить насквозь, поскольку череп также не является сплошной перегородкой, а пористой средой. При этом значительная доля фотонов поглотится, но разрабатываемая аппаратура способна зарегистрировать значимую отраженную компоненту.

К примеру, милливаттный лазер дает порядка 1016 фотонов в секунду. При условии отражения всего одной триллионной доли фотонов, мы получим 10 тысяч фотонов в секунду, который способен зарегистрировать фотодатчик.

Таким образом, становится возможным определить активность различных зон мозга человека.

Приведем простой реальный эксперимент на человеке. Пациент выполняет простое моторное задание (стучит пальцем руки по столу), а оптический излучатель с датчиком, установленные напротив левой моторной области коры головного мозга (которая управляет движениями правой руки), пытаются увидеть мозговые проявления этого действия. И действительно, будут заметны четкие различия между случаями, когда пациент стучал пальцем левой руки, правой руки или вообще не стучал, а также имеются ли у него определенные дисфункции мозга.

На практике, для каждой частоты видимого, ИК и УФ диапазона будут рассчитаны частоты ритма, амплитуда, формы волны и топография.

Предполагается, что каждый такой «ритм» соответствует некоторому определённому состоянию мозга и связан с определёнными церебральными механизмами.

Приборы для записи опторитмографии - опторитмографы — имеют 4 и более каналов и позволяют одновременно записывать опторитмограммы (ОРГ) соответствующего числа сосудистых областей. ОРГ регистрируют путем фиксирования датчиков на поверхность головы.

При этом принимаются во внимание особенности ОРГ, зависящие от возраста больных. При исследованиях применяют специальные функциональные пробы, которые дают возможность разграничить функциональные и органические изменения. Планируется использование пробы Штанге (максимальная задержка дыхания), проба нитроглицерина (в малых дозах, сублингвально), повороты головы, изменения положения тела. Остро возникающие сдвиги артериального давления будут отражаться на ОРГ изменением тонуса и уровнем пульсового кровенаполнения, что также будет учтено при анализе кривых.

Научная новизна заключается в регистрации излучения в оптическом диапазоне с поверхности головы человека, анализе топологии данного излучения, а также соответствующих ритмов на каждой из оптических частот.

Это позволяет получать наиболее полную интегральную характеристику функционирования мозга человека на различных уровнях организации.

Прикладная новизна заключается в мобильности и оперативности регистрации, а также увеличении возможностей и информативности при регистрации функциональных состояний мозга как для оценки дисфункций и патологий, так и для оценки адаптационных резервов спортсменов. Кроме того, методика позволит объективизировать процесс профессионального отбора. Еще одно из прикладных направлений заключается в использовании технологии в качестве метода управления компьютером и техническими средствами связи, путем осознанного изменения ментальной деятельности человека.

Клиническое применение: Нейрохирургия. Возможность функционального картирования моторной коры, что поможет нейрохирургу точно ориентироваться в функционально значимых областях мозга для того чтобы выполнить удаление опухоли с максимальной аккуратностью, сохранив при этом наиболее важные с функциональной точки зрения области мозга.

Эпилептология. ОРГ позволит картировать работающие области мозга в острую стадию инсульта, отслеживать динамические изменения областей коры в период восстановления, что позволяет планировать объем и оценивать результаты проводимой терапии.

Неврология – инсульты. ОРГ, возможно, позволит определять фокусы эпилептической активности и создавать карту для хирургического вмешательства.

Терапия. Использование БОС с помощью данной методики для терапии: расстройств внимания (дефицит/гиперактивность), травм головы, и депрессии (включая биполярную депрессию и сезонное эмоциональное расстройство).

Применение в профотборе: Реализация нового подхода для профотбора, сочетающего и дополняющего преимущества проективных методик исследования личности с оценкой эмоциональной реакции, сопровождающей выполнение заданий на основе анализа трендов показателей энергетической активности, фиксируемых опторитмографом. Это позволит проводить кадровый и профессиональный отбор претендентов на эксклюзивные виды профессий: операторов в энергетике, атомной и нефтегазовой сфере, диспетчеров на транспорте, лётный состав, сотрудников силовых структур, руководителей различного уровня.

Применение в спорте: Возможно использование технологии для определения адаптивных резервов и функциональных резервов мозга спортсмена.

Компьютерные и инновационные технологии: Управление внешними устройствами. В частности, можно использовать данный прибор вместо компьютерной мыши.

·03·

新高产、优质、抗倒伏抗病农作物品种

项目信息

项目概况：该项目旨在解决俄罗斯远东地区农工综合体的重点任务之一——实体经济中引进新的具有竞争力、在更广泛的土壤气候条件下可实现高产、保证品质的农作物（大豆、马铃薯、水稻、谷类作物），以此保障居民的自产食品，以及对亚太地区国家（中国、韩国、日本）的出口。在联邦国家科研预算机构《滨海农业滨海农业科学研究所》，推出了一系列的新高产农作物品种：大豆——穆斯松，土豆——斯马克，水稻——多林内，春小麦——滨海39号，这些均已记入获准在俄罗斯联邦使用的育种成果国家目录内。

大豆品种“穆斯松”—— 生长期120天，植株紧凑，高度100至115厘米，非定型生长。种子为黄色，带有浅纹，椭圆形。颗粒中蛋白质含量为40-41％，油为20％，重量为1000粒200克，产量为3.0-3.5吨/公顷。具有抗倒伏、抗条斑病、叶白斑病、露菌病的特点（图片1）。

马铃薯品种“斯马克”——生长期110-120天，植株紧凑，中等高度。块茎为黄色，椭圆形。外皮光滑，芽眼深，肉色为黄色。商品块茎重135-160克。淀粉含量14-17％，干物质含量21-25％，维生素C为7-9毫克/100克，商品率达88-95％。产量为27-43吨/公顷。抗马铃薯癌肿病、抗黑痣病、抗黑星病，对马铃薯晚疫病具有中度抗性，对病毒病具有田间抗性（图片2）。

水稻品种“多林内”——生长期92-100天，矮杆，株高73-75厘米，穗长14-16厘米，穗的籽粒数85-91个，穗密度5.5，主穗的产量为4.0克。半长粒状颗粒，中等大小，重量为每1000粒30.4克，粒度指数2.2，透明度97％，皮壳率16.9％，出粒量72％，蛋白质含量为8.2％，产量为6.0吨/公顷。它具有抗落粒、抗倒伏和稻瘟病的特点（图片3）。

春小麦“滨海39号”——生长期93-95天，株高83-104厘米。穗呈白色，无芒，棱形，平均长度7-10厘米，平均密度18-20穗。麦粒为红色，圆形，透明，麦粒腹沟中等，每1000粒重30-34克。麦粒中蛋白质含量为13.0-15.9％，谷蛋白含量为36％，筋力为300-380（面筋拉力测定仪单位），总体烘烤性评估为4.1分。平均产量为3.5-4.0吨/公顷，产量也可能达到4.5-5.0吨/公顷，可抗黑穗病，对小麦杆锈病和叶锈病、赤霉病具有中等抗性（图片4）。

