Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Nowa metoda mikroskopowania, korzystająca z osiągnięć nanotechnologii, została zaprezentowana przez naukowców z Uniwersytetu Utah. Jak twierdzą jej autorzy, pozwoli ona na badanie struktur krystalicznych z niezwykłą precyzją.

Sercem wynalazku jest umieszczana pod badanym preparatem płytka pokryta warstwą nanocząstek srebra. Każda z tych mikroskopijnych struktur działa niczym zwierciadło, odbijając padające na nią światło. Część z niego trafia za pośrednictwem układu optycznego do oka obserwatora. Efektem jest, tak jak w każdym mikroskopie, silnie powiększony obraz badanego obiektu.

Zastosowanie nanocząstek srebra umożliwiło znaczące zwiększenie rozdzielczości uzyskiwanego obrazu. Dzięki możliwości oświetlania ściśle określonych grup "zwierciadeł" oraz manipulowaniu właściwościami padającego na nie światła możliwe jest także oświetlanie próbki "na raty", tzn. kawałek po kawałku. Ogranicza się w ten sposób powstawanie przypadkowych refleksów, mogących obniżyć jakość uzyskiwanych obrazów.

Kolejną zaletą opracowanej metody jest możliwość całkowitej rezygnacji ze stosowania barwników fluorescencyjnych. W wielu stosowanych obecnie technikach są one przyłączane do składników badanego preparatu. Zwiększa się w ten sposób kontrast uzyskiwanego obrazu (a więc jest korzystne dla jego jakości), lecz może to powodować wiele niekorzystnych efektów, na czele z toksycznością dla struktur ożywionych.

Idealnym przykładem zastosowania mikroskopii z wykorzystaniem lustra złożonego ze srebrnych nanocząstek wydaje się badanie kryształów. Preparaty o takiej strukturze posiadają niezwykłą zdolność "porządkowania" przechodzącej przez nie wiązki światła. Jeżeli wykorzysta się tę właściwość i oświetli się próbkę falami o odpowiednich właściwościach, można uzyskać niezwykle precyzyjne obrazy pozwalające na określenie jej wewnętrznej struktury. 

