Викладено теоретичний і практичний матеріал з питань електронної мікроскопії у контексті її історичного розвитку, основних принципів конструювання та роботи електронних мікроскопів, обладнання електронно-мікроскопічної лабораторії тощо. Особливу увагу приділено методам підготовки електронно-мікроскопічних препаратів біологічних об'єктів. Наведено сучасні методи фіксації, зневоднення, заливки та полімеризації матеріалу, ультрамікротомії, контрастування ультратонких зрізів; подано теоретичний аналіз цих процесів.

Індекс рубрикатора НБУВ: Е.в734

Рубрики:

Оптичні методи біології

Шифр НБУВ: Ж29221 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Изложены физические основы поляризационной микроскопии, описаны типы и формы поляризации, исследованы явления преломления, поглощения, рассеяния, дисперсии света. Рассмотрены законы взаимодействия поляризованного света с биологическим кристаллическим веществом, а также математические методы его описания (в частности, с помощью сферы Пуанкаре) и матричные расчеты Мюллера и Джонса. Определена физическая сущность явления двойного лучепреломления, даны методы его экспериментального получения и раскрыты возможности применения в области биологии и медицины. Раскрыта роль поляризационной микроскопии в исследовании биологических субмикроскопических структур, а также онко- и нейроморфологии. Впервые дано теоретическое обоснование и показано практическое применение явления анизотропии при специальном исследовании нервной ткани. Установлена диагностическая значимость гистофизических поляризационно-оптических эффектов.

Рассмотрены проблемы развития современных лазерных медицинских технологий, вопросы фотобиологии и фотомедицины. Проанализированы возможности применения низкоинтенсивного лазерного излучения в схемах лечения патологий шейки матки, реактивных периартритов, контузионных очагов и малых внутричерепных гематом, хронической недостаточности кровообращения нижних конечностей. Раскрыта роль квантовых технологий в диагностике и лечении новообразований кожи слизистых. Приведена информация об эвристической концептуальной модели для автоматизированного рабочего места исследователя механизмов стрессов, а также компьютеризированном оборудовании для исследования устойчивости растений к фотоингибированию и фотодеструкции. Акцентировано внимание на проблемах применения фотонных технологий в сельском хозяйстве.

Розглянуто проблему сегментації мікроскопічних зображень цитологічних, гематологічних і гистологічних препаратів. Наведено класифікаційний аналіз відомих методів, їх переваг і недоліків. Запропоновано проводити сегментацію на основі методу просторової зв'язаності. Розглянуто питання вибору порогових значень стосовно даних об'єктів. Показано переваги даного методу.

A new model of low intensity laser irradiation action (LILI) on biological objects on cell level was suggested. Up to this model the effect of LILI action is a result of that fact that laser light irradiation due to it coherence can obtain periodical character (interference picture or speckle-structure) with small enough periods of dark and light parts changing comparable with cell or cell organelles sizes. In this conditions of high gradient illumination an electrical field can appear (Dember effect), which is able to change the character of photostimulated reactions and membrane charge conditions either of cell itself or of its organelles, that leads to cell life cycle shifts.

Зроблено огляд сучасного стану питань застосування магнітної сепарації (МС) у галузі біологічних і медичних застосувань. Наведено порівняння МС з традиційними методами розділення багатокомпонентних систем, що застосовуються в даній галузі, та обгрунтовано основні переваги цієї технології. Значну увагу приділено розгляду основних типів матеріалів, що використовуються в технології МС. Подано вимоги до дисперсних магнітокерованих сорбентів (МКС), дотримання яких робить можливим їх використання у роботі з біологічними об'єктами. Вказано специфічні дані кожного різновиду МКС, що визначають особливості їх використання для розв'язання конкретних задач. Описано загальну процедуру магнітного розділення, а також на прикладах розглянуто найважливіші застосування даного методу.

