مقاله درک ویروس ها و عفونت های ویروسی با روش های بیوفوتونیک

مقاله درک ویروس ها و عفونت های ویروسی با روش های بیوفوتونیک

ترجمه با مهندس شکوفه ساتری

خلاصه

در چند دهه گذشته شیوع عفونت های ویروسی اغلب زیرساخت های بهداشتی در سراسر جهان را به چالش کشیده و موجب افزایش قابل توجه مالی و همچنین رنج انسان شد، علیرغم پیشرفت در فن آوری های تشخیصی. شیوع اخیر ویروس ابولا در قاره آفریقا، ویروس زیکا در قاره آمریکا، SARS (سندرم شدید حاد تنفسی)، MERS (سندرم تنفسی خاورمیانه)، آنفولانزا A و اخیرا SARS-COV-2 (تنفس شدید شدید) سندرم Coronavirus 2) عفونت های ویروسی بارها و بارها اهمیت پیشرفت تکنولوژی را برجسته کرده اند که درک بهتر ویروس ها را فراهم می کند. در این بررسی، ما به طور سیستماتیک جنبه های مختلف ویروس ها را مورد بحث قرار می دهیم و چگونه خواص و توابع آنها را می توان با استفاده از فن آوری های مختلف مبتنی بر نور مورد مطالعه قرار داد. ما بر طبقه بندی ویروس، تشخیص و تعاملات با سیستم ایمنی میزبان تمرکز می کنیم. علاوه بر این، پتانسیل روش های پیشرفته بیوفوتونیک، E.G. رامان، بازتاب مادون قرمز، جذب و طیف سنجی فلورسانس، تکنیک های پیشرفته میکروسکوپی و رویکردهای مبتنی بر بیوسنسور برای تشخیص عفونت های ویروسی، بررسی درمان ها و توسعه واکسن شرح داده شده است. اگر چه پیشرفت قابل توجهی در فن آوری های فوتونی ساخته شده است، که حتی امکان تجسم تعاملات ویروس میزبان را بر روی سطح تک سلولی فراهم می کند، تکامل پیوسته ویروس ها نیاز به پیشرفت بیشتری در راه حل های بیوفوتونیک برای دستگاه های نظارت سریع، مقرون به صرفه و قوی برای غربالگری عفونت های ویروسی دارد .

بیوفوتونیک بالینی

هیپرتروفی adipocytic نشانگر برای بافت چربی ناکارآمد است که می تواند منجر به فیبروز، التهاب، استرس اکسیداتیو و متابولیسم اختلال شود. Photostimulation را می توان تنظیم و بهینه سازی شده برای کاهش تجمع چربی، گونه های اکسیژن واکنشی جداسازی و کاهش التهاب. با استفاده از سلول های بنیادی بافت چربی بدن انسان

تصویربرداری چند منظوره

در دو دهه گذشته، فن آوری های نوری تک تک، از آزمایشگاه به آن منتقل شده اند

پروفیل اسپکتروسکوپی in vitro و in vivo با اطلاعات تشخیصی در زمان واقعی. اخیر

پیشرفت در تصویربرداری چند منظوره نشان داده است که وعده داده شده است که بیشتر افزایش یابد

مشخص کردن بافت ها و جمع آوری بیومارکرهای اضافی و متعامد. علاوه بر این،

ترکیب با روش های پیشرفته محاسباتی، مانند یادگیری ماشین و

رویکردهای هوش مصنوعی، علاوه بر این، ترجمه فوتونیک ها را بهبود می بخشد

سرعت و دقت تشخیصی با کاهش اطلاعات پیچیده و پیچیده و

آن را بیشتر قابل دسترسی است

در این مسئله ویژه ما از ارسال ها استفاده می کنیم که بر تحولات اخیر تمرکز می کنند

دستاوردها در پیاده سازی های بیوفوتونیک چندجمله ای و ترجمه این روش ها.

هدف این است که یک مرور کلی از پیشرفته در مورد ترکیبی از روش های نوری ارائه شود

اپتیک های زیست پزشکی، از جمله توسعه ابزار، برنامه های کاربردی بالینی و پیش از بالینی،

همبستگی داده ها و تجزیه و تحلیل و جنبه های نظارتی برای ترجمه. بررسی های موضعی نیز

خوش آمدی.

