تصویربرداری از سلول های بیولوژیکی از داخل

محققان چینی و ایتالیایی روشی را برای استفاده از قطرات چربی طبیعی درون سلول‌های چربی به‌عنوان ریز لنز، برای مشاهده و نظارت بر ساختارهای درون سلولی و سیگنال‌های فلورسانس خارج سلولی ایجاد کرده‌اند.

در مقایسه با میکروسکوپ فلورسانس سنتی، تظاهرات تیم نشان داد که تصویربرداری با میکرولنز بیوفتونیک وضوح تصویر و قدرت سیگنال را افزایش می‌دهد در حالی که به نور کمتری نیاز دارد، که می‌تواند به نمونه‌های زنده آسیب برساند و از بین ببرد. محققان امیدوارند که بتوانند روش خود را در تشخیص سرطان، عفونت ویروسی و سایر بیماری‌ها در زمان واقعی مورد استفاده قرار دهند.

تصویربرداری فلورسانس، یا طبیعی

میکروسکوپ فلورسانس معمولاً برای نظارت بر تغییرات درون سلولی و سیگنال های خارج سلولی در زمان واقعی استفاده می شود. با این حال، سیگنال های فلورسانس از ساختارهای درون سلولی به طور کلی ضعیف هستند و تشخیص آنها دشوار است. پمپاژ کردن شدت نور تحریک می تواند قدرت سیگنال فلورسانس را بهبود بخشد - اما همچنین احتمال سمیت نوری و سفید شدن نور را افزایش می دهد.

محققان مؤسسه نانوفوتونیک، دانشگاه جینان، چین، و مؤسسه علوم کاربردی و سیستم‌های هوشمند، ایتالیا، تصمیم گرفتند به دنبال رویکرد طبیعی‌تری برای بهبود تصویربرداری فلورسانس از ساختارهای درون سلولی باشند. آنها استفاده از قطرات لیپید درون زا در سلول های زنده را به عنوان میکرولنزها برای بهبود تصویربرداری به صفر رساندند. از آنجایی که کره های لیپیدی به طور طبیعی وجود دارند، کاملاً زیست سازگار هستند

قبل از آزمایش‌های نمایشی، محققان قطرات لیپید را در سلول‌های چربی بالغ (که معمولاً سلول‌های چربی نامیده می‌شوند) مشخص کردند. قطرات صاف و کروی با قطرهای 0.5 تا 40 میکرومتر و ضریب شکست در حدود 1.52 بودند. عدد دوم بالاتر از شاخص سیتو و پری پلاسم است. که باعث شد قطرات لیپید برای تصویربرداری فلورسانس درون سلولی و برای تشخیص سیگنال های فلورسانس خارج سلولی مناسب باشند.

برای هدایت ریز لنزهای لیپیدی از طریق سیتوپلاسم برای تصویربرداری از ساختارهای مختلف داخل و خارج سلول، محققان دریافتند که موچین های نوری 1064 نانومتری ایده آل هستند و در امتداد قطرات حرکت می کنند و در عین حال کمترین آسیب را به سلول وارد می کنند. راه اندازی آزمایشی برای نمایش میکرولنز شامل یک سیستم موچین نوری اسکن با یک میکروسکوپ نوری معکوس برای تشخیص سیگنال های میدان روشن و فلورسانس بود.

نگاه کردن به داخل و خارج

برای تظاهرات تصویربرداری میدان روشن درون سلولی، ساختارهایی که باید مشاهده شوند در زیر قطره لیپید در سیتوپلاسم قرار گرفتند و به قطره اجازه دادند تا به آرامی بر ساختار فشار بیاورند. در این آزمایش‌های اولیه حالت تماس، محققان دریافتند که این قطرات می‌توانند ویژگی‌های ساختاری را با اندازه ۱۰۰ نانومتر، با سیگنال قوی‌تر و با استفاده از قدرت تحریک قابل‌توجه کمتر در مقایسه با میکروسکوپ فلورسانس سنتی، شناسایی کنند.

این تیم قادر به تصویربرداری و ردیابی در زمان واقعی رشته‌های اکتین نشان‌دار شده با فلورسنت در اسکلت سلولی و همچنین لیزوزوم‌ها و آدنوویروس‌هایی بودند که از طریق سیتوپلاسم مهاجرت می‌کنند، به مدت 10 دقیقه.

برای نشان دادن تشخیص سیگنال فلورسانس خارج سلولی با استفاده از لنزهای لیپیدی، محققان از فاصله کانونی طولانی و ضریب شکست بالای قطرات چربی استفاده کردند. در این حالت غیر تماسی، آنها می‌توانند از میکرولنز لیپیدی برای شناسایی سیگنال‌های فلورسانس در خارج از دیواره سلولی و ریزمحیط و بافت‌های اطراف استفاده کنند. در مطالعات توصیفی با طول موج های خاص نور، آنها دریافتند که فاصله کانونی با افزایش قطر قطرات چربی افزایش می یابد. به عنوان مثال، یک نور تحریکی با طول موج λ = 473 نانومتر که از یک میکرولنز لیپیدی با قطر بیش از 2 میکرومتر عبور می کند، فاصله کانونی بیشتر از 10λ دارد.

