Темы курсовых и дипломных работ бакалавров и магистров кафедры медицинской физики (2017-2018 уч.г.)

Список научных тем (на 2018 г.) для бакалавров 2 курса

(после выбора и согласования научной темы с руководителем обязательно сообщить секретарю кафедры Галиуллиной Нурие Файзрахмановне (к. 101в института физики))

1. Структурные исследования белка YsxC патогенной бактерии Staphylococcus aureus методами спектроскопии ЯМР.. Научный руководитель:  к.ф.-м.н. Усачев Константин Сергеевич. Место выполнения работы: НИЛ Структурная биология ИФМиБ. Дисциплины, изучение которых необходимо для выполнения данной работы: Биофизика и молекулярная биология, Основы магнитного резонанса. Краткое описание: Рост и деление бактериальных клеток управляется набором основных белков, некоторые из которых до сих пор неизвестны. Они также являются привлекательными объектами в качестве мишеней для разработки новых антибиотиков. В рамках работы будут проводиться эксперименты по выделению и очистке рекомбинантных белков для структурных исследований, многомерные методы спектроскопии ЯМР.

2. Структурные исследования белка L14 большой субъединицы рибосомы Staphylococcus aureus методами спектроскопии ЯМР. Научный руководитель: к.ф.-м.н. Усачев Константин Сергеевич. Место выполнения работы: НИЛ Структурная биология ИФМиБ. Дисциплины, изучение которых необходимо для выполнения данной работы: Биофизика и молекулярная биология, Основы магнитного резонанса. Краткое описание: Белок L14 большой субъединицы рибосомы Staphylococcus aureus управляет работой рибосомы и является сайтом связывания для других белков взаимодействующих с ней. В рамках работы будут проводиться эксперименты по выделению и очистке рекомбинантных белков для структурных исследований, многомерные методы спектроскопии ЯМР. 

3. Количественная спектроскопия ЯМР натуральных продуктов и смесей. Научный руководитель: Ефимов Сергей Владимирович, к.ф.-м.н. Место выполнения работы: КФУ, ИФ, кафедра медицинской физики. Дисциплины, изучение которых необходимо для выполнения данной работы: Основы магнитного резонанса; Физические методы в исследовании структуры и динамики молекулярных систем. Краткое описание: Применение спектроскопии ЯМР на ядрах углерода и водорода для установления состава индивидуальных соединений и смесей (каучук, нефть, продукты питания и т.д.). Предполагается рассмотреть вопросы выбора параметров измерения (длина импульсов, время задержки) и эксперименты с усложнёнными схемами (двухканальная развязка от спин-спинового взаимодействия, селективные импульсы).

4. Механизм изотопного обмена «нелабильных» протонов в лекарственном препарате Ксимедон: исследование методами ЯМР спектроскопии и квантовой химии. Научный руководитель: Д.х.н. Латыпов Шамиль Камильевич. Место выполнения работы: ИОФХ им. А. Е. Арбузова – обособленное структурное подразделение ФГБУН "ФИЦ "КазНЦ РАН", лаборатория радиоспектроскопии. Дисциплины, изучение которых необходимо для выполнения данной работы: Актуальные разработки и приложения ядерного магнитного резонанса, Основы магнитного резонанса, Квантовая механика молекулярных систем, Атомная и молекулярная спектроскопия; Краткое описание: Исследование структуры и динамики лекарственных препаратов необходимо для понимания механизма их действия на молекулярном уровне, а также в рациональном дизайне более эффективных систем. Предполагаются индивидуальные занятия по темам: «Введение в курс спектроскопии ЯМР» (Гюнтер, Х.), «Современные методы ЯМР для химических исследований» (Дероум, Э.), «Основы органической стереохимии» (Илиел, Э., Вайлен, С., Дойл, М.); «Квантовая механика и квантовая химия» (Степанов, Н. Ф.)

