Жизнеспособность клеток при струйной и лазерной печати

Методы биопечати тканей:струйная печатьмикроэкструзияпечать с использованием лазераСтруйная печатьВ термическом струйном принтере используется электрический нагрев печатающей головки для получения импульсов давления воздуха, которые выдавливают капли из сопла.В пьезоэлектрическом струйном принтере используются импульсы, сформированные пьезоэлектрическим или ультразвуковым давлением.с использованием лазераПечатьЛазерные принтеры используют лазерные импульсы, сфокусированные на поглощающей подложке для создания давления, приводящие в движение материалы, содержащие клетки, которые наносятся таким образом на подложку.

11. Флуоресцирующие материалы и их характеристики в биомедицине.
Важной группой флюорофоров являются флуоресцентные белки. Первый представитель— зелёный флуоресцентный белок (ЗФБ) — был выделен из медузы Aequorea victoria в 1962 году. Это относительно небольшой белок с молекулярной массой 27 кДа, который поглощает синий свет и флуоресцирует зелёный.Флуоресцентные наночастицы и нанокластеры - Другой группой флуоресцентных соединений являются полупроводниковые нанокристаллы, или квантовые точки. При уменьшении физических размеров частиц полупроводника до нанометровых они начинают проявлять свойства, отличные от объёмных полупроводников.. При взаимодействии квантовой точки с электромагнитным излучением образуется экситон, который заперт в потенциальной яме. Рекомбинация экситона приводит к высвобождению энергии. Благодаря этому частицы нанометровых размеров, образованные из таких полупроводниковых веществ, как селенид кадмия (CdSe), способны поглощать свет и флуоресцировать
Флуоресцентные метки служат для того, чтобы идентифицировать наличие или пространственное положение исследуемой молекулы. Флуоресцентная метка должна быть химически стабильной и демонстрировать стабильную флуоресценцию, которая не зависит от внешних факторов и минимально меняется во времени. Таким образом, она действует как пассивный «маяк», который сигнализирует о месте нахождения молекулы, к которой привязана.
Флуоресцентный зонд является более сложным по своим функциям. Это молекулярная конструкция, которая может существовать в двух состояниях: «выключенном» и «включённом». Эти состояния различаются между собой определёнными параметрами флуоресцентной эмиссии (чаще всего квантовым выходом флуоресценции, позицией максимума в спектре эмиссии или временем жизни возбуждённого состояния). Переход между «включён» и «выключен» состояниями зависит от наличия в среде зонда тех молекул, которые он должен распознавать. Анизотропия флуоресценция - Показывает, насколько изменяется ориентация возбуждённых молекул за время существования возбуждённого состояния. Анизотропия флуоресценции показывает, насколько свободно вращается молекула за время существования возбуждённого состояния. Свободные флюорофоры в жидких растворителях при нормальных условиях вращаются быстро, что вызывает полную деполяризацию (r = 0). Если флюорофор связан с большой биомолекулой, например с белковой глобулой, такой комплекс вращается в пространстве медленнее, что приводит к ненулевым значениям анизотропии. Теоретически возможный максимум равен 0,4. Анизотропия флуоресценции широко используется для изучения белков и взаимодействий между ними Тушение флуоресценции - Иногда интенсивность флуоресценции существенно уменьшается при наличии определённых соединений в растворе. Такое явление называется тушение флуоресценции, а соединения, которые его вызывают — гасителями, тушителями Фёрстеровский резонансный перенос энергии (ФРПЭ) - Фёрстеровский резонансный перенос энергии (ФРПЭ) — процесс, в котором принимает участие два флюорофора, донор (D) и акцептор (A) переноса. Во время ФРПЭ происходит перенос энергии от одного флюорофора к другому. То есть, возбуждая одну молекулу (донор), можно наблюдать флуоресценцию с другой (акцептора

12. Формы квантовых структур и свойства.

Среди низкоразмерных структур можно выделить три элементарные структуры. Это квантовые ямы, квантовые нити и квантовые точки. Эти элементарные структуры представляют собой кристаллический материал,пространственно ограниченный в одном, двух и трех измерениях. Пространственное ограничение или приводит к тому, что энергетический спектр объемного материала трансформируется. Зонные спектры расщепляются на подзоны размерного квантования для квантовых ям и нитей и на дискретные уровни для квантовых точек. В результате, в плотности состояний низкоразмерных систем возникают характерные особенности. Свойства квантовых ям Квантовыми ямами называют наноструктуры, в которых имеется размерное квантование движения носителей зарядов в одном направлении. 1) Высокая подвижность электронов при низких температурах. 2) Возможность управления эффективной шириной запрещенной зоны. Свойства квантовых нитей Квантовыми нитями называются наноструктуры, в которых движение носителей заряда квантовано в двух направлениях. Все основные свойства квантовых нитей, в том числе и оптические, определяются законом дисперсии, т.е. зависимостью энергии электронных состояний от импульса. Свойства квантовых точек Квантовыми точками называются структуры, в которых движение носителей заряда ограничено по всем трем координатам, т.е. носители заряда находятся в трехмерной потенциальной яме. Полупроводниковые наночастицы обладают уникальными оптическими характеристиками и физико-химическими свойствами: 1) Высокая фотостабильность, которая позволяет многократно увеличивать мощность возбуждаемого излучения и длительно наблюдать за поведением флуоресцентной метки в реальном времени. 2) Широкий спектр поглощения – благодаря чему квантовые точки с разным диаметром могут быть одновременно возбуждены источником света с одинаковой длиной волны. 3) Симметричный и узкий пик флуоресценции квантовых точек упрощает процесс получения разноцветных меток. 4) Яркость свечения квантовых точек настолько высока, что они оказываются детектируемыми как единичные объекты с помощью флуоресцентного микроскопа.

13. Рентгеновская томография.

Рентгеновский компьютерный томограф способен создавать изображения поперечных срезов через объект.Принцип заключается в измерении линейного коэффициента ослабления μмежду трубкой и детектором. Коэффициент ослабления - это мера поглощения рентгеновских лучей биологическими тканями.Двухмерные изображения - “проекции” всех ракурсов вокруг образца.   Этапы построения проекции:Вращение трубки и детекторов вокруг образца.Данные коэффициентов ослабления собираются с каждого угла поворота трубки.Генерируется серия проекций.Фильтрованные проекции. Проекции представляют собой размытые аксиальные изображения. Проекционные данные нуждаются в очистке перед реконструкцией. Для различных целей могут применяться различные фильтры:Сглаживающие фильтры для изображений мягких тканей.“Резкие” фильтры для изображений с высоким разрешением.Шкала коэффициентов ослабления:   Уровни серого цвета на КТ изображении представляют коэффициенты ослабления для каждого пикселяУровни серого цвета обозначаются в единицах Хаунсфилда (HU)Вода 0 HUВоздух 1000 HUКость 1000-3000 HUОкна значений коэффициентов ослабления:КТ изображения могут отображаться с произвольной яркостью и контрастностьюОтображения на экране определяется с использованием уровня окна (WL) и ширины окна (WW). Уровень окна определяет “серость” изображения, а ширина окна определяет уровень от белого к чёрномуВыбор уровня и ширины окна зависит от целей исследования