Preview

Вестник трансплантологии и искусственных органов

Расширенный поиск

ИССЛЕДОВАНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ НА КЛЕТОЧНОМ И СУБКЛЕТОЧНОМ УРОВНЕ С ПОМОЩЬЮ ФЕМТОСЕКУНДНОГО ЛАЗЕРНОГО ОПТИЧЕСКОГО ПИНЦЕТА-СКАЛЬПЕЛЯ

https://doi.org/10.15825/1995-1191-2009-3-107-113

Полный текст:

Аннотация

Целью данной работы является разработка элементов технологии прецизионного трехмерного позицио- нирования одного или нескольких биологических объектов микронного и субмикронного размеров. Для этого в Объединенном институте высоких температур РАН разработан и изготовлен лабораторный обра- зец программно-аппаратного комплекса оптического фемтосекундного лазерного пинцета-скальпеля на основе приборной базы, производимой в России. Получены экспериментальные результаты о максималь- ной скорости манипулирования CHO и клетками культуры, полученной из спинального ганглия млекопи- тающего (по протоколам получения очищенных культур шванновских клеток), а также о взаимодействии излучения с внутриклеточными структурами, которое приводит к изменению предполагаемого поведе- ния клетки в области оптической ловушки и максимальной скорости манипулирования последней. 

Об авторах

М. М. Ракитянский
Объединенный институт высоких температур РАН, Москва НИИ нейрохирургии им. Бурденко РАМН, Москва
Россия


М. Б. Агранат
Объединенный институт высоких температур РАН, Москва
Россия


С. И. Ашитков
Объединенный институт высоких температур РАН, Москва
Россия


М. Н. Карагяур
МГУ, факультет фундаментальной медицины
Россия


Д. М. Мухамеджанова
Московский государственный медико-стоматологический университет, Москва
Россия


С. П. Домогатский
Российский кардиологический научно-производственный комплекс МЗиСР РФ, Москва
Россия


А. В. Овчинников
Объединенный институт высоких температур РАН, Москва
Россия


Д. С. Ситников
Объединенный институт высоких температур РАН, Москва
Россия


Д. В. Стамбольский
МГУ, факультет фундаментальной медицины
Россия


И. Н. Шевелев
НИИ нейрохирургии им. Бурденко РАМН, Москва
Россия


Список литературы

1. РакитянскийМ.М.,АгранатМ.Б.,АшитковС.И. и др. Фемтосекундный лазерный «пинцет-скальпель» для захвата и манипулирования нанообъектами, оптической микро-нанохирургии и тканевой инженерии // Тезисы международного форума по нанотехнологи- ям Rusnanotech. М. 2008.

2. Саркисов О.М. Перспективы применения голографи- ческого пинцета и скальпеля как наноинструмента биомедицинских технологий // Тезисы международ- ного форума по нанотехнологиям Rusnanotech. М. 2008.

3. Ashkin A., Dziedzic J.M., Bjorkholm et al. Observation of a single beam gradient trap for dielectric particles // Opt. Lett. 1986. No 11. Р. 288–290.

4. Ashkin A., Dziedzic J.M. Optical trapping and manipula- tion of viruses and bacteria // Science. 1987. Vol. 235 (4795). Р. 1517–1520.

5. Ashkin A., Dziedzic J.M. Internal cell manipulation using infrared laser traps // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1989. Vol. 86 (20). Р. 7914–7918.

6. Ashkin A., Schutze K., Dziedzic J.M. et al. Force genera- tion of organelle transport measured in vivo by an infrared laser trap // Nature. 1990. Vol. 348 (6299). Р. 346–348.

7. Ashkin A. Forces of a single-beam gradient laser trap on a dielectric sphere in the ray optics regime // Biophys. J. 1992. Vol. 61. Р. 569–582.

8. Oraevsky A.A., Luiz B. et al. Plasma Mediated Ablation of Biological Tissues with Nanosecond-to-Femtosecond Laser Pulses: Relative Role of Linear and Nonlinear Ab- sorption // IEEE J. of selected topics in quantum electro- nics. 1996. Vol. 2. No 4.

9. Brunsting A. and Mullaney P.F. Differential light scatter- ing from spherical mammalian cells // Biophys. J. 1974. Vol. 14. Р. 439–453.

10. Breckes J.P., Fields K.L. and Raft M.C. Studies on cul- tured rat Schwann cells. I. Establishment of purified pop- ulations from cultures of poripheral nerve // Brain Res. 1979. Vol. 165. Р. 105–118.