Індекс рубрикатора НБУВ: Е.в73

Рубрики:

Фізичні методи біології

Шифр НБУВ: Ж72631 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Розроблено та досліджено нові методи і системи, що забезпечують швидке точне визначення часових і частотних параметрів просторово розвинених невзаємних динамічних об'єктів і спектральних параметрів поширюваних у них сигналів у завданнях неруйнівного (неінвазивного) визначення їх структури, пошарового складу та стану. Розвинено часові та частотні критеріальні засади оцінювання структури та стану просторово розвинених динамічних об'єктів різного фізичного походження. Розвинено методологію формування сигналів порівняння та теорію просторових часових, частотних і спектральних вимірювань. Розроблено принципи побудови широкосмугових просторово розгалужених систем ампліфазометрії й ампліфазової спектрометрії, імпедансометрії та імпедансної томографії. Створено методологію визначення стану системи гемодинаміки на засадах пульсової амплітудної та фазової спектрометрії у традиційних (за Фур'є) і нетрадиційних (за Уолша, REX і CoREX) ортогональних базисах. Запропоновано новий метод просторової кореляційно-спектральної осцилометрії, що забезпечує завадостійке визначення параметрів артеріального тиску за умов завад і артефактів підвищеного рівня інтенсивності. Ефективність розроблених методів і систем підтверджено результатами їх застосування за умов реалізації технології оцінювання стану випробовуваних і впроваджених у провідних організаціях України та Росії технічних і біологічних об'єктів.

На основі методів сингулярної оптики та лазерної поляриметрії досліджено взаємозв'язки між комплексом статистичних і фрактальних параметрів для опису оптико-геометричної структури самоподібних оптично-неоднорідних об'єктів: поверхневорозсіювальних шорстких поверхонь та оптично-анізотропних архітектонік біотканин. Виявлено взаємодію між розподілом нулів амплітуди об'єктного поля шорсткої поверхні та структурними особливостями геометрії їх мікрорельєфу. На підставі знайденої закономірності встановлено, що гістограми локальних густин нулів, які оцінюються на різних відстанях від об'єкта, різні для фрактальних і випадкових шорстких поверхонь. Виявлено взаємозв'язок між ієрархічною оптико-геометричною структурою архітектоніки біотканин і двовимірними розподілами станів поляризації їх зображень. Обгрунтовано та експериментально перевірено методи орієнтаційної та фазової селекції поляризаційних карт біотканин, за допомогою яких проведено безконтактну реконструкцію оптико-геометричної будови архітектоніки фізіологічно нормальних і патологічно змінених біотканин. Показано, що процеси формоутворення самоподібних елементів їх архітектоніки зумовлюють асиметрію та флуктуації відносних значень і збільшення напівширини автокореляційних функцій орієнтаційних томограм. Встановлено однозначний взаємозв'язок між коефіцієнтом асиметрії двовимірних автокореляційних функцій орієнтаційних томограм і патологічними змінами архітектоніки біотканини.

Теоретично обгрунтовано застосування функціонального методу на базі рядів Вольтерра та методу імпульсної рефлектометри для дослідження діелектричної спектроскопії нелінійних біологічних систем. Розроблено математичну модель біологічних об'єктів на базі спостережень за реакціями на дію апаратної функції рефлектометра. Наведено структурну схему імпульсного рефлектометра для діелектричної спектроскопії біологічних об'єктів. Досліджено нелінійні моделі електронних елементів і вузлів імпульсного рефлектометра. Проведено аналіз і надано оцінку похибок рефлектометра, проведено нормування його метрологічних характеристик і розроблено метод повірки. Встановлено вимірювання діелектричних параметрів біологічних об'єктів сільського господарства: насіння пшениці "Ахтирчанка", "Харківська - 63", насіння люцерни, шкідників хлібних запасів, нативна сперма вола.

Висвітлено теоретичні засади різних видів і методик спектрального аналізу. Описано методи вивчення елементного складу різних речовин, а також їх молекулярної та кристалічної структури в конденсованому стані. Увагу приділено спектральному аналізу біологічно активних речовин і біологічних об'єктів, екологічному моніторингу, можливостям застосування комп'ютерів для автоматизації спектрального аналізу й опрацювання експериментальних результатів.

Освещены теоретические основы разных видов и методик спектрального анализа. Описаны методы изучения элементного состава разных веществ, а также их молекулярной и кристаллической структуры в конденсированном состоянии. Уделено внимание спектральному анализу биологически активных веществ и биологических объектов, экологическому мониторингу, возможностям использования компьютеров для автоматизации спектрального анализа и обработки экспериментальных результатов.