5. Исследование молекулярных механизмов работы сигнальных систем клеток. Научный руководитель: д.ф.-м.н. Котов Николай Виктороич. Место выполнения работы: каф. мед. физики (ауд. 509, ИФ, КФУ). Дисциплины, изучение которых необходимо для выполнения данной работы: Основы анатомо-гистологических знаний; Физические методы в исследовании структуры и динамики молекулярных систем; Биофизика и молекулярная биология; Магнитно-резонансная томография. Краткое описание: Предполагается  решение актуальной задачи, связанной с пониманием молекулярных механизмов работы сигнальных систем клеток, управляющих их активностью. Лечение аутоиммунных заболеваний (псориаз, атеросклероз, диабет 1 типа, и т.д.) носит пока симптоматический характер. Продвигаясь в понимании молекулярных механизмов этих заболеваний, мы приближаемся к возможности их лечить.

6. Влияние облучения на магнитные свойства железосодержащего  дендримерного нанокомпозита: ЭПР исследование. Научный руководитель: Д.ф.-м.н. Домрачева Наталья Евгеньевна. Место выполнения работы: Казанский физико-технический институт им. Е.К. Завойского, Федеральный исследовательский центр «КазНЦ РАН». Дисциплины, изучение которых необходимо для выполнения данной работы: Физические методы в исследовании структуры и динамики молекулярных систем, основы магнитного резонанса. Краткое описание: Предполагается изучение фотомагнитных свойств в новом полифункциональном материале, созданном на основе железосодержащего поли(пропилен иминового) дендримера 4-ой степени генерации, где кооперируются суперпарамагнитные/полупроводниковые свойства наночастиц оксида железа и магнитных центров Fe(III).  Ставится задача научиться манипулировать электронными спинами в магнитных полупроводниках за счет облучения с целью создания более быстрых и менее энергопотребляющих устройств обработки информации и связи. 

7. ЭПР изучение спин-кроссовер свойств в комплексах железа  [Fe(qsal-I)₂]OTf⋅sol. Научный руководитель: Д.ф.-м.н. Домрачева Наталья Евгеньевна. Место выполнения работы: Казанский физико-технический институт им. Е.К. Завойского, Федеральный исследовательский центр «КазНЦ РАН». Дисциплины, изучение которых необходимо для выполнения данной работы: Физические методы в исследовании структуры и динамики молекулярных систем, основы магнитного резонанса. Краткое описание: Предполагается изучение спин-кроссовер (СК) свойств – переключения спиновых состояний при термовоздействии в новых координационных соединениях Fe(III) - [Fe(qsal-I)₂]OTf⋅sol с целью поиска резкого спинового перехода (близкого к комнатной температуре) с широкой петлей гистерезиса. Переключаемые СК соединения являются идеальными кандидатами для молекулярно-магнитных устройств, датчиков и компонент в многофункциональных материалах. Предусматривается работа в специализированном пакете MatLab и расчет спектров ЭПР с использованием программы EasySpin.

8. Изучение быстрых способов получения спектральной информации в многомерной спектроскопии ЯМР. Научный руководитель: к.ф.-м.н. Юльметов Айдар Рафаилевич. Место выполнения работы: Кафедра мединской  физики ИФ. Дисциплины, изучение которых необходимо для выполнения данной работы: Физические методы в исследовании структуры и динамики молекулярных систем; Основы магнитного резонанса; Биофизика и молекулярная биология; Внутренние болезни, методы диагностики, Магнитно-резонансная томография. Краткое описание: Предполагается изучение быстрых методов записи ЯМР спектров биомолкул, в частности неравномерной выборки при регистрации многомерных спектров, методом переноса намагниченности, а также использование селективных радиочастотных импульсов. В качестве объектов исследования планируется использоваить полипеитидные молекулы, а так же их комплексы с модельными мембранами на основе фосфолипидов.