项目前景：

应用领域：农业、生物资源库、育种、遗传学和生物工程学。

机构信息

所属机构：联邦国家科研预算机构“滨海农业科学研究所”

Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Приморский научно-исследовательский институт сельского хозяйства»

机构简介：滨海边区农业科学研究所是俄罗斯农业科学院远东科研方法中心的主要研究机构，其主要职能是为滨海边区农工联合体提供科学保障。

主要研究方向：

1.农作物、果树和浆果作物的育种：小麦、大麦、水稻、荞麦、大豆、玉米、马铃薯、饲料、蔬菜、果树和浆果作物。

2.大田、饲料、蔬菜、果树和浆果作物及药用植物的良种繁育。

3.研究以应用机械设备为主的先进的农作物栽培技术。

4.市场经济条件下农业生产的经济和体制。

5.利用新的饲料作物及其栽培技术发展畜牧业，建立稳定的饲料基地。

6.协调远东地区科研机构的科学研究并检查项目执行情况。

所需资源描述

拟合作方式：联合研发，技术转让。

Новые сорта сельскохозяйственных культур с высокой продуктивностью и качеством зерна, устойчивые к полеганию и болезням

Проект направлен на решение одной из приоритетных задач в агропромышленном комплексе Дальневосточного региона России - внедрение в реальный сектор экономики новых конкурентоспособныхсортов сельскохозяйственных культур (сои, картофеля, риса, зерновых культур), способных реализовать потенциал высокой продуктивности и качества в широком спектре почвенно-климатических условий с целью обеспечения населения продуктами питания собственного производства, а также экспорта в страны Азиатско-Тихоокеанского региона (Китай, Корея, Япония). В ФГБНУ «Приморский НИИСХ» выведен ряд новых высокопродуктивных сортов сельскохозяйственных культур: сои - Муссон, картофеля - Смак, риса - Долинный, яровой пшеницы - Приморская 39,включенных в Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию в Российской Федерации.

Соя сорт Муссон - вегетационный период 120 дней,растение компактное, высотой от 100 до 115 см, индетерминантного типа роста.Семена желтые со светлым рубчиком, овальной формы. Содержание белка в зерне 40-41 %, масла 20 %, масса 1000 зерен 200 г, урожайность 3,0-3,5 т/га. Устойчив к полеганию, церкоспорозу, септориозу, пероноспорозу (фото. 1).

Картофель сорт Смак - вегетационный период 110-120 дней, растение компактное, средней высоты. Клубни жёлтые, овально-округлые. Кожура гладкая, глазки глубокие, мякоть жёлтая. Масса товарного клубня 135-160 г. Содержание крахмала 14-17 %, сухого вещества 21-25 %, витамина С – 7-9 мг/100 г, товарность 88-95 %. Урожайность 27-43 т/га. Устойчив к раку, ризоктониозу, парше, среднеустойчив к фитофторозу, обладает полевой устойчивостью к вирусным болезням(фото. 2).

Рис сорт Долинный - вегетационный период 92-100 дней, короткостебельный, высота растений 73-75 см, длина метелки 14-16 см, озерненность 85-91 шт. колосков, плотность метелки 5,5, продуктивность главной метелки 4,0 г. Зерновка полуудлиненная, средней крупности, масса 1000 зерен – 30,4 г, индекс зерна – 2,2, стекловидность – 97 %, пленчатость – 16,9 %, выход крупы –72 %, содержание белка – 8,2 %, урожайность 6,0 т/га.Устойчив к осыпанию, полеганию и пирикуляриозу(фото. 3).

Яровая пшеница Приморская 39–вегетационный период 93-95дней,высота растений 83-104 см. Колосья белые, безостые, призматической формы, средней длины 7-10 см, средней плотности 18-20 колосков.Зерно красное, округлое, стекловидное, бороздка средняя, масса 1000 зерен 30-34 г.Содержание белка в зерне 13,0-15,9 %, клейковины – 36 %, сила муки – 300-380 е.а.,общая хлебопекарная оценка – 4,1 балла, Средняя урожайность составляет 3,5-4,0 т/га, потенциальная 4,5-5,0 т/га, устойчив к пыльной головне, средневосприимчив к стеблевой и бурой ржавчине, фузариозу колоса(фото. 4).

Международное сотрудничество на основе договоров по использованию научных результатов в интересах решения социально-экономических задач России и Китая. Совместное участие в грантах, программах, научно-технических проектах, стажировке научных кадров.

·04·

基于海洋空间规划概念优化沿海自然资源的利用

项目信息

项目概况：海洋空间规划是确定沿海空间的有效利用办法，是空间使用者间相互作用机制建立办法的工具，用以实现特定水域内社会经济发展和自然保护之间的平衡。

基于海洋空间规划概念的优化是以沿海区域地质系统的综合景观研究办法为基础，包括遥感数据的使用、利用轻型潜水装备和水下遥控装置的水下景观研究。

在该项目范围内考虑了以下因素：1）卫星图像的选择标准以及在水下景观制图过程中图像的处理方法；2）译图的原理和算法；3）提供现场材料的问题。

根据利用轻型潜水装备对水下剖面进行的研究结果描述了水下景观的类型，根据回声探测仪测量数据构建了优化区域的地形数字模型。利用遥感数据估算地质系统空间结构中各个组成部分的值，并明确景观划分轮廓（图1）。

利用辐射校正法可以获得水下景观的分布详图，并计算面积。这些数据处理方法显示了人为影响评估和沿海地区监测的适用性（图2）。

利用轻型潜水装备和水下遥控装置进行的勘测能够绘制出受保护的、以及处在因人类活动产生压力下的水生生物空间分布图。因此，可以看出，在海洋自然保护区内，大陆海岸附近的刺参密度要高于岛屿附近海域，并且标出了刺参的季节性移动。

经过对比分析表明，海洋自然保护区内刺参的当前密度仅是沿海地区开始非法捕捞刺参之前水平的1/5-1/7（图3）。

利用水下遥控装置勘测出水底生物在远东海洋自然保护区内的空间分布。确定海星Patiriapectinifera、Distolasteriasnipon和Asteriasamurensis、蛇尾、瓜参Cucumariajaponica、海胆Strongylocentrotusintermedius、海鞘Halocynthia aurantium、寄居蟹以及扇贝Mizuhopectenyessoensis的数量和分布特征。

为优化海洋生物养殖活动，对彼得大帝湾水下海岸斜坡景观结构进行勘测，其中包括：1) 回声探测仪测量以及勘测区域的地形图绘制；2) 水下景观测量以及绘制大比例的水底沉积物示意图（图4）。鉴于试验区海洋生物养殖用途的前景，查明养殖试验区的地区生态特征，并根据养殖试验区的沿海景观结构制定了对象选择及培养方法建议。

项目前景：

应用领域：海岸带自然资源利用、海洋开发、生物多样性保护、空间规划。

机构信息

所属机构：俄罗斯科学院远东分院太平洋地理学研究所

Тихоокеанский институт географии ДВО РАН

机构（单位）简介：俄罗斯科学院远东分院太平洋地理研究所成立1971年，旨在研究远东地区的大陆、海洋和过渡区地理科学研究。

该研究所的主要研究方向：陆海过渡区的结构及地理系统动力学研究与模拟；区域自然资源优化和发展，包括沿海海域地理信息，自然资源可持续发展方案；研究自然资源系统与经济结构的相互作用，俄罗斯远东地区可持续发展，亚太地区一体化进程等等。

目前，该所已经与日本，美国，韩国，中国，越南，朝鲜，蒙古等国家的研究机构开展紧密国际合作。

所需资源描述

拟合作方式：联合研究

Оптимизация прибрежного природопользования на основе концепции морского пространственного планирования

Область применения: прибрежно-морское природопользование, марикультура, сохранение биоразнообразия, пространственное планирование.

