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:
- 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.
- Арюкова Лия Ринатовна «МРТ структурных и функциональных связей в головном мозге человека». Руководитель: д.ф.-м.н., профессор Ильясов К.А.
- Давлетов Рустэм Ринатович «МРТ структурных и функциональных связей в головном мозге человека». Руководитель: д.ф.-м.н., профессор Ильясов К.А.
- Волкова Арина Геннадьевна «Изучение быстрых способов получения спектральной информации в ЯМР (неравномерная выборка, перенос намагниченности)». Руководитель: к.ф.-м.н., доцент Юльметов А.Р.
- Хуснутдинова Наира Рустемовна «Моделирование связывания биологических молекул (полипептидов) с липидным бислоем на методом молекулярной динамики». Руководитель: к.ф.-м.н., доцент Юльметов А.Р.
- Орлова Эвелина Эдуардовна «Исследование воздействия лазерного света УФ диапазона на клетки фибробластов и кератиноцитов». Руководитель: к.ф.-м.н., Низамутдинов А.С.
- Андреева Дарья Дмитриевна «Исследование фотоиндуцированной каталитической активности фторидных наночастиц по отношению к биологическим объектам». Руководитель: к.ф.-м.н., Низамутдинов А.С.
- Рамазанова Илиза Фаритовна «Сигнальная система, управляющая конусом роста аксонов». Руководитель: д.ф.-м.н., профессор Котов Н.В.
Темы выпускных бакалаврских работ 4 курса:
- Барков Илья Артемович «Структурные исследования элонгационного фактора-P рибосомы Staphylococcus aureus методом спектроскопии ЯМР». Руководитель: к.ф.-м.н., доцент Усачев Константин Сергеевич.
- Нуруллина Лилия Илдаровна «Структурные исследования фактора Rbf рибосомы Staphylococcus aureus методом спектроскопии ЯМР». Руководитель: к.ф.-м.н., доцент Усачев Константин Сергеевич.
- 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.
- Иванова Анастасия Вячеславовна «Спектроскопия ЯМР в исследовании пиллараренов и их функциональных конструкций». Руководитель к.ф.-м.н., ассистент Хайрутдинов Булат Имамутдинович.
- Тимерова Айзира Флюсовна «Исследование структуры антитромботических препаратов в растворе методами ЯМР спектроскопии». Руководитель к.ф.-м.н., доцент Галиуллина Лейсан Фаритовна.
- Тархов Артем Олегович «Вызванная кортикальная активность на поздних стадиях эмбрионального развития». Руководитель к.м.н. Минлебаев Марат Гусманович, ИФМиБ marat.minlebaev@inserm.fr.
- Коновалов Даниил Владимирович «Фармакологическая модуляция долговременной пластичности супрагранулярных слоев неокортекса новорожденных крыс». Руководитель ассистент Сучков Дмитрий Сергеевич.
- Тележников Никита Вадимович «Сигнальная система, управляющая стенками артерии». Руководитель д.ф.-м.н., профессор Котов Николай Викторович.
- 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.
- Хабибуллин Айдар Ильдарович «Исследование глутатиона методом ЯМР-спектроскопии». Руководитель к.ф.-м.н., Блохин Дмитрий Сергеевич.
Темы 1 курса магистратуры:
- 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.
- 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.
- Сулейманова Алия Равилевна «Исследование токсичности ионных жидкостей». Руководители: к.ф.-м.н., ассистент Халиуллина Алия Владимировна.
- 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.
- 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.
- Данилова Алена Геннадьевна «ЯМР в исследовании белок-лигандного взаимодействия для разработки терапевтических препаратов». Руководитель к.ф.-м.н., ассистент Хайрутдинов Булат Имамутдинович.
- 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.
- 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.
- Сафарова Энже Ришатовна «Изучение взаимодействий целевых белков с полисахаридами для разработки систем инкапсулирования противоопухолевых препаратов». Руководитель Макшакова Ольга Николаевна, КИББ КазНЦ РАН.
- Ноев Николай Алексеевич «Измерение температурной зависимости и стабилизация магнитного поля постоянного магнита специализированного магнитно-резонансного томографа». Руководитель Фаттахов Яхья Валиевич КФТИ КАзНЦ РАН.
- Дарвиш Шаза Мажет «Изучение радиационно-наведенных парамагнитных центров в костной ткани и продуктах питания». Руководитель доцент Гафуров Марат Ревгерович.
- Зухайри Хала Нидал «Изучение облученных продуктов питания методом ЭПР». Руководитель доцент Гафуров Марат Ревгерович.
- Усманова Индира Ирековна «Воксел базированная волюметрия структур головного мозга». Руководитель профессор Ильясов Камиль Ахатович.
Темы 2 курса магистратуры:
- Мусабирова Гузель Салаватовна «Установление пространственной структуры статинов в комплексе с мицеллами додецилфосфохолина методами ЯМР спектроскопии». Руководитель к.ф.-м.н., доцент Галиуллина Лейсан Фаритовна.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- Корякина Вероника Никоновна «Детекторы ионизирующих излучений на основе кристаллов метиламмония иодидов свинца». Руководитель к.ф.-м.н., доцент Дулов Евгений Николаевич.
- Гафарова Альбина Разитовна «Исследование конформации облученного глюконата кальция методом ЭПР». Руководители: Гоенко Илья Александрович, д.ф.-м.н., профессор Петухов Владимир Юрьевич.
- Десяткина Лена Егоровна «Персональная дозиметрия с использованием твердотельных детекторов ионизирующего излучения». Руководитель: к.ф.-м.н., доцент Дулов Евгений Николаевич.
- 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.