9. Моделирование быстрых импульсных последовательностей для магнитно-резонансной томографии. Научный руководитель: д.ф-м.н. Ильясов Камиль Ахатович; Место выполнения работы: Кафедра медицинской физики ИФ КФУ; Дисциплины, изучение которых необходимо для выполнения данной работы: Основы магнитного резонанса, Внутренние болезни, методы диагностики, Магнитно-резонансная томография. Краткое описание (актуальность, возможность практического применения, грантовая поддержка): Эволюция МР сигнала в результате быстрой МРТ последовательности состоящей из большого числа радиочастотных и градиентных импульсов достаточно сложно описать аналитически и ее численное моделирование открывает возможности поиска более эффективных режимов МРТ измерений, объяснения причин и способов устранения возникающих искажений МРТ изображений. Работа выполняется в рамках создания учебно-методический инструментов для цикла курсов по МРТ-визуализации и предполагает дальнейшее развитие в рамках совместный МРТ исследований с партнерами в научных центрах РФ и Германии.

10. Установление пространственного строения фрагмента мембранного белка методом ЯМР-спектроскопии. Научный руководитель: к.ф-м.н., Блохин Дмитрий Сергеевич. Место выполнения работы: Лаборатория ЯМР спектроскопии, ИФ, КФУ; Дисциплины, изучение которых необходимо для выполнения данной работы: Физические методы в исследовании структуры и динамики молекулярных систем; Основы магнитного резонанса; Биофизика и молекулярная биология. Краткое описание: Важнейшей задачей биологической физики является установление пространственного строения органических и биоорганических соединений. Биологическая активность белков связана с их пространственным строением. Традиционно, исследования пространственного строения биоорганических соединений в растворах основаны на использовании данных ЯМР спектроскопии. В ходе выполнения работы будет подробно изучен метод ЯМР-спектроскопии, основы молекулярной биологии. Предполагается совместное проведение экспериментов на ЯМР-спектрометре и работа с пакетами программ по расчету строения молекул.

11. Влияние ионных жидкостей на трансмембранный перенос веществ в биологических системах: исследование методом ЯМР-диффузометрии. Научный руководитель: к.б.н., Сибгатуллин Тимур Анварович. Место выполнения работы: Лаборатория биофизики транспортных процессов, Казанский институт биохимии и биофизики – обособленное структурное подразделение ФИЦ КазНЦ РАН (КИББ ФИЦ КазНЦ РАН). Дисциплины, изучение которых необходимо для выполнения данной работы: Основы магнитного резонанса; Биофизика и молекулярная биология; Физические методы в исследовании структуры и динамики молекулярных систем. Краткое описание: Ионные жидкости позиционируются как «зеленые растворители» XXI века. Многообразие предлагаемых областей их использования растет каждый год. Подбор структуры ионной жидкости позволяет широко «настраивать» её технологические свойства. Но недостаток информации о механизмах воздействия ионных жидкостей на биологические объекты препятствует их широкому производству и применению. Цель работы - выявить особенности воздействия ионных жидкостей нового поколения на функционирование трансмембранных водных каналов (аквапоринов). В ходе работы студент познакомится с особенностями применения методов ЯМР в живых биологических системах, освоит методы анализа результатов ЯМР-диффузометрии и ЯМР-релаксометрии.

Темы курсовых работ бакалавров 3 курса:

1. Тарасов Артем Сергеевич «Характеристика некоторых производных пиридоксина на основе данных ЯМР спектроскопии». Руководители: д.х.н., профессор Клочков В.В., к.ф.-м.н., ассистент Рахматуллин И.З.
2. Арюкова Лия Ринатовна «МРТ структурных и функциональных связей в головном мозге человека». Руководитель: д.ф.-м.н., профессор Ильясов К.А.
3. Давлетов Рустэм Ринатович «МРТ структурных и функциональных связей в головном мозге человека». Руководитель: д.ф.-м.н., профессор Ильясов К.А.
4. Волкова Арина Геннадьевна «Изучение быстрых способов получения спектральной информации в ЯМР (неравномерная выборка, перенос намагниченности)». Руководитель: к.ф.-м.н., доцент Юльметов А.Р.
5. Хуснутдинова Наира Рустемовна «Моделирование связывания биологических молекул (полипептидов) с липидным бислоем на методом молекулярной динамики». Руководитель: к.ф.-м.н., доцент Юльметов А.Р.
6. Орлова Эвелина Эдуардовна «Исследование воздействия лазерного света УФ диапазона на клетки фибробластов и кератиноцитов». Руководитель: к.ф.-м.н., Низамутдинов А.С.
7. Андреева Дарья Дмитриевна «Исследование фотоиндуцированной каталитической активности фторидных наночастиц по отношению к биологическим объектам». Руководитель: к.ф.-м.н., Низамутдинов А.С.
8. Рамазанова Илиза Фаритовна «Сигнальная система, управляющая конусом роста аксонов». Руководитель: д.ф.-м.н., профессор Котов Н.В.

