В рамках совместных исследований по договору на выполнение научно-исследовательских работ (Программа стратегического развития) № 203-MRA от 01.11.2013 г. «Новое поколение биофотоники для биологии, фармакологии и медицины», проект «Методы построения изображений без специальных меток: ТГц спектроскопия» между Автономной некоммерческой образовательной организацией высшего профессионального образования «Сколковский институт науки и технологии» ("Сколтех") и Федеральным государственным автономным образовательным учреждением высшего образования "Нижегородский государственный университет им. H.И. Лобачевского" (ННГУ) ведутся работы по созданию новых методов получения информации о биологических объектах с помощью излучения в ТГц диапазоне частот, включая ТГц спектроскопию и системы построения изображений в режиме реального времени.
Разработаны методы нестационарной терагерцовой спектроскопии высокого разрешения с использованием квантово-каскадных лазеров в качестве источника излучения.
На основе квантово-каскадного лазера разработан высокостабильный, спектрально чистый генератор терагерцового излучения (3.4 ТГц) с фазовой автоподстройкой частоты. Элементами генератора явились созданные смеситель-умножитель на GaAs/AlAs сверхрешетке и комбинированная система частотно-фазовой автоподстройки частоты, которая позволила непрерывно перестраивать частоту ККЛ в диапазоне 2 ГГц. Основным устройством, позволившим реализовать систему ФАПЧ для наиболее высокочастотного (вблизи 3,4 ТГц) генератора, является гармонический смеситель на основе GaAs/AlAs сверхрешетки, позволивший получить отношение сигнал/ шум в тракте промежуточной частоты 60 дБ. Важным достоинством представленной системы ФАПЧ является то, что она работает при комнатной температуре.
Приемный блок спектрометра основан на применении смесителей, в том числе гармонических, и детекторов на квантовых полупроводниковых сверхрешетках, работающих при комнатной температуре, чувствительность которых достаточна для проведения аналитических исследований.
В настоящее время ведутся работы по интеграции блоков спектрометра в единый ТГц спектрометр, отладка и тестирование прибора. Запланированы тестовые измерения. Параллельно проводились работы по исследованию спектров поглощения биологически важных молекул, которые являются потенциальными маркерами социально значимых заболеваний.
Были проведены исследования вращательных спектров поглощения ацетона, метилового и этилового спиртов в выдыхаемом воздухе у 8 условно здоровых людей и 9 больных диабетом (до и после приема лекарств) в диапазоне 118-178 ГГц. Исследования показали повышенное содержание ацетона в выдохе пациентов с диабетом по сравнению со здоровыми людьми. Кроме того, выявлена динамика изменения концентрации ацетона до и после приема лекарств. При этом было отмечено незначительное изменение концентрации спиртов в выдохе.
Были проведены исследования по выявлению веществ-маркеров предраковых состояний и онкологических заболеваний органов желудочно-кишечного тракта с целью проведения скрининговой диагностики по выдыхаемому воздуху и с использованием эндоскопического забора воздуха непосредственно из органа. В частности, в клинических условиях при исследовании выдыхаемого воздуха и эндоскопической пробы из желудка были зарегистрированы линии поглощения ряда веществ (C₄H₉CN, C₆H₅CN, C₃H₇CN, HC₂CHCHCN), которые могут служить потенциальными маркерами аденокарциномы желудка.
Начаты работы по изучению тонкой структуры спектра поглощения ДНК.
 

Запись линии поглощения ацетона в выдохе больного диабетом 2-го типа	Запись линии поглощения этанола в образце выдыхаемого воздуха больного диабетом