Морское пространственное планирование (МПП)- это инструмент определения путей эффективного использования прибрежного пространства и установления механизма взаимодействия между пользователями этого пространства для достижения баланса между социально-экономическим развитием и сохранением природы в рамках данной акватории (Ehlerand Douvere, 2009).

Оптимизация на основе концепции морского пространственного планирования базируется на комплексном ландшафтном подходе к изучению геосистем прибрежной зоны, включающем использование данных дистанционного зондирования (ДДЗ), подводные ландшафтные исследования с использованием легководолазного снаряжения и телеуправляемых подводных аппаратов (ТПА).

В рамках проекта рассматриваются: 1) критерии отбора спутниковых снимков и методы их обработки в ходе картографирования подводных ландшафтов; 2) принципы и алгоритмы дешифрования, 3) вопросы обеспечения работ полевыми материалами.

По результатам исследований, проведенных на подводных профилях с использованием легководолазного снаряжения, описываются типы подводных ландшафтов, по данным эхолотных промеров строятся цифровые модели рельефа участков оптимизации. С использованием ДДЗ оценивается значение отдельных компонентов в пространственной структуре геосистем, уточняются контуры ландшафтных выделов (рис. 1).

Использование методов радиометрической коррекции позволяют получать детальные карты распределения подводных ландшафтов и рассчитывать их площади. Эти методы обработки данных показали пригодность оценки антропогенного воздействия и мониторинга прибрежных акваторий (рис 2).

Исследования с помощью легководолазного снаряжения и ТПА позволяют картографировать пространственное распределение охраняемых и находящихся под антропогенным прессом видов гидробионтов. Так, показано, что в Морском заповеднике плотность поселений трепанга у материкового побережья выше, чем на приостровных акваториях;отмечены сезонные перемещения трепанга.

На основе сравнительного анализа показано, что современная плотность поселений трепанга в морском заповеднике в 5−7 раз ниже уровня, существовавшего до начала незаконного промысла трепанга в Приморье (рис 3).

С помощью ТПА исследовано пространственное распределение эпифауны в Дальневосточном морском заповеднике. Определены численность и особенности распределения морских звезд Patiriapectinifera, Distolasteriasnipon и Asteriasamurensis, а также офиур, кукумарииCucumariajaponica, морского ежа Strongylocentrotusintermedius, асцидии Halocynthia aurantium, раков-отшельников и приморского гребешка Mizuhopectenyessoensis.

Исследования ландшафтной структуры подводных береговых склонов залива Петра Великого для оптимизации марикультурной деятельности включают 1) проведение эхолотной съемки и составление карт рельефа исследованных участков; 2) выполнение подводной ландшафтной съемки и составление крупномасштабных схем распределения типов донных осадков (рис. 4). В результате выявляются геоэкологические особенности полигонов в связи с перспективами их марикультурного использования, разрабатываются предложения по выбору объектов и методов культивирования с учетом особенностей их ландшафтной структуры прибрежно-морской зоны.

·05·

钛铁精矿的可适用性、氟化氢、无废料、无污染型的综合处理工艺

项目信息

项目概况：利用工艺循环中的可回收化解试剂，研发出了可提炼白色和红色颜料钛铁精矿的可适用性、无废料、无污染型综合处理工艺的物理化学及工艺基础和条件。氟化氢工艺是现有硫酸盐和氯化物工艺的替代品，具有高温工艺转化作用，可使每吨产品的耗水量降低至几百分之一，并且不需要废物回收区域；所提炼的颜料在性能上不逊色于全世界的同类物质；在稳定性方面，其抗紫外线辐射的性能在所熟知的同类物质之上。

颜色的生产工艺过程包括：用氟铵盐水溶液化解钛铁精矿，从钛盐中分离出不溶性铁盐，高温水解铁和钛盐，将收集在洗涤器中的氟铵盐重新返回至化解钛铁矿的工艺过程。

项目前景:

应用领域：颜料适用范围：油漆颜料行业、纸浆造纸行业、塑料生产、橡胶工业制品制造、食品工业、制药工业、化妆品工业、无线电电子工业、光导纤维及其他行业。

机构信息

所属机构：俄罗斯科学院远东分院化学研究所

Институт Химии ДВО РАН

机构简介：俄罗斯科学院远东分院化学研究所成立于1971年7月，其前身是苏联科学院西伯利亚分院远东化学研究室。该研究所旨在开发俄罗斯远东以及太平洋地区丰富的矿产资源，研发采矿和化工技术，开发自然资源深加工技术，利用丰富的海洋资源研发具有功能新材料等等。

该研究所拥有128名科研人员，其中2名俄罗斯科学院院士、1名通讯院士、21名博士和70名副博士。

该研究所设有2个研究室（电化学与表面改性研究室、智能与信息技术研究室）、15个实验室（吸附过程实验室、稀有金属化学实验室、氟化物材料实验室、矿物加工实验室、电化学过程实验室、保护涂层与海洋腐蚀实验室、X射线分析实验室、化学光谱实验室、电子结构与量子化学建模实验室、光转换材料实验室、胶体与相变过程实验室、电子物理方法实验室、光学材料实验室、等离子体电解过程实验室、分子与元素分析实验室）、1个工程技术中心和1个前沿技术课题组。

该研究所重视开展国际交流，目前已与奥地利、保加利亚、德国、丹麦、意大利、中国、波兰、白俄罗斯、亚美尼亚、韩国、新加坡、美国、土耳其、法国、瑞典、日本等国开展学术交流合作。

所需资源描述

拟合作方式：联合生产，技术转让。

Гидрофторидная безотходная, экологически приемлемая технология комплексной переработки ильменитовых концентратов с получением белых пигментов (диоксида титана) и красных (на основе оксидов железа)

Область применения: Области применения пигментов: в лакокрасочной, в целлюлозно-бумажной отраслях, в производстве пластмасс, в резинотехнических изделиях, в пищевой, формацевтической, косметической, радиоэлектронной промышленности, в волоконной оптике и в других отраслях.

