Биофотоника – научная дисциплина, изучающая явления, связанные с взаимодействием биологических объектов и фотонов. В первую очередь это касается испускания, детектирования, поглощения, отражения, модификации и генерации электромагнитного излучения светового или близкого к нему диапазона в различных биологических объектах (биомолекулах, клетках, тканях, организмах и материалах).
Об этом мы сегодня и поговорим.
Рынок биофотоники
Сформировались два основных направления биофотоники:
1) использование света для получения информации о состоянии биологических объектов, то есть для изучения и диагностики биологических молекул, клеток и тканей;
2) использование света в качестве инструмента воздействия на биологические ткани как носителя энергии, например, в хирургии или терапии (лазерные скальпели, например).
В маркетинговом исследовании Biophotonics Market Forecast 2025 to 2035 объём мирового рынка биофотоники в 2025 году оценивается в 67,2 млрд долларов США. К 2035 году, по прогнозам, объем рынка вырастет до 189,3 млрд долларов США при среднегодовом темпе роста 10,9%. Растущий спрос на неинвазивную диагностику и терапию ускорил внедрение биофотоники в клиническую практику и исследовательскую деятельность. Медицинская визуализация остаётся основной областью применения биофотоники. Передовые методы, такие как флуоресцентная визуализация и оптическая когерентная томография (ОКТ), широко используются в онкологии и сердечно-сосудистой диагностике. Биофотоника также меняет индустрию медицинской терапии, внося свой вклад в фармацевтические исследования. Спектроскопия на основе света, особенно рамановская визуализация — неразрушающий метод, использующий рассеянный свет для отображения молекулярных структур, — теперь широко применяется при скрининге лекарствен��ых препаратов.
Рост рынка биофотонных биосенсоров связан с увеличением количества носимых АйТи-устройств для мониторинга состояния здоровья. Биосенсоры на основе искусственного интеллекта интегрируются в смарт-часы и браслеты, пластыри и имплантируемые датчики, которые способны постоянно отслеживать уровень глюкозы, насыщение крови кислородом и сердечно-сосудистые биомаркеры, помогая в проактивном управлении здоровьем. Да, у современных биосенсоров есть недостатки:
переменная точность обнаружения (например, частота ложноположительных результатов) из-за различий в выборе биомолекул и биосовместимости;
сложность изготовления;
сложность стандартизации для клинического и промышленного применения.
В данной статье нас интересует только патентный аспект.
Патентный аспект
На портале Google.Patents поиск по запросу Biophotonic показывает более 13 тыс. документов на ноябрь 2025. По международной патентной классификации лидируют следующие темы:
исследование или анализ материалов путем определения их химических или физических свойств G01N — 26.3%;
лекарства и медикаменты A61K — 22.2%;
диагностика; хирургия; опознание личности A61B — 18.5%;
терапевтическая активность химических соединений или лекарственных препаратов A61P — 15.9%;
электротерапия; магнитотерапия; лучевая терапия; ультразвуковая терапия A61N — 12.2%;
пептиды C07K — 8.4%;
микроорганизмы C12N — 8%;
способы измерения или испытания, использующие ферменты или микроорганизмы; составы или индикаторная бумага для них; способы получения подобных составов C12Q — 7.4%;
оптические элементы, системы или приборы G02B — 6.4%;
использование наноструктур B82Y — 4.2%;
и т.д.
Динамика по годам представлена на рис. 1.
Видно, что с 1992 по 2016 год наблюдался экспоненциальный рост количество выданных патентов на изобретения в области биофотоники. В последние 10 лет активность патентования выглядела платообразной (текущий 2025 год ещё не закончен).
Рейтинг патентовладельцев следующий:
Klox Technologies Inc. — 3%;
Hamamatsu Photonics — 1,9%;
Bunshi Biophotonics Kenkyusho — 1,6%;
Из подсчётов видно подавляющее лидерство компаний и университетов Америки в патентах по теме биофотоники. Компания Klox Technologies Inc. (США) занимается проектированием и разработкой терапевтических и косметических продуктов с использованием биофотонной технологии. Она коммерциализирует неинвазивную технологию с использованием системы светодиодного освещения (LED lighting system), которая взаимодействует с богатым кислородом гелем, содержащим светоулавливающие молекулы. Также в нашем коротком рейтинге есть японские лаборатории. Очевидно лидерство США и Японии в этой сфере.
А что в России?
Поиск патентов РФ на изобретения в области биофотоники проведён нами по рефератам в базе ФИПС. На ноябрь 2025 года поисковая машина выдала только один патент, который прекратил действие, но может быть восстановлен. Это №2771962 (2022) Способ активации проращивания семян редиса гидротермальным нанокремнеземом при светодиодном освещении. Федеральный научный центр овощеводства (Раменское). Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к растениеводству и биофотонике, и может найти применение в селекции при отборе перспективных биотипов растений, отзывчивых на искусственное светодиодное освещение. Способ включает обработку семян гидротермальным нанокремнеземом с использованием светодиодов, генерирующих фотоны низкой интенсивности, при получении новых высокопродуктивных биотипов редиса.
Патентов на полезные модели два:
№177940 (2018) Источник генерации второй гармоники. Университет ИТМО (Санкт-Петербург). Полезная модель относится к области физики и служит для преобразования падающего лазерного излучения ближнего инфракрасного диапазона в излучение видимого диапазона и может быть использована в нелинейной спектроскопии, биофотонике, а также для широкополосного фотовозбуждения окружающих его нанообъектов (молекул красителей, квантовых точек, биологических объектов, резонансных наноструктур и др.);
№205393 (2021) Импульсный твердотельный лазер с параметрическим генератором света. Научно-технологический центр уникального приборостроения РАН (Зеленоград). Полезная модель относится к лазерной технике, в частности к импульсным твердотельным лазерам с параметрическими генераторами света в режиме электрооптической модуляции добротности резонатора, и может быть использована в нелинейной оптике, биофотоники, фотометрии, в лидарных системах мониторинга атмосферы. Резонатор лазера содержит призму-крышу, два электрооптических элемента, 90-градусный вращатель плоскости поляризации, оптически изотропный активный элемент, пластину-поляризатор, резонатор параметрического генератора света с нелинейным элементом.
Баз данных зарегистрировано в РФ нет.
Имеется 4 программы для ЭВМ по запросу «биофотоника»:
№2017661063 Программа определения морфо-функциональных параметров биотканей на основе спектра коэффициента диффузного отражения. Дагестанский государственный университет. Программа предназначена для определения спектрально-оптических и морфофункциональных свойств биологических тканей животного происхождения на основе анализа спектров коэффициента диффузного отражения в широком интервале длин волн.
№2018665396 RATES-1.0. Расчет констант скоростей безызлучательных электронных переходов: «внутренней и интеркомбинационной конверсий». Валиев Рашид Ринатович. Алгоритм программы основан на теории Биксона-Джортнера. Программа позволяет вычислять константы скоростей электронных переходов, необходимых для оценки люминесцентных свойств молекул.
№2019661703 RATES-2.0. Расчет констант скоростей безызлучательных электронных переходов: «внутренней и интеркомбинационной конверсии в приближении Франка-Кондона и Герцберга-Теллера». Валиев Рашид Ринатович. Алгоритм программы основан на теории Биксона-Джортнера. Программа позволяет вычислять константы скоростей электронных переходов, необходимых для оценки люминесцентных свойств молекул, в Герцберг-Теллеровом приближении.
№2020667165 Intellectualis sole - i-Sole. Хапчаев Азнаур Арсенович. Программа представляет собой систему дистанционного мониторинга и управления освещением в вертикальных фермах - Intellectualis sole (i-Sole).
НИОКТР
По запросу биофотоника ГИС «Наука и инновации» выдал в конце октября 359 документов. В основном это открытые отчёты о НИОКТР по грантам и договорам. Нас привлекли начинаемые и ведущиеся работы.
Так, Сеченовский университет за грант 18 млн руб. от Российского научного фонда в 2025-2027 гг. изучает расширение возможностей флуоресцентного время-разрешенного биоимиджинга для молекулярно-прицельной диагностики живых клеток и раковых тканей. Основная задача заключается в апробации метода FLIM со сверхвысоким временным разрешением для визуализации коротких времен жизни флуоресценции эндогенных флуорофоров с целью установления взаимосвязи между этими временами и вне- и внутримолекулярными свойствами.
Наночастицы на основе донорно-акцепторных сопряженных олигомеров и полимеров для биофотоники исследует в 2025-2027 гг. за грант от РНФ 21 млн руб. Институт синтетических полимерных материалов им. Н.С. Ениколопова РАН. Как известно, одним из методов биофотоники, применяющимся в медицине, является фотоиндуцированная терапия (ФТ), включающая фотодинамическую терапию (ФДТ) и фототермическую терапию (ФТТ).
На 2025-2028 гг. распланирован в Институте автоматики и процессов управления Дальневосточного отделения РАН за 28 млн руб. от РНФ лазерный синтез многофункциональных наноматериалов для биофотоники. Данный проект представляет собой комплексное междисциплинарное исследование, основной задачей которого станет развитие масштабируемых, универсальных и конкурентоспособных лазерных технологий синтеза стабильных биосовместимых наноматериалов, обладающих уникальными морфологическими и структурными свойствами, обеспечивающими возможность использования таких наноматериалов в качестве передовых сенсибилизаторов при радиотерапии и фотогипертермии опухолей, а также новых контрастирующих агентов для методов биомедицинской визуализации, в частности, для оптической когерентной томографии.
Заключение
Биофотоника исследуется и технологически развивается в широком контексте фотобиологии. Основной упор делается на онкологию – диагностика, мониторинг, терапия, реабилитация. Борьба с раковыми заболеваниями поставлена у нас на высочайшем уровне. Важны исследования органов деторождения. Также значимым направлением является продуктивность сельскохозяйственных растений.
Количество патентов по биофотонике в РФ сравнительно небольшое. Можно предположить, что результаты интеллектуальной деятельности предпочитают закреплять в форме ноу-хау. Это контрастирует с американской традицией патентовать РИД по биофотонике.
О сервисе Онлайн Патент:
Онлайн Патент — цифровая система № 1 в рейтинге Роспатента. С 2013 года мы создаем уникальные LegalTech‑решения для защиты и управления интеллектуальной собственностью. Зарегистрируйтесь в сервисе Онлайн‑Патент и получите доступ к следующим услугам:
Онлайн‑регистрация программ, патентов на изобретение, товарных знаков, промышленного дизайна;
Опции ускоренного оформления услуг;
Бесплатный поиск по базам патентов, программ, товарных знаков;
Мониторинги новых заявок по критериям;
Онлайн‑поддержку специалистов.
