Новый метод терагерцовой микроскопии позволяет преодолевать предел разрешения для оптических микроскопов. Его можно использовать для диагностики злокачественных новообразований. Статья о новом методе опубликована в журнале Applied Physics Letters, исследование поддержано грантом Президентской программы исследовательских проектов Российского научного фонда (РНФ).

Современные методы ранней диагностики злокачественных новообразований недостаточно эффективны, поэтому они используются лишь как вспомогательные. Последние исследования показывают, что проблему ранней диагностики можно решить при помощи методов микроскопии и визуализации тканей в терагерцовом диапазоне электромагнитного спектра, который занимает промежуточное положение между инфракрасными и микроволнами. В то же время существующие методы терагерцовой спектроскопии и визуализации тканей не очень точны, и внедрить их в клиническую практику сложно.

В своей новой работе российские ученые вместе с зарубежными коллегами разработали новый метод терагерцовой микроскопии биологических тканей. Он основан на эффекте твердотельной иммерсии: в случае фокусировки пучка излучения позади объекта с высоким показателем преломления (в данном случае кремниевой полусферы) можно значительно увеличить пространственное разрешение микроскопа. У обычных оптических микроскопов предел разрешения ограничен и равен половине длины волны электромагнитного излучения, фокусируемого объективом. Иммерсия поможет преодолеть этот предел.

0221cfae90512f265d56ee1787f946a3234d9a95 

Схема предложенного метода терагерцовой микроскопии

«Столь высокое пространственное разрешение позволяет нам визуализировать структурные особенности тканей значительно меньшего размера, чем это было возможно при использовании обычных оптических микроскопов, — рассказал автор работы, старший научный сотрудник МГТУ имени Н.Э. Баумана Кирилл Зайцев. — Для демонстрации возможностей разработанного метода мы приводим в статье результаты визуализации различных биологических объектов, в том числе клеточных сфероидов, предназначенных для биопечати, и соединительных тканей молочной железы».

467531017f60de6e68f73e83ee50b8120f1581ac 

Фотография и терагерцовое изображение листа растения пуансеттии

Новый метод можно применять не только при диагностике рака. Например, терагерцовая микроскопия может найти свои приложения в регенеративной медицине — науке, занимающейся восстановлением поврежденных тканей и органов.

Похожие новости

  • 08/11/2017

    Доступна видеоверсия сессии РНФ по аутоиммунным заболеваниям

    ​​В октябре в рамках II междисциплинарной конференции "Аутоиммунные и иммунодефицитные заболевания" прошла сессия РНФ "Российский научный ландшафт в области изучения аутоиммунных и иммунодефицитных заболеваний".
    743
  • 29/12/2017

    Ученые разработали алгоритм для ДНК-оригами

    Международный коллектив российских и американских ученых предложил алгоритм компьютерного моделирования сложенных из ДНК трехмерных конструкций. Такие нанороботы могут использоваться в электронике и медицине, например, для доставки лекарств.
    583
  • 06/11/2018

    Как решить проблемы качества и безопасности продуктов питания

    Ведущие исследования в области управления качеством и безопасностью продуктов питания представили на XVII Всероссийском Конгрессе диетологов и нутрициологов 29 октября во время совместного симпозиума Российского научного фонда и Российской академии наук.
    185
  • 20/04/2018

    Ученые обнаружили неожиданные функции белка, ответственного за программируемую гибель клеток

    Продолжая исследовать необычные роли белка каспаза-2, одного из важнейших участников апоптоза (программируемой клеточной гибели), биологи обнаружили еще один белок, с которым он может взаимодействовать.
    458
  • 16/05/2018

    Российские биохимики нашли новые ферменты с необычной активностью

    ​Российские ученые охарактеризовали новые ферменты-трансаминазы, которые могут работать как в типичных для своего семейства реакциях, так и в нехарактерных для него. Результаты работы будут полезны в фундаментальном аспекте для поиска и предсказания свойств ферментов по их аминокислотной последовательности и для использования в биотехнологических процессах.
    402
  • 14/11/2017

    Цифровой гербарий МГУ - крупнейший поставщик данных о биоразнообразии России

    ​Данные об оцифрованных 786 000 образцов Цифрового гербария МГУ импортировали в Глобальную базу данных биоразнообразия GBIF. Информация на международной платформе стала доступна исследователям со всего мира.
    534
  • 11/12/2017

    Ученые нашли гены, защищающие от болезней иммунной системы

    ​Ученые из Эндокринологического научного центра Минздрава России (НМИЦ эндокринологии) исследовали генетическую предрасположенность россиян к развитию тяжелых аутоиммунных заболеваний, поражающих железы внутренней секреции, и разработали комплекс мер по раннему выявлению новых заболеваний.
    255
  • 30/11/2018

    ​Конгресс «Аутоиммунные и иммунодефицитные заболевания»

    ​Конгресс «Аутоиммунные и иммунодефицитные заболевания» в третий раз объединил ведущих российских и зарубежных ученых и клиницистов, которые представили передовые подходы в области изучения и лечения аутоиммунных и иммунодефицитных заболеваний.
    377
  • 14/04/2017

    Российские ученые приблизились к разгадке механизма выработки лечебных белков

    ​Ученые ТГУ и МГУ выявили механизмы, которые играют главную роль в продукции миокинов - белков, обладающих противовоспалительным действием. Полученные данные помогут активизировать выработку в организме веществ, снижающих уровень воспалительных процессов.
    764
  • 05/04/2017

    Байкальские водоросли вошли в крупнейшую коллекцию живых водорослей и в банк геномной ДНК

    ​Ученые из Института биологии внутренних вод имени И.Д. Папанина РАН совместно с коллегами из США создали одну из крупнейших коллекций разнообразных культур живых водорослей и банк геномной ДНК, содержащий более двух тысяч образцов, которые могут использоваться для поиска организмов, необходимых в биотехнологии и создании биотоплива.
    1675