• Eesti Füüsika Selts
    • Eesti Füüsika Selts
    • Eesti füüsikapäevad ja füüsikaõpetajate päevad
      • 2017.a. füüsikapäevad
      • 2016.a. füüsikapäevad
      • 2015. a. füüsikapäevad
      • 2003.a. füüsikaõpetajate päev
    • EFS Täppisteaduste Suve- ja Sügiskoolid
      • 2017.a. sügiskool
      • 2016.a. sügiskool
      • 2015.a. sügiskool
      • 2014.a. sügiskool
      • 2013.a. suvekool
      • 2013.a. sügiskool
      • 2012.a. suvekool
      • 2012.a. sügiskool
      • 2011. a. suvekool
      • 2010. a. suvekool
      • 2010.a. sügiskool
      • 2009.a. sügiskool
      • 2008.a. suvekool
      • 2008.a. sügiskool
      • 2007. a. suvekool
      • 2007.a. sügiskool
      • 2006.a. suvekool
      • 2005.a. suvekool
      • 2005.a. sügiskool
      • 2004.a. suvekool
      • 2004.a. sügiskool
    • Füüsika õpetajate sügisseminarid Voorel
      • Voore 2017
      • Voore 2015
      • Voore 2011
      • Voore 2009
    • EFS aastaraamatud
    • Teadusbuss
    • Teaduslaagrid
    • FKB õpikojad
    • Akadeemiline füüsikaolümpiaad
    • Tähe perepäevad TÄPE

FYYSIKA.EE

Elu, loodus, teadus ja tehnoloogia

  • Arvamus ja Inimesed
    • Arvamus
    • Persoon
  • Eestist endast
    • Teated
  • Teadusuudised
    • Eesti teadusuudised
      • Tartu Ülikool
      • KBFI
      • Tallinna Tehnikaülikool
      • Tõravere Observatoorium
    • FYYSIKA.EE hoiab silma peal – Teemad
    • Referaadinurgake
    • Päevapilt
  • RSS teletaip
    • RSS Füüsikaharidus
    • RSS Kosmos
    • RSS Teadus
    • RSS Arvamus
    • RSS Tehnoloogia
  • Füüsika koolis
    • Füüsikaõpetajate võrgustik
    • TÜ koolifüüsika keskus
    • EFS füüsikaõpetajate osakond
    • Eesti füüsikaolümpiaadid
    • Videod ja simulatsioonid
    • Füüsika e-õpikud
    • Lahedad projektid
  • Kontakt

Fluorestseeruvad nanotorud – uus aken aju ehitusse

6.02.2015 by Kaido Reivelt Leave a Comment

Stanfordi Ülikooli teadlased töötasid hiljuti välja maailma esimese mitteinvasiivse pildistustehnoloogia, mis suudab tuvastada hiire aju veresoontes asuvaid kuni mikromeetrise läbimõõduga struktuure. Meetodis süstitakse hiire ajusse ühekihilisi süsiniknanotorusid (ingl. k. single-walled carbon nanotubes) ja detekteeritakse nende kiiratavat valgust. Veresoonte struktuuri ja seal oleva vere voolamist on erakordselt oluline teada näiteks insuldi, dementsuse ja ajukasvajate ravimisel.

Illustratsioon sellest, kuidas saab süsiniknanotorusid kasutada hiire aju veresoonte struktuuri uurimiseks. Foto: Calvin Kuo and Hongjie Dai

Tänapäeval tugineb ajust kujutise saamine peamiselt röntgen-kompuutertomograafial ja magnetresonantsangiograafial. Need meetodid aga ei suuda tabada vaid paari mikroni suuruseid struktuure. Lisaks võib nende seadmete abil võtta kujutise saamine aega mitu minutit, mistõttu pole vere voolamist võimalik reaalajas jälgida.

Fluorestsentsil põhinev aju kujutistehnoloogia, mis kasutab elektromagnetlainete spektri nähtavat ja lähis-ultravalguse piirkonda (400-900nm), on küll heaks alternatiiviks, kuid hetkel on selle kasutamiseks vaja sooritada erinevaid protseduure, nende seas näiteks kolju õhendamist või isegi kraniotoomiat – protsessi, milles osa koljust eemaldatakse ning asendatakse läbipaistva ,,aknakesega”. See tuleneb sellest, et sellise lainepikkusega valgus suudab tungida kolju pinnalt vaid 1mm sügavusele.

Võimaluste aken

Stanfordi Ülikooli teadlased Hongije Dai ja Calvin Kuo töötasid hiljuti aga välja uue fluorestsentsipõhise kujutistehnoloogia, mis ületab eelmainitud probleemid ning mida saab kasutada ilma koljut kahjustamata. Antud meetod kasutab ära ühekihiliste süsiniknanotorude sisemist fluorestsentsi, mille lainepikkus jääb vahemikku 1,3-1,4 mikromeetrit. ,,Me nimetame seda lainepikkust NIR-IIa aknaks ning see kujutab endast kõige pikemaid lainepikkusi, mida fluorestsentsi põhises kujutistehnoloogias seni kasutatud on,” selgitas Dai.