11. Curtis J.E., Koss B.A. & Grier D.G. Dynamic holograph- ic optical tweezers // Opt. Commun. 2002. Vol. 207. Р. 169–175.

12. Harada Y. and Asakura T. Radiation forces on a dielec- tric sphere in the Rayleigh scattering regime // Opt. Com- mun. 1996. Vol. 124. Р. 529–541.

13. Hammer D.X., Thomas R.J., Noojin G.D. et al. Experi- mental investigation of ultrashort pulse laser-induced

14. breakdown thresholds in aqueous media // IEEE J. Quantum Electron. 1996. Vol. 32. Р. 670–678.

15. Haastert K., Mauritz C., Chaturvedi S. et al. Human and rat adult Schwann cell cultures: fast and efficient enrichment and highly effective non-viral transfection protocol // Nature Protocols. 2007. Vol. 2. No 1. Р. 99– 104.

16. Juhasz T., Kastis G.A., Suarez C. et al. Time resolved observations of shock waves and cavitation bubbles gen- erated by femtosecond laser pulses in corneal tissue and water // Lasers Surg. Med. 1996. Vol. 19. Р. 23–31.

17. Kennedy P.K., Boppart S.A., Hammer D.X. et al. A first- order model for computation of laser-induced breakdown thresholds in ocular and aqueous media: Part I – Theory and part II – Comparison to experiment // IEEE J. Quan- tum Electron. 1995. Vol. 31. Р. 2241–2257.

18. Konig K., Tadir Y., Patrizio P. et al. Effects of ultraviolet exposure and near infrared laser tweezers on human sper- matozoa // Human Reproduction 1996. Vol. 11. No 10. Р. 2162–2164.

19. Liang H., Vu K.T., Krishnan P. et al. Wavelength De- pendence of Cell Cloning Efficiency after Optical Trap- ping // Biophysical J. 1996. Vol. 70. Р. 1529–1533.

20. Liu Y., Sonek G.J., Berns M.W. et al. Physiological moni- toring of optically trapped cells: assessing the effects of confinement by 1064-nm laser tweezers using microfluo- rometry // Biophys. J. 1996. No 71. Р. 2158–2167.

21. Loesel F.H., Niemz M.H., Bille J.F. et al. Laser-induced optical breakdown on hard and soft tissues and its de- pendence on the pulse duration: Experiment and mod- el // IEEE J. Quantum Electron. 1996. Vol. 32. Р. 1717– 1722.

22. Porter S., Clark M.B., Glaser L. et al. Schwann cells stimulated to proliferate in the absence of neurons re- tain full functional capability // J. Neurosci. 1986. No 6. Р. 3070–3078.

23. Schneckenburger Н., Hendinger А., Sailer R. et al. Cell viability in optical tweezers: high power red laser diode versus Nd:YAG-laser // J. of Biomedical Optics. 2000. Vol. 5 (1). Р. 40–44.

24. Uchida M., Sato-maeda M., Tashiro M. Whole-cell ma- nipulation by optical trapping // Current Biology. 1995. Vol. 5. No 4. Р. 380–382.


Для цитирования:


Ракитянский М.М., Агранат М.Б., Ашитков С.И., Карагяур М.Н., Мухамеджанова Д.М., Домогатский С.П., Овчинников А.В., Ситников Д.С., Стамбольский Д.В., Шевелев И.Н. ИССЛЕДОВАНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ НА КЛЕТОЧНОМ И СУБКЛЕТОЧНОМ УРОВНЕ С ПОМОЩЬЮ ФЕМТОСЕКУНДНОГО ЛАЗЕРНОГО ОПТИЧЕСКОГО ПИНЦЕТА-СКАЛЬПЕЛЯ. Вестник трансплантологии и искусственных органов. 2009;11(3):107-113. https://doi.org/10.15825/1995-1191-2009-3-107-113

For citation:


Rakityansky M.M., Agranat M.B., Ashitkov S.I., Karagyaur M.N., Muhamedzhanova D.M., Domogatsky S.P., Ovchinnikov A.V., Sitnikov D.S., Stambolsky D.V., Shevelev I.N. CELLULAR AND SUBCELLULAR LEVEL INVESTIGATION OF BIOLOGICAL OBJECTS BY MEANS OF FEMTOSECOND LASER OPTICAL TWEEZERS-SCALPEL. Russian Journal of Transplantology and Artificial Organs. 2009;11(3):107-113. (In Russ.) https://doi.org/10.15825/1995-1191-2009-3-107-113

Просмотров: 260


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1995-1191 (Print)
ISSN 2412-6160 (Online)