Темы выпускных бакалаврских работ 4 курса:

1. Барков Илья Артемович «Структурные исследования элонгационного фактора-P рибосомы Staphylococcus aureus методом спектроскопии ЯМР». Руководитель: к.ф.-м.н., доцент Усачев Константин Сергеевич.
2. Нуруллина Лилия Илдаровна «Структурные исследования фактора Rbf рибосомы Staphylococcus aureus методом спектроскопии ЯМР». Руководитель: к.ф.-м.н., доцент Усачев Константин Сергеевич.
3. Шайхуллина Миляуша Миргалимовна «Исследование поперечной ЯМР релаксации в водных растворах плюроника F-127». Руководители: к.ф.-м.н., ассистент Халиуллина Алия Владимировна, аспирант Гибадуллин А., д.ф.-м.н., профессор Филиппов Андрей Васильевич.
4. Иванова Анастасия Вячеславовна «Спектроскопия ЯМР в исследовании пиллараренов и их функциональных конструкций». Руководитель к.ф.-м.н., ассистент Хайрутдинов Булат Имамутдинович.
5. Тимерова Айзира Флюсовна «Исследование структуры антитромботических препаратов в растворе методами ЯМР спектроскопии». Руководитель к.ф.-м.н., доцент Галиуллина Лейсан Фаритовна.
6. Тархов Артем Олегович «Вызванная кортикальная активность на поздних стадиях эмбрионального развития». Руководитель к.м.н. Минлебаев Марат Гусманович, ИФМиБ marat.minlebaev@inserm.fr.
7. Коновалов Даниил Владимирович «Фармакологическая модуляция долговременной пластичности супрагранулярных слоев неокортекса новорожденных крыс». Руководитель ассистент Сучков Дмитрий Сергеевич.
8. Тележников Никита Вадимович «Сигнальная система, управляющая стенками артерии». Руководитель д.ф.-м.н., профессор Котов Николай Викторович.
9. Сабаева Татьяна Сергеевна «Симпластная межклеточная коммуникация – участие в регуляции транспорта воды в растительных тканях в условиях осмотического стресса». Руководитель к.б.н., Сибгатуллин Тимур Анварович.
10. Хабибуллин Айдар Ильдарович «Исследование глутатиона методом ЯМР-спектроскопии». Руководитель к.ф.-м.н., Блохин Дмитрий Сергеевич.

Темы 1 курса магистратуры:

