Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Рис.1. Принцип визуализации наночастиц во внутриклеточной жидкости при помощи ультразвуковой голографии. Сигнальный модуль доступа (signal access module) обеспечивает текущее положение отраженного лазерного луча, которое контролируется позиционно-чувствительным детектором (position-sensitive detector - (PSD)). Динамика кантилевера передается на вход синхронного усилителя (lock-in amplifier). По контрольной синхронизированной разности частот fc-fs контролируется локальное возмущение в сопряженных осцилляциях системы кантилевер – клетка. По картированию силы связывания в сканируемой области клетки выводится фазовый образ, содержащий информацию о погруженных наночастицах SWCNH .
Рис.2. Возможности различных инструментальных подходов в изображении мышиной легочной ткани,подвергнутой воздействию наночастиц в in vivo эксперименте; a-d: макрофаги контрольного образца без наночастиц, e-h: макрофаги из ткани, экспонированной с SWCNH в течение 7 дней; a,e – оптический метод; b,c,f,g – атомно-силовая микроскопия; d,h – метод ультразвуковой голографии SNFUH. Белые точки, некоторые из которых указаны зелеными стрелками, соответствуют наночастицам, расположенным внутри клеток.

Исследование наночастиц внутри клеток

Ключевые слова:  голограмма, микроскопия, наночастица

Опубликовал(а):  Костюкова Мария Николаевна

22 сентября 2008

Использование наноматериалов входит в обычную практику и мы все чаще сталкиваемся с вопросом: Как влияют синтетические наноматериалы на биологические организмы?

Визуализация наночастиц становится важной задачей в нанотоксикологии и медицинских приложениях, таких как направленная доставка лекарств и фармакологические исследования. Однако до сих пор большинство исследований опираются на информацию о поверхности образцов и не имеют данных о распределении наночастиц внутри клеток.

Недавно ученые продемонстрировали возможность заглянуть внутрь клетки с помощью нового метода - сканирующей в ближнем поле ультразвуковой голографии - Scanning Near Field Ultrasound Holography (SNFUH) – этот революционный подход обеспечивает неинвазивное нано-разрешение для изображения глубоко проникающих частиц. Он дает возможность получить одновременную топографию и голографию с нанометровым разрешением, а также обеспечивает альтернативный способ изучения клетки в ее нормальном состоянии, без применения различных воздействий: помещения в вакуум, покрывания металлом, обстреливанием электронами и т.д. как это происходит в случае применения электронной микроскопии или флуоресцентных методов.

Метод SNFUH сочетает три различных подхода. Это уникальная комбинация сканирующей зондовой микроскопии (которая обеспечивает отличное боковое и вертикальное разрешение), совмещенной с ультразвуковой детекцией (которая «просматривает» структуру изнутри слой за слоем) и новый голографический подход (для улучшения разрешения по фазе).

Используя в качестве наночастиц одностеночные углеродные наногорны (single-walled carbon nanohorns (SWCNHs)) диаметром 70-100 нм в in vivo эксперименте на мышах, с помощью SNFUH удалось визуализировать частицы в жидкости клеток и в крови, таким образом показав, что наночастицы вызывают достаточное рассеяние волн для визуализации их с помощью ультразвуковой голографии.

В получении и обработке данных использовался следующий принцип: если клетка колеблется с мегагарцевой частотой fs, определяемой пьезоэлектрическим кристаллом атомно-силового микроскопа, то ультразвук, проходящий через клетку, может немного влиять на положение кантилевера, находящегося в контакте с клеточной поверхностью, и в то же время водная среда клетки обеспечивает необходимые условия для распространения ультразвукового спектра. А когда кантилевер колеблется без прикосновения к клетке с собственной частотой fc, становится возможным вычислить параметры взаимодействия иглы и поверхности клетки. Такая детекция с использованием связи между двумя осцилляторами обеспечивает информацию о внутреннем состоянии клетки.

Работа Imaging nanoparticles in cells by nanomechanical holography опубликована в журнале Nature Nanotechnology.




Комментарии
Увидел (впервые) русский перевод слова nanohorn и что-то вспомнилось: в начале года в планах портала "нанометр" было создание глоссария (возможно, онлайн-пополняемого) для унифицирования терминологии (нанотерминологии). ИМХО, по-прежнему актуально

"This is the maiden all forlorn,
That milked the cow with the carbon horn.."
g e n, 23 сентября 2008 22:39 
Такие планы были у сайта Роснано, если я правильно помню. И начали осуществляться.
За сайтом Роснано как-то не слежу.
А вот Евгений Алексеевич говорил уже делается :)
Владимир Владимирович, 24 сентября 2008 02:29 
"This is the maiden all forlorn,
That milked the cow with the carbon horn.."


This is the man with graphene neatly torn,
That kissed the maiden all forlorn,
That milked the cow with the carbon horn...
Владимир Владимирович,

This is gray goo all "in vitro" was born
That worried the man with graphene neatly torn,
That kissed the maiden all forlorn,
That milked the cow with the carbon horn...

Забанят. За флуд.
Владимир Владимирович, 28 сентября 2008 02:29 
Александр Борисович,

This is the hAdron that burst'd in the morn
That wiped all the goo that "in vitro" was born
That worried the man with graphene neatly torn,
That kissed the maiden all forlorn,
That milked the cow with the carbon horn...

