Всероссийская Интернет-олимпиада школьников, студентов,
аспирантов и молодых ученых в области наносистем, наноматериалов и
нанотехнологий "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!"
Оптический (лазерный) пинцет, оптическая ловушка. Свет взаимодействует с материальными объектами, оказывая на них давление. Принцип лазерного пинцета можно объяснить с точки зрения теории электромагнитного поля и геометрической оптикиоптики, первый вариант подходит в случае, когда частица намного меньше длины волны лазерного излучения, второй – когда частица больше. 1). В электромагнитном поле диэлектрическая частица поляризуется, заряды на поверхности частицы обеспечивают ее втягивания в область с максимальным напряжением поля. 2). Частица преломляет свет, когда она находится в максимуме интенсивности электромагнитного поля (в лазерном пучке интенсивность излучения спадает к краям), преломление света происходит симметрично. При смещении частицы большая часть рассеянного (преломленного) света распространяется в одном направлении, соответственно на частицу оказывается сила противодействия, возвращающая ее в исходное положение.
В биологии: для исследования механических свойств макромолекул (ДНК, РНК, цитоскелет), для исследования вращающихся молекулярных моторов, в клеточных сортерах, и т.п.
Можно работать с объектами: рибосома, клеточное ядро, лизосома, митохондрия, хромосома, эритроцит – по размерам примерно подходят к диапазону работы лазерного пинцета. В то же время надо иметь в виду, что объекты, имеющие одинаковый показатель преломления со средой, не могут быть удержаны лазерным пинцетом, поэтому прозрачная вакуоль лизосомы остается под вопросом. Что касается эритроцита – возможно, интенсивное поглощение света и нагревание может привести к его разрушению. Нервный ганглий, клетка Пуркинье, яйцеклетка морского ежа – слишком крупные объекты. Молекула глюкозы, молекула этанола, полипептидная цепь – маленькие объекты, нет различий в показателях преломления со средой (глюкоза, этанол), что касается полипептидной цепи, то если имеется в виду глобула белка, то в принципе, если она достаточно большая (на самом деле она должна быть исключительно большая), то использование лазерного пинцета возможно, если речь идет о развернутой цепи – то нет.
Вода имеет больший показатель преломления, чем в воздух, в водной среде пузырьки воздуха будут не удерживаться в ловушке, а убегать из нее.
Можно переместить ядро, т.к. для работы лазерного пинцета лазерный луч должен быть сфокусирован на ядре, если клеточная мембрана не попадает в фокус, то по идее она не повреждается. проблема будет в том, что ядро не плавает независимо, с ним ассоциированы ЭПР, клеточный центр и цитоскелет, все это в процессе перемещения будет повреждено. Удалить ядро можно точечным выжиганием при увеличении мощности лазера, тоже при хорошей фокусировке можно не повредить мембрану.
Фокусировка необходима, это позволяет удерживать объект в трехмерном пространстве. В нефокусированном пучке объект будет передвигаться под действием давления света (в сторону распространения света). В случае несфокусированных пучков света используют 2 источника, располагая их друг напротив друга, при сбалансированной мощности можно удерживать объект неподвижно.
Эксперимент: важно, чтобы были закреплены как ДНК, так и РНК-полимераза. Конец цепочки ДНК можно прикрепить к подложке. Ни цепочку ДНК, ни фермент РНК-полимераза сами по себе не будут удерживаться лазерным пинцетом. Поэтому обычно их прикрепляют к полистирольным шарикам микронного размера (ковалентно пришивают), а уже шарик удерживают лазерным пинцетом. Т.о. конец ДНК либо закреплен на подложке, либо на шарике, который удерживается вторым пинцетом, фермент – на шарике, удерживается пинцетом. Но как проводить измерения? Необходима система обратной связи – обычно это картина рассеяния света шариком в лазерном пучке. Если происходит смещение шарика в пределах пучка (в результате того, что фермент продвинулся вдоль цепи ДНК), то изменяется рассеяние. Необходима система обратной связи, позволяющая перемещать пучок так, чтобы восстановить рассеяние, т.е. переместить пучок так, чтобы шарик вновь оказался в центре лазерного пучка. Расстояние, на которое перемешается пучок, измеряют, и т.о. можно измерить скорость. Т.о. 2 принципиальных момента: использование микрошариков для захвата пинцетом, наличие системы обратной связи.
Основная проблема использования в биологии – возможное повреждающее действие на объект – перегрев объекта. Также – необходимость использования экзогенных микрочастиц, т.к. не все биообъекты можно захватить оптическим пинцетом. Решения – для первой – адекватный подбор параметров. Здесь можно упомянуть про вариации метода в вращающимися лазерными пучками, бесселевыми пучками для захвата нескольких объектов и т.п.
Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2022
Коллектив авторов Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2022 содержат следующую информацию:
• Подготовка бакалавров на факультете наук о материалах МГУ
• Состав Государственной Экзаменационной Комиссии
• Расписание защит выпускных квалификационных работ бакалавров
• Аннотации квалификационных работ бакалавров
В эпоху коронавируса и борьбы с ним в существенной степени меняется парадигма выполнения творческих работ и ведения бизнеса, в той или иной мере касаясь привлечения новых типов дистанционного взаимодействия, использования виртуальной реальности и элементов искусственного интеллекта, продвинутого сетевого маркетинга, использования современных информационных технологий и инновационных подходов. В этих условиях важным является, насколько само общество готово к использованию этих новых технологий и как оно их воспринимает. Данной проблеме и посвящен этот небольшой опрос, мы будет рады, если Вы уделите ему пару минут и ответите на наши вопросы.
Небольшой опрос о том, как изменились подходы современного предпринимательства в контексте новых и возникающих форм ведения бизнеса, онлайн образования, дистанционных форм взаимодействия и коворкинга в эпоху пандемии COVID - 19.
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.
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.
