Начало >> Статьи >> Архивы >> Лазерная диагностика в биологии и медицине

КР-микроскопия биологических структур - Лазерная диагностика в биологии и медицине

Оглавление
Лазерная диагностика в биологии и медицине
Взаимодействие лазерного излучения с биологическими системами
Лазеры для диагностики биологических объектов
Техника безопасности
Лазерная нефелометрия
Лазерная поляризационная нефелометрия
Индикатор иммунологических реакций
Проточные анализаторы микрочастиц
Лазерная спектроскопия квазиупругого рассеяния
Методы обработки сигнала
Диагностика биологических объектов на основе измерения коэффициентов диффузии
Диагностика на основе регистрации скоростей направленного движения
Лазерная доплеровская спектроскопия живых клеток
Лазерная интерферометрия
Голографические методы диагностики
Абсорбционно-трансмиссионный анализ с использованием перестраиваемых лазеров
Абсорбционная спектроскопия быстропротекающих процессов
Калориметрические методы диагностики
Экспериментальные исследования оптико-акустическим методом
Конструкции спектрофонов и зондов
Области применения калориметрических методов
Физические основы спектроскопии КР
Применение спектроскопии КР в биохимических исследованиях
КР-микроскопия биологических структур
Применение спектроскопии КР в офтальмологии
Лазерный флуоресцентный анализ
Микроскопия и микроспектрофлуориметрия
Примеры применения лазерной флуоресцентной диагностики
Дистанционная флуоресцентная диагностика растений
Заключение

КР-микроскопия биологических структур и живых клеток
Методы микроскопии КР дают большие возможности для исследований in situ на клеточном уровне. Объединение спектрометра КР с обычным оптическим микроскопом в один прибор позволяет использовать все способы наблюдения клетки, разработанные в оптической микроскопии, без какой-либо специальной подготовки объекта. Можно выделить две основных методики измерений: точечное освещение объекта с одноканальной регистрацией и общее его освещение с многоканальной регистрацией.
В первой методике пучок лазерного излучения фокусируется оптической системой микроскопа в пятно, размеры которого определяются дифракционным пределом (менее 1 мкм в перетяжке). Рассеянный назад исследуемым образцом свет собирается тем же объективом и направляется на входную щель спектрометра.
Во второй методике частично расфокусированным пучком освещается большая область (150—300 мкм в диаметре). Из всего КР-спектра выделяется одна составляющая, соответствующая какому-либо волновому числу и отражающая наличие некоторого специфического компонента образца. Далее строится микрографическое изображение, отображающее распределение этого компонента по освещенной области. Получение такого КР-изображения/постигается путем передачи через спектрометр оптического изображения, формируемого объективом микроскопа, на фотокатод многоканального детектора.
Можно также получать изображение объекта сканированием по нему сфокусированным пучком.
Были получены КР-изображения малых объемов нативной древесной ткани [29]. При этом экспериментальные спектры соответствовали двум основным компонентам этой ткани: целлюлозе (линии 330, 380, 1098, 2890 и 2940 см-1) и лигнину (линии 1120, 1150, 1340, 1380 и 1450 см-1).
Микроскопия КР используется также и в резонансном варианте. Например, были получены КР-изображения хромобактерий [30] и различных видов морских водорослей [31] как в суспензии, так и одиночных клеток. Так, РКР- спектры в диапазоне 900—1600 см-1 были получены для
типов содержащих каротин бактерий и 9 клонов морского планктона. Было показано, что имеются четкие различия в спектрах клеток разных типов. При этом индивидуальные клетки могут быть детектированы на фоне суспензии других клеток без необходимости их предварительного разделения [32].
По сравнению с КР-микроскопами, использующими спонтанное КР света, АСКР-микроскопы дают существенно более сильный сигнал [33]. Их пространственное разрешение определяется главным образом параметрами системы получения изображения, а не диаметром сфокусированного пучка. Так как монохроматор не нужен, то пространственное разрешение не ограничивается параметрами дифракционных решеток.
В [33] описан АСКР-микроскоп с пространственным разрешением 0,7 мкм, которое потенциально может быть доведено до 0,35 мкм. Изображение клеток кожицы лука в диапазоне 1900—2700 см-1 получали сканированием в пределах 300 х 300 мкм. Выбор этого диапазона волновых чисел определяется тем, что он сравнительно свободен от линий, соответствующих большинству колебаний молекул, но включает линии дейтерированных связей С—Н и О—Н.
Клетки предварительно выдерживали в D20 в течение 4 часов. Общее изображение клетки при настройке на линию 2450 см-1, соответствующую колебанию О—D, в целом повторяло ее обычное изображение в белом свете, однако не содержало ядер как составных частей. Это говорит о том»
что за 4 часа D20 проникает во все области внутри клетки, кроме ядёр.
Этот эксперимент показывает возможности АСКР-микроскопии для изучения динамики обмена веществ на клеточном уровне.



 
« Кровохарканье и легочное кровотечение   Лапароскопическая аппендэктомия у детей »