Как забанят? Тут же столько научных терминов и концепций
Егошин Алексей Валентинович, 29 сентября 2008 17:23 
Да, человечество шагнуло далеко вперёд, нанотехнологии проникают во все сферы человеческой жизни, а это значит, что в ближайшее время появится термин «нанозагрязнение» - загрязнение окружающей среды наночастицами. Недавно в СМИ «пролетало», что «нанозагрязнение» может представлять большую опасность для клеток живых организмов, так как наночастицы «свободно» проникают сквозь клеточные мебмраны. Самое неприятное то, что экологи, к этому типу загрязнения абсолютно не готовы. Все существующие на сегодняшний день методики направлены на выявление химического/физического загрязнения. Способов борьбы с «традиционными» видами загрязнения, также предостаточно, что нельзя сказать о загрязнении окружающей среды «наночастицами».
Владимир Владимирович,
в изящном искусстве стихосложения с вами трудно состязаться
(тем более, что приличные рифмы к "morn" заканчиваются :)))

Алексей Валентинович,
ИМХО, с нанозагрязнением не всё так страшно
В природе изначально очень много всяческих "нано", она адаптировалась (и клеточные мембраны тоже).
А "страшный-смертельный-нано-артефакт& quot; (that "in vitro" was born) скорее из области "серой слизи"
Владимир Владимирович, 30 сентября 2008 07:29 
Александр Борисович,
Вы не поверите, но после Вашего изящного описания проблем колорадских жуков, у меня мелькнула идея предложить Вам попытать сил с этой рифмой (у меня ничего публикуемого не вышло )
Прочитала информацию - «Новые контрастирующие частицы для фотоакустической томографии». «Как влияют синтетические наноматериалы на биологические организмы?». «Фотоакустическая томография коры головного мозга показала, что, действительно, произошло усиление контраста между сосудами и веществом мозга. Осталось только показать, что и опухоли будут накапливать эти частицы, облегчая диагностику»…?
Белик Людмила Ивановна, 07 октября 2008 09:39 
Красиво , но непрочно и - ЗАПОМНИТЕ навсегда - НЕЛЬЗЯ считать мышью человека - у нас есть нити нашей разумности почти везде - мы выстроены как будто из светонитей , а их вам испортят добры молодцы нанотехнологи с биологами во главе . О человеке знают не более 7 % и мы не бао , мы в нем . ЗНАТЬ , ЗНАТЬ и ЗНАТЬ , а уже потом мечтать изменять что - либо . Моя книга "Ошибки нанотехнологий" вас поразит открытиями и описанием ваших открытий иначе - как опасны или наоборот . Ищу издателя или инвестора - ценней приобретения прав на нее он не найдет . Людмила Белик yurabelik@mail.ru

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Кристалл
Кристалл

На XXI Менделеевском съезде награждены выдающиеся ученые-химики
11 сентября 2019 года в Санкт-Петербурге на XXI Менделеевском съезде по общей и прикладной химии объявлены победители премии выдающимся российским ученым в области химии. Премия учреждена Российским химическим обществом им. Д.И.Менделеева совместно с компанией Elsevier с целью продвижения и популяризации науки, поощрения выдающихся ученых в области химии и наук о материалах.

Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых
Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых. Об этом премьер-министр РФ Дмитрий Медведев сообщил, открывая встречу с нобелевскими лауреатами, руководителями химических обществ, представителями международных и российских научных организаций.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Синтез “перламутровых” нанокомпозитов с помощью бактерий. Оптомагнитный нейрон.Устойчивость азотных нанотрубок. Электронные характеристики допированных фуллереновых димеров.

Люди, создающие новые материалы: от поколения X до поколения Z
Е.В.Сидорова
Самые диковинные экспонаты научной выставки, организованной в Москве в честь Международного года Периодической таблицы химических элементов в феврале 2019 г., можно было рассмотреть только "вооруженным глазом»: Таблица Д.И.Менделеева размером 5.0 × 8.7 мкм и нанопортрет первооткрывателя периодического закона великолепно демонстрировали возможности динамической АСМ-литографии на сканирующем зондовом микроскопе. Миниатюрные произведения представили юные участники творческих конкурсов XII Всероссийкой олимпиады по нанотехнологиям, когда-то задуманной академиком Ю.Д.Третьяковым — основателем факультета наук о материалах (ФНМ) Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова. О том, как подобное взаимодействие со школьниками и студентами помогает сохранить своеобразие факультета и почему невозможно воплощать идею междисциплинарного естественнонаучного образования, относясь к обучению как к конвейеру, редактору журнала «Природа» рассказал заместитель декана ФНМ член-корреспондент РАН Е.А.Гудилин.

Как наночастицы применяются в медицине?
А. Звягин
В чем преимущества наночастиц? Как они помогают ученым в борьбе с раком? Биоинженер Андрей Звягин о наночастицах в химиотерапии, имиджинговых системах и борьбе с раком кожи.

Медицинская керамика: какими будут имплантаты будущего?
В.С. Комлев, Д. Распутина
Почему керамические изделия применяются в хирургии? Какие технологии используются для создания имплантатов? Материаловед Владимир Комлев о том, почему керамика используется в медицине, как на ее основе создаются имплантаты и какие перспективы у биоинженерии

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!



вертебропластика позвоночника лучевой терапией
 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.