Технологический процесс производства пигментов включает: вскрытие ильменитового концентрата водными растворами фтораммониными солями; отделение нерастворимых солей железа от солей титана; пирогидролиз солей железа и титана; собранные в скрубберах фтораммонийные соли вновь возвращаются в технологический процесс для вскрытия ильменита.

Предлагается создать совместное производство пигментов по разработанной технологии, а в перспективе заменять сернокислотное, экологически грязное производство, производством пигментов новым технологическим процессом.

·06·

新型实用在线水生生态监测系统

项目信息

项目概况：

生命安全-在线监控

我们认为，在自动化和机器人化的道路上有新的途径，应该从简单的过程和简单的有机体（而不是人类）开始，否则就不可能理解人类，为何包含了从微生物到黑猩猩的基因和过程。

已经有许多关于陆上和自然界的线上监控，中国在这方面处于领先地位。

工业生产、经济发展以及自然和社会的地面过程摆在我们面前，我们可以很容易地实时监控它们。

但陆地很小。

水域占据了地球表面的3/4，我们仍然无法观察水下，更无法对其进行控制。

与此同时，我们大量地开发水生态资源，却不知道如何确保资源不会减少。

另一方面，水资源的利用仍然非常原始，仅限于传统的用途和各种渔业物种。

巨大的水世界对我们来说仍然是不可见和不可理解的。

关于水生生态系统的信息从探险、水下潜水和视频记录中分散的样本是微不足道的、极其稀缺和离散的。

该领域的第一个突破是创建了可连续测量温度、盐度和流速的水文伞。

目前正在为开发第一个生物和环境探测器创造有利条件。

通过在线生物监测，水世界将首次成为可见的、可测量的和可控的。

新型水生生态记录器

我们开始使用简单的水生生物进行在线监测，并将我们的系统和技术应用于解决基本环境问题。在线监测的结果向我们揭示了生物的真实生活及其与环境的实际联系，这是以前未知的。

很明显，我们以前基于随机抽样的环境质量评估通常是错误的和不客观的。

有谁会比水生生物本身更好地评估水的质量？只有他们确切地知道，对他们来说，环境变化，特别是在特定条件下的污染，对它们来说什么是不好的，什么是好的，什么是危险的。

通过在线生物监测技术，例如软体动物，能够实时、远程和在线地报告其状况和环境质量。

我们不仅获得新技术，而且可以通过自动化方式最有效的环境控制。

这对自然环境的环境监测首次变得连续和完全客观。它提供了水环境的快速监测与数据在线传输到远程服务器和客户端的技术。

在线技术正在取代传统的监控技术，传统的监控技术已经过时，仅依靠体力劳动，无法实现自动化，并且没有效率-它的工作延时很大（长达数年），因此无法及时发出危险信号。举例来说，使用普通的环境监测技术，当我们收到火灾信息时房屋已经烧毁。

如果没有实时在线控制系统，就不可能及时发现环境危险，并迅速采取必要的措施。如果发生有毒污染或其他危险的环境变化，这时候警报就尤为的重要。

如今，现代监测工具正在转移到自动跟踪系统领域，作为唯一可靠和可操作的工具。

渐渐地，随着在线监测技术，我们将从动物和生态系统逐步过渡到人类。一个人不仅能够控制环境，而且可以控制自己-实时监测自己的状况，并最终客观地了解和评估自己；这将能够完全保护自己，查看其局限性和解决方案。

这是一个巨大的在线数据集，将需要新的技术、软件工具和解决方案，以便迅速分析，并为我们的生活创造新的现实。

用于水生环境在线生物监测的硬件和软件系统

为了此技术的最终开发和实施，我们提出了第一个使用生物传感器的生物水生环境在线环境控制系统，系统已开发的硬件和软件完全是原创的，该技术已研究20年（获得6项专利，2009-2016年）。

该综合体旨在研究水生生态系统，以及环境监控和确保水体的环境安全。使用者为学校、教育机构、矿业公司、工业企业、市政府、水产养殖和娱乐场所等，市场不受限制。

开发的在线生物监测系统的硬件和软件，与一些国外（法国，德国，挪威，荷兰等）使用的类似系统相比毫不逊色，它方便实用，成本低，易操作，易组装。而当前的类似系统在技术和工艺开发上还有不足，并且在俄罗斯联邦还没有同样技术。

机构信息

所属机构：俄罗斯国家科学院摩尔曼斯克海洋生物研究所

Мурманский морской биологический институт Кольского научного центра РАН

机构简介：俄罗斯国家科学院摩尔曼斯克海洋生物研究所是俄罗斯科学院在北方最古老的机构。自1935年以来，该研究所一直在对北海进行全面研究，并逐渐将其工作范围扩展到从冰岛到拉普捷夫海的海洋空间。自1996年以来，又将南部海洋纳入其研究范围，今天研究所将重点放在巴伦支和亚速海上。

研究所的主要科研和应用领域涉及解决气候、海洋生物、生物繁殖、第四纪和现代地质学、海水养殖、生物资源和环境安全等。研究所的首要任务是研究生态系统过程和对北海航线、核基地、海上油气田以及北极其他受到人为影响的地区进行监测，开发海洋生物技术，预测海洋过程模型，并为开发海洋资源的工业项目提供环境工程支撑。

所需资源描述

拟合作方式：技术转让

Онлайн Мониторинг:Маршрут в Новую Реальность и Водная Экология Онлайн

БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНИ - ОНЛАЙН МОНИТОРИНГ

Мы считаем, что поход в новую реальность по пути автоматизации и роботизации надо начинать с простых процессов и простых организмов (а не сразу с человека) иначе невозможно понять человека,- ведь в нем гены и процессы от микробов до шимпанзе.

Уже многие процессы на суше и в обществе наблюдаются онлайн, и Китай в этом впереди.

Наземные процессы- производственные, экономические, природные, социальные, у нас перед глазами, мы можем без труда можем вести их мониторинг в режиме реального времени.

Но суша мала.

Вода занимает 3/4 поверхности Земли и мы все еще не в состоянии наблюдать за подводными процессами и тем более контролировать их.

При этом мы с одной стороны нещадно эксплуатируем водные экосистемы, но плохо понимаем, как сделать так, чтобы ресурсы не убывали.

С другой, – использование водных ресурсов еще очень примитивно и ограничено традиционными направлениями и набором промысловых видов..

Огромный Водный мир остается невидимым и непонятным для нас.

Разрозненные пробы из экспедиций, редкие подводные погружения и видеозаписи – это ничтожная, крайне скудная и крайне дискретная информация о водных экосистемах.

Первым прорывом в этой области было создание гидрологических зонтов, непрерывно измеряющих температуру, соленость воды, скорость течений.

Сегодня складываются благоприятные условия для создания первого биологического или экологического зонда.

Благодаря онлайн биомониторингу водный мир впервые станет видимым, измеряемым и контролируемым.

Новая водная экология и eco-logger

Мы начали онлайн мониторинг с простых водных организмов и применили нашу систему и технологию для решения фундаментальных и прикладных вопросов экологии. Результаты онлайн мониторинга раскрыли нам истинную жизнь организмов и их фактическую связь со средой обитания, неизвестную прежде.

Затем, стало ясно, что наши прежние оценки качества среды на основе случайного отбора проб часто ошибочны и необъективны.

Кто оценит качество воды лучше, чем сами водные организмы? Только они точно знают, что для них плохо и что хорошо и насколько опасно для них то или иное изменение условий среды, в первую очередь, загрязнение в конкретных условиях.

Благодаря технологии онлайн мониторинга организмы, например, моллюски, сообщают нам о своем состоянии и качестве окружающей среды в режиме реального времени, удаленно и онлайн.

Мы получаем не только новое знание, но и автоматизированный, самый эффективный экологический контроль.

Впервые экологический контроль природной среды становится НЕПРЕРЫВНЫМ И ДО КОНЦА ОБЪЕКТИВНЫМ. Он обеспечивает оперативный мониторинг водной среды с передачей данных онлайн на удалённый сервер и клиентам.

Онлайн технология идет на смену традиционному мониторингу, который технологически давно устарел, основан исключительно на ручном труде, не способен к автоматизации и полностью лишен оперативности, - работает с огромным запаздыванием (до нескольких лет) и потому не может вовремя сигнализировать о появлении опасности. Образно говоря, со стандартным экологическим мониторингом мы узнаем о пожаре, когда дом уже сгорел.

Без систем оперативного контроля невозможно своевременное обнаружение экологически опасных ситуаций и быстрое принятие необходимых мер. Сигнал тревоги особенно важен при возникновении токсического загрязнения или иных опасных изменениях среды.

Сегодня современные средства мониторинга переносятся в область систем автоматического слежения, как единственно надежных и оперативных.

Постепенно, с технологиями онлайн монторинга, мы перейдём от животных и экосистем к человеку. Человек сможет контролировать не только окружающую среду, но и себя - свое состояние в реальном времени и наконец, объективно понимать и оценивать себя; сможет полностью обезопасить себя, увидеть свои ограничения и пути их решения.

Это будет огромный массив данных в режиме онлайн, который потребует новых технических и программных средств и решений для их оперативного анализа и создания новой реальности нашей жизни.

Новое качество жизни, новая настоящая реальность, без обмана.

Аппаратно-программный комплекс он-лайн биомониторинга водной среды

Предлагается к финальной разработке и внедрению первая инновационная система онлайн экологического контроля качества водной среды в режиме реального времени на основе организмов-биосенсоров. Разрабатываемый аппаратно-программный комплекс онлайн биомониторинга (АПК ОБМ) является полностью оригинальным, технология основана на фундаментальных исследованиях в течение 20 лет (6 патентов, 2009-2016).

Комплекс предназначен для изучения водных экосистем, а также экологического контроля и обеспечение экологической безопасности водных объектов. Потребители - институты и учебные заведения, добывающие компании и производства, муниципалитеты, аквакультура, рекреационные зоны. Рынок не ограничен.

Разработанный АПК ОБМ выгодно отличается от зарубежных аналогов, применяемых в ряде стран (Франция, Германия, Норвегия, Нидерланды и др.) – мобильнее и дешевле, крайне прост в эксплуатации и сборке. Существующие аналоги технически и технологически слабо разработаны. В РФ аналогов нет.

·07·

用于生物医学传感和诊断治疗的纳米团簇和纳米组合物

项目信息

项目概况：目前，难以估量纳米技术在医学和改善人类生活质量方面的重要性。采用纳米材料，可创建用于生物培养基沉积和生长的无源平台和有源元件、各种类型的生物传感器、用于人工组织和器官培养的基质、可视化生物标记，包括现阶段研究的药物治疗策略——分子治疗诊断和靶向药物输送。

鉴于该方向具有极高的现实意义，因此选择了本报告主题。本报告主题针对圣彼得堡国立电工大学（列宁格勒电工学院）在创建纳米结构（纳米团簇、纳米组合物等）方面所获得的主要成果，这些结构对于生物医学传感和诊断治疗十分重要。同时，本报告还简要介绍了圣彼得堡国立电工大学（列宁格勒电工学院）正在研究的主要材料学方向：金刚石电子、碳化硅电子、柔性电子。

本报告主题涉及上述这些方向中的第三个方向。在报告的主要部分中，认为材料的原子-分子合成是制取纳米材料的主要技术策略[1]。以多孔阳极氧化铝纳米薄膜（基于por-Al2O3等的生长平台）为例，简要介绍了纳米多孔氧化物的创建和应用成果[2-4]。举例圣彼得堡国立电工大学创建的传感信息柔性共形平台，该平台可能自身合成功能元件（图1）。这些元件是用于各种用途的传感器，例如，用于全面监测环境状况、用于检查调整人体机能状态等。本报告的主要部分针对本大学研究的纳米材料的物理技术和物理化学特性，在这些纳米材料的基础上，有望研发出传感器和治疗诊断系统。

研究了微孔-介孔-大孔硅纳米颗粒表面的设计特点。表示可通过改变多孔性基体（多孔硅（por-Si））的表面参数来控制金属纳米团簇的组装体系[5]。根据制取的技术条件，区分了作为基体材料的多孔硅的两组关键参数：几何参数（多孔性、表面形态、多孔状结构类型、孔的类型、孔的尺寸分布、比表面积、层次性、分形性）和物理化学参数（孔表面的相组成和功能组成（刘易斯吸附中心、布兰斯塔德吸附中心、电子密度的重新分布））[6-10]。并表明，在使用电化学方法制取多孔硅时，通过控制阳极氧化电流的密度，可以在多孔硅表面上获得一定的吸附中心[6]。

以有机物（药物、荧光团）、无机物（金属、金属氧化物、化合物半导体、胶体量子点等）[11-14]为例，进行了实验证明，证实了，表面的功能组成以及表面的能量特性，将在很大程度上决定多孔性基体与掺入的各种性质的纳米材料之间的相互作用的性质。

以心脏药物多孔硅表面的吲哚菁绿蜂窝状多孔荧光膜和多孔硅氨基糖苷类抗生素连续或枝状膜为例[12、14]，这种控制“客”相生长和定位系统的能力，对于靶向药物输送时多孔硅作为输送系统的应用也很重要，可以将不同功效的多种物质结合在一个多孔输送颗粒上。

说明了多孔硅纳米颗粒通过组织血液屏障向大鼠内耳靶向输送抗生素的成功实施案例（静脉内施用药物功能化颗粒）[15]。在成年Wistar大鼠身上研究了60-80 纳米级别por-Si颗粒的活体生物分布。在肝脏和心脏的组织中发现所施用的纳米物体，这些纳米物体的形状、大小无明显变化，并且主要处于氧化状态。通过评估庆大霉素对耳作用的强度，研究了使用por-Si样品作为静脉内给药时药物传输基体的可能性。通过客观听力法研究耳声发射幅度，发现了在使用亚微米级（500-600 纳米）por-Si颗粒作为分散药物输送系统时，庆大霉素有最大耳抑制作用。因而表明了，针对特定靶向药物输送任务，未来实现输送颗粒最佳物理化学参数的方法，是改变por-Si纳米颗粒的合成条件。

以FemOn-SiO2胶体颗粒（有壳或无壳）[16-18]为例，讨论了用于治疗诊断学的磁性纳米颗粒（磁性颗粒、磁性液体）的合成和性质特点。与圣彼得堡巴甫洛夫第一国立医科大学、阿尔马佐夫国家医学研究中心、奥特妇产科学研究所合作，共同完成了与医学领域有关的部分工作[19、20]。

以铅铯卤化物和无镉三元硫族化合物（Ag-In-S / ZnS, Cu-In-S / ZnS），包括锰合金[21-23]为例，简要介绍了钙钛矿胶体量子点合成和性质方面的主要研究成果。

介绍了基于氧化锌纳米棒创造的气敏多点触控芯片的成果，由于神经形态信号处理原理和传感元件材料的超表面，该芯片允许选择性分离酒精蒸汽信号（异丙醇、乙醇、丁醇），且灵敏度超过1 ppm [24]。说明了已开发且获得专利的氧化锌纳米棒生长纳米光刻原理，该项专利已被列入俄罗斯2018年度百100项最佳专利[25]。

1.美国专利。2013/0251978 A1，26.09.2013。使用聚酰亚胺Langmuir-Blodgett膜的多孔材料的孔密封的方法。Luchinin V.，Goloudina S.，Pasyuta V.等。

2.俄专利2522005С2，07.10.2014。生长微生物细胞菌落的方法及其实施装置。Ziminat M.，Solovyova。V.，Luchininv. V.等。

3.纳米多孔Al2O3层的合成工艺参数对其结构特征的影响// Muratova E.N.，Spivak Yu.M.，Moshnikov V.A.等人，Glass Physics and Chemistry.2013。卷39.没有3.P 320-328。DOI：10.1134 / S1087659613030140

4.氧化铝膜作为氢能中使用的结构的掩模。Moshnikov V.A.，Muratava E.N.，Spivak Y.M. //国际氢能杂志。‒ 2017年.‒ V.42，№34.‒第21817-21821页。DOI：10.1016 / j.ijhydene.2017.07.133

5.多孔硅作为纳米复合材料的材料及其参数对银团簇形态的影响。Spivak。2018 IEEE国际标准Conf。EExPolytech 2018. 244-248。

6.在不同条件下制备和处理的多孔硅的表面功能特征Spivak Yu.M.，Myakin S.V.，Moshnikov V.A.，等人，J.Nanomaterials。2016.卷2016.第2629582页。

7.多孔硅的电子结构和相组成的研究Lenshin A.S.，Kashkarov V.M.，Spivak Y.M.，Moshnikov V.A.玻璃物理与化学。2012年38.№3. P. 315-321。

8. A.S. Lenshin，V.M.喀什卡罗夫，于。斯皮瓦克（V.A.）莫什尼科夫。基于p型多孔硅的纳米反应器的研究：电子结构和相组成//材料化学和物理。第135卷，2012年第2-3期。第293-297页。

9.采用接触角法，工艺条件对多孔硅表面能的影响。Pastukhov A.I.，Belorus A.O.，Bukina Ya.V.，Spivak Yu.M.，Moshnikov V.A. // 2017年IEEE电气电子工程学青年研究者大会（EIConRus）2017年会议论文集。1183-1185。

10.电化学阳极氧化硅中具有多个孔隙水平的自组织多孔结构。Spivak Y.M.，Moshnikov V.A.，Kuznetsov V.V.等。//第六届功能和纳米结构材料研讨会，第十届分子间和电磁相互作用问题会议，2009年9月27日至30日，意大利苏尔莫纳-拉奎拉，2009年，第P067页。

11.用于气体传感应用的带有嵌入式金属氧化物的多孔硅。V.A.Moshnikov，I.E.Gracheva，A.S.Lenshin等。// Journal of Non-Crystalline Solids，第一卷358是。2012年3月，第590-595页。

12.研究了被卡那霉素，荧光团吲哚菁绿Bespalova K.，Somov P.A.，Spivak Yu.M. // JP：CS。2017年929。第012058页。

13.含硅的多孔基质-PbS纳米粒子系统的发光特性Tarasov S.A.，Aleksandrova O.A.，Lamkin I.A.等。//半导体。2015年49.№13. P.1710-1713。

14.获得多孔硅纳米颗粒表面药用功能化的方法及实例。Spivakyu. M.，Bespalovak. A.，Belorusa. O.等。//生物技术圈。2017.3号（51）。С. 69-75。

15.多孔硅作为纳米材料，用于靶向药物向内耳的分散传输系统。Spivak Y.M.，Belorus A.O.，Moshnikov V.A.等。//技术物理。俄罗斯应用物理学杂志。2018.卷63.№9.第1352-1360页。DOI：10.1134 / S1063784218090207

16.磁性流体中电磁吸收系数的频率依赖性。K.G.Gareev等。//技术物理学，《俄罗斯应用物理学杂志》。2019，卷64，第6号，第893–896页。

17.将磷酸肌酸固定在二氧化硅和磁铁矿纳米颗粒的表面上，用于靶向药物递送。Korolev D.V.等。//俄罗斯化学通报。2019.V.68，第5.第1096–1101页。

18.具有不透射线标记的磁性纳米颗粒的合成。D.V. Korolev等。//俄罗斯一般化学杂志。2018，卷88，第12号，第2698–2701页。

19.胶体CdSe和ZnSe / Mn量子点：它们的细胞毒性和对细胞形态的影响。Drobintseva A.O.，Matyushkin L.B.，Aleksandrova O.A.等。//圣彼得堡工业大学学报：物理与数学。2015年1.№3.第272-277页。

20.非极性和水性介质中胶体量子点合成的特征。Aleksandrova O.A.，Mazing D.S.，Matyushkin L.B.，Moshnikov V.A. //在纳米结构的合成，表征和建模中，N.Y.，NOVA，2016年。第47-60页。

21.Mazing，D.S。等人。ZnSe：Mn纳米晶的电子顺磁共振研究//应用磁共振，2017. 48（7），731-737。

22.M.Istomina等。基于ZAIS的胶体QDS AS荧光标记物，用于治疗诊断：物理性质，生物分布和生物相容性// Rus公告。国家军医。大学6（2018）。

23.Mazing，D.S。等人。水溶液中三元金属硫族化物胶体纳米晶体的合成//光谱学，2012。125（5）。

24.基于片上生长的氧化锌纳米网络多传感器阵列。Bobkov A.等。//传感器。– 2019年19页。4265。

25．俄罗斯联邦2017年7月12日第2655651号专利。超表面晶体结构纳米光刻图的制作方法。И.А.阿韦林、А.А.博布科夫、卡尔马诺夫等。

机构信息

所属机构：圣彼得堡国立电子技术大学

Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина)

机构简介：圣彼得堡国立电子技术大学（列宁格勒电工学院）创建于1886年，它的前身是俄罗斯邮政电报部的技术学校。1891年改为皇家电工学院，即欧洲第一个电工领域的专业性高等院校。世界上无线电发明人A．C．波波夫曾任学院的教师和第一任院长。1992年列宁格勒电工学院更名为圣彼得堡国立电子技术大学。至今为止，有七万多人在圣彼得堡电工大学接受过教育，其中有三千多外国公民。圣彼得堡电工大学创立了一批著名的学科，如：无线电技术，电能学，无线电电子学和控制论，超声波探伤学，电热学等。现在圣彼得堡国立电子技术大学既是一个教学中心，也是进行基础及应用科学研究的中心。

所需资源描述

拟合作方式：合作开发

Нанокластеры и наноинкорпорированные композиции для биомедицинской сенсорики и тераностики

В настоящее время трудно переоценить значение нанотехнологий для медицины, для улучшения качества жизни человека. На основе наноматериалов создаются пассивные платформы и активные элементы для осаждения и/или роста биокультур, биосенсоры различного типа, субстраты для выращивания искусственных тканей и органов, биометки для визуализации, в том числе молекулярной, в тераностике и адресной доставке лекарств – современной разрабатываемой стратегии в фармакотерапии.

В связи с чрезвычайно высокой актуальностью данного направления и была выбрана тема доклада, посвященная основным результатам, полученным в СПбГЭТУ «ЛЭТИ» по созданию наноструктур (нанокластеров, наноинкорпорированных композиций и др.), имеющих важное значение для применения в биомедицинской сенсорике и тераностике. Также кратко представлены основные материаловедческие направления, разрабатываемые в СПбГЭТУ «ЛЭТИ»: алмазная электроника, карбидокремниевая электроника, гибкая электроника.

Тема данного доклада относится к третьему из указанных направлений. В основной части доклада рассмотрен атомно-молекулярный синтез материалов как основная стратегия технологии получения наноматериалов [1]. Кратко представлены результаты по созданию и применению нанопористых оксидов на примере наномембран пористого анодного оксида алюминия (ростовые платформы на основе por-Al2O3 и др.) [2-4]. Приведен пример созданной в СПбГЭТУ «ЛЭТИ» сенсорно-информационной гибкой конформной платформы, которая потенциально способна объединить в себе функциональные элементы (рис. 1). Такие элементы представляют собой сенсоры различного назначения, например, для комплексного мониторинга состояния окружающей среды, для контроля и коррекции функционального состояния человека и др. Основная часть доклада посвящена физико-технологическим и физико-химическим свойствам наноматериалов разрабатываемых в нашем вузе, перспективных для разработки на их основе сенсоров и тераностических систем.

Рассмотрены особенности дизайна поверхности наночастиц микро-мезо-макропористого кремния. Показана возможность управления механизмом сборки нанокластеров металлов путем варьирования параметрами поверхности пористой матрицы – пористого кремния (por-Si) [5]. Выделены две группы ключевых параметров пористого кремния как матричного материала: геометрические (пористость, морфология поверхности, тип пористой текстуры, типы пор, их распределение по размерам, удельная площадь поверхности, иерархичность, фрактальность) и физико-химические (фазовый и функциональный состав поверхности пор (адсорбционные центры Льюиса, Бренстеда, перераспределение электронной плотности)) в зависимости от технологических условий получения [6-10]. Показано, что управляя плотностью тока анодирования при электрохимическом методе получения пористого кремния, можно получать определенный набор адсорбционных центров на поверхности пористого кремния [6].

Функциональный состав поверхности, вместе с ее энергетическими характеристиками, будет во многом определять характер взаимодействия пористой матрицы с инкорпорируемыми наноматериалами различной природы, что было экспериментально показано на примере органических (лекарственные вещества, флуорофоры), неорганических веществ (металлы, металлоксидные, полупроводниковые соединения, коллоидные квантовые точки и др.) [11-14].

Такая возможность управления механизмом роста и локализации фазы-«гостя» важна и для применения пористого кремния в качестве транспортной системы направленной лекарственной доставки на примере ячеистых пористых покрытий поверхности пористого кремния кардиопрепаратом флуорофором Индоцианин Зеленый и сплошных или дендритных покрытий пористого кремния антибиотиками аминогликозидной группы [12, 14], что позволяет комбинировать несколько субстанций различного назначения на одной пористой транспортной частице.

Приведен пример успешной реализации направленной доставки антибиотика наночастицами пористого кремния ко внутреннему уху крысы через гистогематических барьер (при интравенозном введении частиц, функционализированных лекарственным веществом) [15]. Системное биораспределение in vivo для частиц por-Si размером 60−80 нм изучали на взрослых крысах стока Wistar. Вводимые нанообъекты обнаружены в тканях печени и сердца без существенных изменений формы, размеров и преимущественно в окисленном состоянии. Возможности применения образцов por-Si в качестве матриц для транспортировки лекарственных препаратов при внутривенном введении изучены по оценке интенсивности ототропного эффекта гентамицина. Объективным аудиологическим методом исследования амплитуды отоакустической эмиссии обнаружен наибольший отодепрессивный эффект гентамицина при использовании в качестве дисперсной системы лекарственной доставки частиц por-Si субмикронного размера (500−600 nm). Таким образом, показано, что модификации условий синтеза наночастиц por-Si являются перспективными направлениями получения физико-химических параметров транспортных частиц, оптимальных для конкретных задач направленной лекарственной доставки.

Обсуждаются особенности синтеза и свойств магнитных наночастиц для тераностики (магнитных частиц, магнитных жидкостей) на примере коллоидных частиц FemOn-SiO2 (с оболочками и без) [16-18]. Часть работ, связанная с медицинским направлением, выполнена совместно с партнерами ПСПбГМУ им. И.П. Павлова, НМИЦ им. В.А. Алмазова, НИИ акушерства, гинекологии и репродуктологии им. Д.О. Отта [19, 20].

Кратко приведены основные результаты по синтезу и свойствам коллоидных квантовых точек перовскитов на примере галогенидов свинца–цезия и безкадмиевых тройных халькогенидов (Ag-In-S / ZnS, Cu-In-S / ZnS), в том числе легированных марганцем [21-23].

Представлены результаты по созданию газочувствительного мультисенсорного чипа на основе наностержней оксида цинка, позволяющего проводить селективное разделение сигналов спиртовых паров (изопропанол, этанол, бутанол) с чувствительностью лучше 1 ppm благодаря нейроморфному принципу обработки сигнала и сверхразвитой поверхности материала чувствующего элемента [24]. Показан запатентованный разработанный нанолитографический принцип роста наностержней оксида цинка, патент вошел в 100 лучших патентов России за 2018 год [25].