پژوهش بین رشته ای با تیم مهندس شکوفه ساتری

پژوهش بین رشته ای با تیم مهندس شکوفه ساتری

نانو فوتونیک کاربردی

مجله نانوفوتونیک

بیوفوتونیک: برای درمان بیماری سبک است

بیوفوتونیک یا پزشکی پزشکی ، یک رشته نسبتاً ناشناخته است ، گرچه اکنون سالهاست که وجود دارد. حتی ممکن است شما بدون آنکه متوجه شوید از آن بهره مند شده اید. برخی از بزرگترین پیشرفتهای این رشته را می توان در زمینه های مربوط به آنکولوژی ، پوست ، چشم ، جراحی و قلب و عروق یافت.

نانوبیوفوتونیک

موارد برجسته مقاله

ویژگی های نوری ، به طور کلی ، به شدت توسط اندازه ذرات تعیین می شود و بنابراین نانومواد ویژگی های نوری را نسبت به ساختارهای ماکروسکوپی خود بهبود بخشیده اند.

NIR-نانوبیوفوتونیک  مزیت منحصر به فردی را در استفاده از اشعه غیر یونیزه کننده برای نفوذ بافت غیر تهاجمی فراهم می کند و تشدید نوری مبتنی بر NIR سه هدف عمده در زمینه زیست پزشکی دارد: گرمایش موضعی ، تصویربرداری فلورسانس موضعی و آزاد سازی موضعی داروها یا سایر مواد شیمیایی از حامل.

 

سیستم های رهاسازی نانودارو مبتنی بر بیوفوتونیک نزدیک مادون قرمز و کاربرد بالقوه آنها برای اختلالات عصبی

سیستم های رهاسازی نانودارو مبتنی بر بیوفوتونیک نزدیک مادون قرمز و کاربرد بالقوه آنها برای اختلالات عصبی

چکیده

مقدمه: نانوذرات ‘هوشمند’ پاسخ دهنده اشعه مادون قرمز (NIR) ، کنترل مکانی و زمانی را بر روند تحویل دارو ، بدون تهاجم ، بدون تأثیر بر بافتهای سالم امکان پذیر می کنند و بنابراین پتانسیل بالایی برای تحویل دارو و ژن مورد نیاز ، دارند. تکنیک های مختلف تحویل دارو / ژن واکنش دهنده به NIR برای اختلالات محیطی (به ویژه برای سرطان) تحت بررسی است. با این وجود ، پتانسیل آنها به طور گسترده ای برای کاربرد پزشکی پزشکی مغز بررسی نشده است.

کاربردهای بیوفوتونیک و نانومواد در مهندسی پزشکی

نور و ماده مبانی فیزیک کوانتوم. نور معمولی. اصول لیزر. موضوع. نانوبیوفوتونیک: بیوفوتونیک و فناوری نانو. مبانی زیست شناسی و ترمودینامیک. بیوفوتونیک فناوری نانو مواد نانوبیومی مواد زیستی و اصلاح سطح. مواد نانو پزشکی نانو: کاربردهای بیوفوتونیک و مواد نانو. لحیم کاری بافت لیزری. تحویل دارو. Theranostic: تشخیص و درمان سرطان. تصویربرداری پزشکی.

کاربردهای بیوفوتونیک و نانومواد در مهندسی پزشکی

کاربردهای بیوفوتونیک و نانومواد در مهندسی پزشکی

این کتاب پیوندی را بین رشته های مختلف نانو فیزیک ، بیوفوتونیک ، نانومواد و کاربردهای نانوبیوفوتونیک در تحقیقات و مهندسی پزشکی فراهم می کند. اصول نور ، ماده ، نانومواد و فیزیک نانو با هم بحث شده و کاربردهای مربوطه در مهندسی پزشکی و همچنین سایر عوامل مرتبط تأثیرگذار بر روند تعامل توضیح داده شده اند. تحقیقات نظری و تجربی با تأکید بر تأثیر عوامل مشترک حیاتی بر کاربردها ، ترکیبی است.

نانوفوتونیک و میکرو / نانو اپتیک

تمرکز این کنفرانس بر روی طراحی ، ساخت و استفاده از ساختارهای میکرو / نانو است که تولید ، انتشار ، دستکاری و تشخیص نور از مادون قرمز به فرابنفش را تسهیل می کند. مقالاتی در زمینه موضوعات زیر و مرتبط با آنها ارائه می شود: