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

 

Камыш
Камыш

Интервью с участниками, авторами задач и организаторами XIII Олимпиады
Предлагаем ознакомиться с подборкой видеороликов - миниинтервью, взятых в течение очного тура XIII Всероссийской Интернет-олимпиады по нанотехнологиям "Нанотехнологии - прорыв в будущее!" (25 - 30 марта 2019 года).

Неделя Олега Лосева
Портал RSCI.RU и инициаторы проведения "Недель Олега Лосева" приглашают все вузы и факультеты физико-технологического и радиоэлектронного профиля к участию в первой Неделе Олега Лосева в Рунете, посвященной Олегу Владимировичу Лосеву - признанному пионеру полупроводниковой электроники и оптоэлектроники.

Магистратура Московского университета по химической технологии
Химический факультет МГУ имени М.В.Ломоносова объявляет о приеме в магистратуру "Химическая технология" для подготовки специалистов в области полимерных композиционных материалов, углеродных материалов, защитных покрытий.

Интервью с Константином Козловым - абсолютным победителем XIII Наноолимпиады
Семенова Анна Александровна
Школьник 11 класса Константин Козлов (г. Москва) стал абсолютным победителем Олимпиады "Нанотехнологии - прорыв в будущее!" 2018/2019 по комплексу предметов "физика, химия, математика, биология". О своих впечатлениях, увлечениях и немного о планах на будущее Константин поделился с нами в интервью.

Микроэлементарно, Ватсон: как микроэлементы действуют на организм
Алексей Тиньков
Как на нас воздействуют кадмий, ртуть, цинк, медь и другие элементы таблицы Менделеева рассказал сотрудник кафедры медицинской элементологии РУДН Алексей Тиньков в интервью Indicator.Ru

Зимняя научная конференция студентов 4 курса ФНМ МГУ 22-23 января 2019 г.
Сафронова Т.В.
Настоящий сборник содержит тезисы докладов зимней научной студенческой конференции студентов 4-го курса ФНМ

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!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



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.