1. Patent US. 2013/0251978 A1, 26.09.2013. Method for pore sealing of porous materials using polyimide Langmuir-Blodgett Film. Luchinin V., Goloudina S., Pasyuta V., et al.

2. Патент РФ. 2522005 С2, 07.10.2014. Способ выращивания колоний микробных клеток и устройство для его реализации. Зимина Т.М., Соловьев А.В., Лучинин В.В. и др.

3. Influence of technological parameters of synthesis of nanoporous Al2O3 layerson their structural characteristics // Muratova E.N., Spivak Yu.M., Moshnikov V.A., et al., Glass Physics and Chemistry.2013. Vol. 39.No. 3.P. 320-328. DOI: 10.1134/S1087659613030140

4. Alumina membranes as a mask for the structures used in hydrogen energy. Moshnikov V. A., Muratava E. N., Spivak Y. M. // International Journal of Hydrogen Energy. ‒ 2017. ‒ V. 42, № 34. ‒ P. 21817-21821. DOI: 10.1016/j.ijhydene.2017.07.133

5. Porous silicon as a material for nanocomposites and the effect of its parameters on the morphology of silver clusters. Yu. Spivak. Proc. 2018 IEEE Int. Conf. EExPolytech 2018. 244-248 p.

6. Surface functionality features of porous silicon prepared and treated in different conditions Spivak Yu.M., Myakin S.V., Moshnikov V.A., et al.. // J. Nanomaterials. 2016. Vol. 2016. P. 2629582.

7. Study of electronic structure and phase composition of porous silicon Lenshin A.S., Kashkarov V.M., Spivak Y.M., Moshnikov V.A. Glass Physics and Chemistry. 2012. Vol. 38. № 3. P. 315-321.

8. A.S. Lenshin, V.M. Kashkarov, Yu. M. Spivak, V.A. Moshnikov. Investigations of nanoreactors on the basis of p-type porous silicon: Electron structure and phase composition// Materials Chemistry and Physics. Vol.135, is.2–3, 2012. P. 293-297.

9. Influence of technology conditions on the surface energy of porous silicon using the method of contact angle. Pastukhov A.I., Belorus A.O., Bukina Ya.V., Spivak Yu.M., Moshnikov V.A. // Proceedings of the 2017 IEEE Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering (EIConRus) 2017. С. 1183-1185.

10. Self-Organized Porous Structure with Several Levels of Pores in Electrochemical Anodized Silicon. Spivak Y. M., Moshnikov V. A., Kuznetsov V. V., et al. // 6th Workshop on Functional and Nanostructured Materials, 10th Conference on Intermolecular and Magnetic Interactions in Matter, 27–30 September 2009, Sulmona–L’Aquila, Italy, 2009, P067.

11. Porous silicon with embedded metal oxides for gas sensing applications. V. A. Moshnikov, I. E. Gracheva, A. S. Lenshin, et al. // Journal of Non-Crystalline Solids, vol. 358, is. 3, 2012, Pages 590–595.

12. Investigation of porous silicon nanopowders functionalized by antibiotic kanamycin, fluorophore Indocyanine Green Bespalova K., Somov P.A., Spivak Yu.M. // JP:CS. 2017. Vol. 929. P. 012058.

13. Luminescence properties of Si-containing porous matrix–PbS nanoparticle systems Tarasov S.A., Aleksandrova O.A., Lamkin I.A., et al. // Semiconductors. 2015. Vol. 49. № 13. P.1710-1713.

14. Способ получения и пример лекарственной функционализации поверхности наночастиц пористого кремния. Спивак Ю.М., Беспалова К.А., Белорус А.О. и др. // Биотехносфера. 2017. № 3 (51). С. 69-75.

15. Porous silicon as a nanomaterial for disperse transport systems of targeted drug delivery to the inner ear. Spivak Y.M., Belorus A.O., Moshnikov V.A., et al. // Technical Physics. The Russian Journal of Applied Physics. 2018. Vol. 63. № 9. P. 1352-1360. DOI: 10.1134/S1063784218090207

16. Frequency Dependence of an Electromagnetic Absorption Coefficient in Magnetic Fluid. K. G. Gareev et al. // Technical Physics, The Russian Journal of Applied Physics. 2019, Vol. 64, No. 6, pp. 893–896.

17. Phosphocreatine immobilization of the surface of silica and magnetite nanoparticles for targeted drug delivery. Korolev D.V. et al. // Russian Chemical Bulletin. 2019. V. 68, Is. 5. P. 1096–1101.

18. Synthesis of Magnetic Nanoparticles with Radiopaque Marker. D.V. Korolev et al. // Russian Journal of General Chemistry. 2018, Vol. 88, No. 12, pp. 2698–2701.

19. Colloidal CdSe and ZnSe/Mn quantum dots: their cytotoxicity and effects on cell morphology. Drobintseva A.O., Matyushkin L.B., Aleksandrova O.A., et al. // St. Petersburg Polytechnic University Journal: Physics and Mathematics. 2015. Vol. 1. № 3. P. 272-277.

20. Features of colloidal quantum dots synthesis in nonpolar and aqueous media. Aleksandrova O.A., Mazing D.S., Matyushkin L.B., Moshnikov V.A. // In Synthesis, Characterization and Modelling of Nano-Sized Structures, N.Y., NOVA, 2016. p.47-60.

21. Mazing, D. S. et al. Electron Paramagnetic Resonance Investigations of ZnSe: Mn Nanocrystals // Applied Magnetic Resonance, 2017. 48(7), 731-737.

22. M. Istomina et al. ZAIS-based colloidal QDS AS fluorescent labels for theranostics: physical properties, biodistribution and biocompatibility// Bulletin of Rus. State Medic. University 6 (2018).

23. Mazing, D. S. et al. Synthesis of Ternary Metal Chalcogenide Colloidal Nanocrystals in Aqueous Solutions // Optics and Spectroscopy, 2012. 125(5), 773-776.

24. The Multisensor Array Based on Grown-On-Chip Zinc Oxide Nanorod Network for Selective Discrimination of Alcohol Vapors at Sub-ppm Range. Bobkov A. et al. //Sensors. – 2019. Vol. 19. – №. 19. – p. 4265.

25. Патент РФ 2655651 от 12.07.2017. Способ получения нанолитографических рисунков с кристаллической структурой со сверхразвитой поверхностью. Аверин И.А., Бобков А.А., Карманов и др.

如对相关项目有合作意向

可联系我们获取更多详细资料

联系人：段晓宇 15804505626

邮箱：duanxiaoyu0158@163.com

CIEP智力SHOW 104 俄罗斯特辑丨生物医学及新材料等前沿行业的项目需求 （中俄英三语）

CIEP智力SHOW 104 俄罗斯特辑丨生物医学及新材料等前沿行业的项目需求（中俄英三语）