Зазначено, що біосенсори - перспективні прилади для аналізу речовин у хімії, біохімії, медицині, біотехнології, а також для контролю стану навколишнього середовища. Їх перевагами є компактний розмір, надовгий час аналізу, висока чутливість і простота у використанні. Робочі характеристики біосенсорів часто залежать від ефективності іммобілізації біологічного матеріалу на поверхні трансдюсеру. З огляду на це виникає необхідність розробки методів іммобілізації, які б забезпечували виконання сумісність цього процесу з технологією виготовлення трансдюсерів простоту виконання, дешевизну та швидкість виготовлення біомембран здатність забезпечувати максимальне збереження активності біологічного матеріалу та високу ступінь його адгезії до поверхні трансдюсерів відтворюваність у серійних дослідах і можливість стандартизації. Забезпечення виконання перерахованих вище вимог у процесі іммобілізації біологічного матеріалу дозволяє використовувати сполуки, здатні до фотозшивання та фотополімеризації.

Індекс рубрикатора НБУВ: Е.в734.5

Шифр НБУВ: Ж21341/а Пошук видання у каталогах НБУВ 

Огляд присвячено сучасним люмінесцентним методам аналізу в біології та перспективам і можливостям їх практичного застосування. Особливу увагу приділено вивченню за допомогою хемілюмінесценції динаміки процесів пероксидного окиснення ліпідів і активності ферментів антиоксидного захисту організму в біологічних системах, а також використанню хемілюмінесцентних методів в експериментальній онкології і радіобіології.

Запропоновано досліджувати спекл-зображення біологічних об'єктів за допомогою методу просторово-часової спекл-кореляції. Наведено результати експериментів, які дозволяють оцінити динаміку зміни у часі біоспеклів поверхонь і приповерхневих шарів деяких овочів і фруктів.

Наведено результати розробки конкретної математичної моделі, за допомогою якої визначено важливі в спектроскопічному експерименті оптичні коефіцієнти та показники трансформації світла біотканиною.

Проаналізовано лазерні системи для оцінки мікроциркуляції серцево-судинної системи, комплексний аналіз якої дозволяє одержати досить повну інформацію про стан мікроциркуляторного русла. Показано особливості взаємодії лазерного випромінювання з біологічними системами та принципи його розповсюдження в багатошарових тканинах. Розглянуто способиості технічної реалізації біомедичних систем та основні медико-технічні вимоги щодо вказаного процесу.

В обзоре приведены литературные данные по применению метода поверхностного плазмонного резонанса (ППР) нуклеиновых кислот в медицинской диагностике, мониторинге окружающей среды. Изложен принцип метода ППР, его преимущества для анализа взаимодействия молекул, указаны типы ППР-сенсоров и даны определения их основных характеристик. Рассмотрен принцип ППР-анализа нуклеиновых кислот и способы иммобилизации зондов на поверхности биосенсоров: модификация поверхности с помощью функциональных слоев, использование тиолированных олигонуклеотидов, использование биотинилированных зондов и биотин-стрептавидинового взаимодействия. Охарактеризованы основные подходы повышения чувствительности и специфичности ДНК-сенсоров: проведение ПЦР амплификации, применение наночастиц золота, энзимов, комбинации этих методов. Приведены примеры ДНК-сенсоров, разработанных для применения в клиническом анализе, в частности, сенсоры для выявления точечных мутаций, приводящих к онкологическим и наследственным заболеваниям. Рассмотрены биосенсоры для анализа микро-РНК, детекции точечных мутаций, вызывающих устойчивость бактерий к антибиотикам, выявления ДНК-маркеров патогенных бактерий человека и растений, а также ДНК-маркеров генно-модифицированных организмов. Приведены примеры биосенсоров с использованием аптамеров для диагностики вирусных заболеваний. Сделан вывод о перспективности применения ДНК-сенсоров в биоаналитике и о необходимости разработки новых стратегий, позволяющих проводить измерения в реальных биологических образцах.

Розглянуто можливість застосування принципів Фур'є поляриметрії для дослідження оптично анізотропних мереж біологічних об'єктів. Продемонстровано можливість застосування статистичного аналізу для дослідження координатних розподілів станів поляризації у Фур'є-площині, поля розсіяного лазерного випромінювання віртуальними полікристалічними мережами. Виявлено поляризаційно-неоднорідну структурність Фур'є-образів лазерних зображень ансамблів оптико-анізотропних двопроменезаломлюючих кристалів.