1. Раскита Кристина Алексеевна «Структурные исследования белка инактивации рибосомы (HPF) бактерии Staphylococcus aureus методами спектроскопии ЯМР высокого разрешения». Руководитель к.ф.-м.н., доцент Усачёв Константин Сергеевич.
2. Павлова Наталья Сергеевна «Структурные исследования белка RimM рибосомы бактерии Staphylococcus aureus методами спектроскопии ЯМР высокого разрешения». Руководитель к.ф.-м.н., доцент Усачёв Константин Сергеевич.
3. Сулейманова Алия Равилевна «Исследование токсичности ионных жидкостей». Руководители: к.ф.-м.н., ассистент Халиуллина Алия Владимировна.
4. Шарапова Диана Айдаровна «Исследование пространственной структуры ловастатина в водном растворе и в комплексе с модельными мембранами методами ЯМР спектроскопии». Руководитель к.ф.-м.н., доцент Галиуллина Лейсан Фаритовна.
5. Сливка Александра Васильевна «Спектроскопия ЯМР и молекулярное моделирование циклических пептидов (на примере циклоспорина)». Научный руководитель: к.ф.-м.н., гл. инж. проекта (ФЦКП ФХИ) Ефимов Сергей Владимирович.
6. Данилова Алена Геннадьевна «ЯМР в исследовании белок-лигандного взаимодействия для разработки терапевтических препаратов». Руководитель к.ф.-м.н., ассистент Хайрутдинов Булат Имамутдинович.
7. Андреева Иванна Афанасьевна «Определение дозиметрических параметров гамма-терапевтического аппарата Агат-Р для ввода в систему планирования XiO». Руководители: Гоенко Илья Александрович, (д.ф.-м.н., профессор Петухов Владимир Юрьевич.
8. Иванова Айна Титовна «Исследование зависимости поглощенной дозы, измеренной с помощью пленки Gafchromic EBT3, от параметров терапевтического пучка ионизирующего излучения». Руководители: Гоенко Илья Александрович, д.ф.-м.н., профессор Петухов Владимир Юрьевич.
9. Сафарова Энже Ришатовна «Изучение взаимодействий целевых белков с полисахаридами для разработки систем инкапсулирования противоопухолевых препаратов». Руководитель Макшакова Ольга Николаевна, КИББ КазНЦ РАН.
10. Ноев Николай Алексеевич «Измерение температурной зависимости и стабилизация магнитного поля постоянного магнита специализированного магнитно-резонансного томографа». Руководитель Фаттахов Яхья Валиевич КФТИ КАзНЦ РАН.
11. Дарвиш Шаза Мажет «Изучение радиационно-наведенных парамагнитных центров в костной ткани и продуктах питания». Руководитель доцент Гафуров Марат Ревгерович.
12. Зухайри Хала Нидал «Изучение облученных продуктов питания методом ЭПР». Руководитель доцент Гафуров Марат Ревгерович.
13. Усманова Индира Ирековна «Воксел базированная волюметрия структур головного мозга». Руководитель профессор Ильясов Камиль Ахатович.

Темы 2 курса магистратуры:

1. Мусабирова Гузель Салаватовна «Установление пространственной структуры статинов в комплексе с мицеллами додецилфосфохолина методами ЯМР спектроскопии». Руководитель к.ф.-м.н., доцент Галиуллина Лейсан Фаритовна.
2. Старшова Алена Сергеевна «Исследование биоматериалов для замены костной ткани на основе замещенных фосфатов кальция методами ЭПР». Руководитель к.ф.-м.н., доцент Гафуров Марат Ревгерович.
3. Аль-Итхави Бакр Аднан Салех «Visualisation of brain pathologies with multi contrast MRI (Визуализация патологий головного мозга с помощью МРТ изображений различного контраста)» Руководитель д.ф.-м.н., профессор Ильясов Камиль Ахатович.
4. Кусова Александра Михайловна «Динамическая структура и функциональная активность глобулярных белков семейства РНКаз в условиях молекулярного краудинга, моделирующих клеточное окружение белков». Руководитель к.ф.-м.н., профессор Зуев В.Ф.
5. Скворцова Полина Владимировна «Спектроскопия ЯМР в исследовании конформационной структуры и динамики пиллараренов и их функциональных конструкций с олигонуклеотидами ДНК». Руководитель к.ф.-м.н., ассистент Хайрутдинов Булат Имамутдинович.
6. Корякина Вероника Никоновна «Детекторы ионизирующих излучений на основе кристаллов метиламмония иодидов свинца». Руководитель к.ф.-м.н., доцент Дулов Евгений Николаевич.
7. Гафарова Альбина Разитовна «Исследование конформации облученного глюконата кальция методом ЭПР». Руководители: Гоенко Илья Александрович, д.ф.-м.н., профессор Петухов Владимир Юрьевич.
8. Десяткина Лена Егоровна «Персональная дозиметрия с использованием твердотельных детекторов ионизирующего излучения». Руководитель: к.ф.-м.н., доцент Дулов Евгений Николаевич.
9. Григорьев Ариан Иннокентьевич «Исследование влияния поглощения лечебного стола линейного ускорителя СЛ 75 на распределение дозы в облучаемом объеме». Руководители: Гоенко Илья Александрович, д.ф.-м.н., профессор Петухов Владимир Юрьевич

Регламент подготовки и защиты курсовой работы