,,Sellise lainepikkusega footonid hajuvad bioloogilisi kudesid läbides palju vähem kui 400-900nm lainepikkusega footonid ning ka vesi ei neela neid olulisel määral. Seega võimaldab antud meetod meil näha aju läbi kahjustamata peanaha ning kolju.”

,,Võrreldes teiste in vivo tehnoloogiatega (kaasa arvatud MRI ja kompuutertomograafia) võimaldab meie tehnoloogia ka suuremat ruumilist resolutsiooni. See võimaldab meil kujutada üksikuid kapillaarveresooni, mille läbimõõt on vaid paar mikronit ning mis asuvad kuni 3 millimeetri sügavusel ajus.”

Vajadus kiiruse järele

See pole aga kõik: uus meetod on lisaks ka kiire – ühe ülesvõtte saamiseks kulub maksimaalselt vaid 200 millisekundit – mistõttu on vere voolamist võimalik jälgida reaalajas. See omadus on eriti oluline insuldipatsientide ravimisel, sest insuldi tagajärjel võib verevarustus aju mõningates osades drastiliselt väheneda ning seega palju kahju tekitada.

Hiire aju veresoonte kujutis, mis saadi süsiniknanotorude fluorestsentsvalguse detekteerimise abil. Foto: Calvin Kuo and Hongjie Dai

Teadlased testisid oma meetodit, süstides hiirte ajusse üheseinalisi süsiniknanotorusid. Hiirte pead raseeriti ning neid valgustati infrapunalaseriga. Fluorestsentsvalgus detekteeriti fotodioodide abil, tekitades nii ajust 2D kujutise. Hetkel tegutsevad teadlased selle nimel, et saada sama meetodi abil ajust ka 3D kujutis. ,,Me töötame lisaks välja ka valgustundlikke aineid veelgi pikemate lainepikkuste vahemiku jaoks, et veelgi vähendada footonite hajumist,” selgitas Dai. ,,Veel on meil plaanis valmistada NIR-IIa fluorofoore, mida saaks potentsiaalselt kasutada ka kliinilistes katsetes inimeste peal.”

Teadusartikkel: “Through-skull fluorescence imaging of the brain in a new near-infrared window”

Allikas: “Nanoparticles open a new window into the brain“

Teised selle mõtteraja postitused

  1. Valmistati vanaadiumoksiidist transistor
  2. Mis on foonon?
  3. Klambrihaarade optimaalne nakkepikkus
  4. Topoloogilised isolaatorid pakuvad toatemperatuursele spintroonikale uusi arenguteid
  5. Uus nanostruktuur pikendab patareide eluiga
  6. Räni ja Si/III-V pooljuhi kombinatsioonina efektiivsem laser
  7. Hollandi teadlased avastasid Braggi difraktsiooni uue vormi
  8. Esimene pilt molekuli elektrilaengutest
  9. Varjatud nanostruktuuride kaardistamine
  10. Peaaegu täiuslik: samm lähemal superläätse valmistamiseni

Filed Under: Rakenduslik teadus, Teadusuudised, Valguse aasta 2015 Tagged With: nanotehnoloogia, Vaata sissepoole

Leave a Reply Cancel reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

FYYSIKA.EE hoiab silma peal

biofüüsika Elementaarosakesed ja LHC eksperiment Grafeen&Grafaan Inimene kosmos maa IPhO2012 Kauged planeedid Kliima‑ ja ilmaennustused Kuidas saada nähtamatuks Kvantarvutid kvantnähtused Kütuseelemendid Maavälise elu otsingud Magnetmaterjalid Materjalimaailm nanotehnoloogia Saagu valgus Tehnovidinad Tulevikuenergia Tumeenergia ja tumeaine Tuumafüüsika Vaata sissepoole ülijuhid

Värskemad kommentaarid

  • weat5her { Vastavalt voistluse tulemustele arvatakse juulis Sveitsis toimuva rahvusvahelise fuusikaolumpiaadi Eesti voistkonna liikmeteks Kristjan Kongas, Taavet Kalda, Kaarel Hanni, Jonatan Kalmus ja Richard Luhtaru. }
  • lambda { Huvitav ja informatiivne ülevaade astrofüüsika hetkeseisu kohta. Paar väikest apsu tõid tõsisele tekstile lõbusat vaheldust ja panid peas helisema lambada-rütmid, kui lugesin, et „varsti hakkasid... }
  • test { Mis kell see seminar siis on kah? }
  • Aigar { YYSIKA.EE planeerib ühe sellise palli lennutamist 22. aprillil 2015.a. - Kuidas läks? }

Sõbrad Facebook'is

Meid toetavad:

Copyright © 2023 · News Pro Theme on Genesis Framework · WordPress · Log in