محدوده موضوع ویژه شامل موارد زیر است اما محدود به موضوعات زیر نیست:

• طیف سنجی رامان

• تصویربرداری رومان منسجم (CRI)

• توموگرافی انسجام نوری (OCT)

• تصویربرداری طول عمر فلورسانس (FLIM)

• تصویربرداری فلورسنت

• میکروسکوپ غیر خطی و آندوسکوپی، E.G. SHG، TPEF، CARS، THG

• یادگیری ماشین و روش های یادگیری عمیق برای تشخیص و تجزیه و تحلیل تصویر

• optoacoustic (OA)

• تصویربرداری کنتراست Speckle لیزر

• روش های اسپکتروسکوپی پراکنده

بیوفوتونیک با شکوفه ساتری

نقش سیستم های رباتیک در سال های گذشته افزایش یافته است تا جراحان را در طی عمل جراحی کمک کند. دیداری

دوربین های مهم برای راهنمایی های نوری هستند. ابزارهای بیوفوتونیک می توانند این تکنیک های نورپردازی را برای بهبود کنتراست، ویژگی های آناتومیک و پاتولوژی های تبعیض آمیز را تکمیل کنند. تکنیک های Labelfree که در گذشته مورد استفاده قرار گرفته اند شامل فلورسانس، تصویربرداری طول عمر فلورسانس،

تصویربرداری عکس، آندومیکروسکوپی، طیف سنجی رامان، تصویربرداری هیپرسپکترال و انتشار پراکنده

طیف سنجی بازتابی روش های دیگر نیز خوش آمدید.

توموگرافی انسجام نوری

خواص نوری بافت بیولوژیکی

خواص نوری بافت بیولوژیکی

با استفاده از یک سیستم طیف‌سنجی کروی یکپارچه دوگانه و تکنیک مونت کارلو معکوس، ما در حال اندازه‌گیری خواص نوری بافت (ضریب جذب μa، ضریب پراکندگی μs، ضریب شکست n، و ضریب ناهمسانگردی پراکندگی g) در محدوده طول موج مرئی و نزدیک به مادون قرمز هستیم. .

فانتوم بافت نوری

فانتوم بافت نوری

ما در حال توسعه فانتوم‌های بیولوژیکی با تقلید از ویژگی‌های نوری بافت مورد علاقه برای ارزیابی کمی و بسیار تکرارپذیر نور درمانی و تشخیص هستیم.

آزمایشگاه بیوفوتونیک

تصویربرداری نوری و میکروسکوپ - تکنیک ها و سیستم های پیشرفته

این متن در مورد سیستم های نوری معاصر برای محققان و مهندسان نوری، دانشجویان فارغ التحصیل و میکروسکوپ های نوری در علوم زیستی و زیست پزشکی در نظر گرفته شده است. این ویرایش دوم شامل دو فصل کاملاً جدید است. علاوه بر این، بیشتر فصل های چاپ اول بازبینی و به روز شده اند. این کتاب از سه بخش تشکیل شده است: بخش اول درباره سیستم‌های نوری با دیافراگم بالا، که ستون فقرات میکروسکوپ‌های نوری را تشکیل می‌دهند، بحث می‌کند. به عنوان مثال، فصل جدیدی در ویرایش دوم در زمینه نوظهور لنزهای پراش دیافراگم عددی بالا است که به نظر می‌رسد نوید خاصی در بهبود تصحیح لنزها دارد. در این بخش توجه ویژه ای به ذخیره سازی داده های نوری می شود. بخش دوم در مورد استفاده از تکنیک های نوری غیر خطی، از جمله تحریک نوری غیرخطی (فلورسانس بازتاب داخلی کل، تولید هارمونیک دوم و سوم و میکروسکوپ دو فوتونی) و طیف سنجی غیر خطی (CARS) است. بخش پایانی کتاب تکنیک‌های متفرقه‌ای را ارائه می‌کند که یا بدیع یا شناخته شده هستند، اما کاربردهای جدیدی پیدا می‌کنند. نمونه دومی، میکروسکوپ نیروی فوتونیکی است که اکنون به سرعت در حال تبدیل شدن به یک ابزار مهیج و ضروری برای نور دادن به عملکرد درونی سلول‌های خاص یا اندازه‌گیری خواص نانومکانیکی تک مولکول‌ها است.

بیوفوتونیک با شکوفه ساتری