Metoda opracowana przez badaczy z Uniwersytetu Utah może znaleźć wiele zastosowań. Pozwala ona np. na badanie wielu typów konstrukcji pod kątem ukrytych wad strukturalnych, ocenę budowy struktur biologicznych oraz poszukiwanie nowych materiałów potencjalnie użytecznych w inżynierii. Z biegiem czasu z pewnością pojawi się także wiele nowych pomysłów na wykorzystanie tego precyzyjnego narzędzia.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      W zbiorach Muzeum Narodowego we Wrocławiu (MNW) od 65 lat znajduje się lustro. Jak podkreśliła Elżbieta Gajewska-Prorok, kustoszka w Dziale Szkła, to jeden z wielu zabytków, które w nieznanych okolicznościach [i często w złym stanie, związanym z nieodpowiednim przechowywaniem] trafiły do zbiorów muzealnych kilka lat po zakończeniu wojny. Tajemnice związane z jego dziejami udało się ostatnio częściowo odtworzyć.
      Rama bez tafli
      Przed konserwacją i restauracją lustro z MNW było ramą bez tafli. Ośmioboczna rama wykonana została z drewna, pokryta folią cynową i obłożona cienkimi lustrzanymi szybkami ze stylizowaną dekoracją forlaną rytowaną na awersie oraz formowanymi na gorąco elementami szklanymi w kolorach różowym i żółtym: skręcanymi spiralnie pręcikami, karbowanymi wstęgami i rozetami kwietnymi. Wstęgi z kwiatami, umieszczone w partiach załamania ramy, maskowały połączenia lustrzanych szybek. Płytkom nadano właściwości lustrzane za pomocą podlewy amalgamatu rtęci i cyny.
      Metodę polegającą na podlewaniu tafli szklanych amalgamatem (stopem rtęci z cyną bądź ołowiem) opracowano w XV w. w Wenecji. Lustra rtęciowe wytwarzano w Europie niemal do połowy XIX w. Później z warstwy rtęciowej zrezygnowano na rzecz warstwy srebrnej. W pewnym momencie wprowadzono również związki innych białych metali, np. platyny.
      Konserwacja we wrocławskiej pracowni
      Na początku br. lustro ze zbiorów MNW trafiło do pracowni Sławomira Oleszczuka, który zajmuje się konserwacją szkła zabytkowego. Odnowiony zabytek można oglądać na wystawie stałej "Sztuka europejska XV-XX wieku".
      Przeprowadzone przeze mnie wstępne badania zabytku przed konserwacją ujawniły fragmenty gazet francuskich: z 25 lipca 1801 (10 ͤ Anne 7 Thermidor) oraz z 1889, stanowiących podkład lustrzanych płytek. Na tej podstawie można określić powstanie zwierciadła najwcześniej na koniec 1801 r. - ujawniła Gajewska-Prorok.
      Burzliwe dzieje Republiki Weneckiej
      Warto przypomnieć, że w 1796 r. Republika Wenecka została zajęta przez Francuzów, a w 1797 r. zlikwidowana (pokój w w Campo Formio), w wyniku czego większość jej ziem przypadła Austrii. Po kilku latach, w 1805 roku, Napoleon odebrał Wenecję Austrii, aby zintegrować ją z królestwem Włoch, którego został królem. Po klęsce Napoleona i kongresie wiedeńskim, w roku 1815 miasto zostało ponownie włączone do Cesarstwa Austriackiego i stało się częścią ziem Habsburgów do 1848 roku - tłumaczy kustoszka.
      Na podstawie znalezionych gazet wiadomo, że lustro powstało w Wenecji w drugiej połowie 1801 albo po 1805 r., gdy nie było problemu z dostępem do francuskich gazet. Obecność fragmentu z 1889 r. wskazuje zaś na naprawę lustra pod koniec XIX w. we Francji. Gajewska-Prorok dywaguje, że być może już wtedy zwierciadło znajdowało się w obiegu antykwarycznym.
      Weneckie lustro oktogonalne w lustrzanych ramach
      Zwierciadło ze zbiorów MNW należy do typu weneckich luster oktagonalnych w szerokich lustrzanych ramach; został on wypracowany w Wenecji w połowie XVII w. Obecnie ośmioboczne zwierciadła w lustrzanych ramach z formowanymi na gorąco nakładkami są najbardziej rozpoznawalną formą zwierciadła weneckiego. W pracowniach luster na Murano wytwarza się do dzisiaj metodami tradycyjnymi zwierciadła w tym typie.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Na australijskim University of Queensland powstał pierwszy mikroskop wykorzystujący efekt splątania kwantowego, który przewyższa obecnie dostępne mikroskopy. Pozwala on dostrzec niewidoczne dotychczas struktury biologiczne. Mikroskop będzie niezwykle przydatny w biotechnologii, a wykorzystane przezeń techniki mogą znaleźć szereg zastosowań od nawigacji po obrazowanie medyczne.
      Ten przełom pozwoli na rozwój wielu nowych technologii, od doskonalszych systemów nawigacyjnych po lepsze maszyny do rezonansu magnetycznego, mówi profesor Warwick Bowen z Quantum Optics Lab i ARC Centre of Excellence for Engineered Quantum Systems.
      W końcu pokazaliśmy czujnik, który przewyższa istniejące technologie niekwantowe. To niezwykle ekscytujące. Mamy tutaj pierwszy dowód na to, że wykorzystanie splątania kwantowego w obrazowaniu może prowadzić do całkowitej zmiany paradygmatu, stwierdza Bowen.
      W opracowanej przez australijską armię Quantum Technology Roadmap, czujniki kwantowe mają dokonać rewolucji w dziedzinie opieki zdrowotnej, inżynierii, transporcie czy wykorzystaniu surowców.
      Największym osiągnięciem australijskich naukowców jest przekroczenie niepokonanej dotychczas bariery, z którą zmagała się mikroskopia optyczna. Najlepsze mikroskopy optyczne wykorzystują lasery, których światło jest miliardy razy jaśniejsze niż światło słoneczne. Delikatne systemy biologiczne, jak ludzkie komórki, mogą przetrwać w takich warunkach jedynie przez krótki czas. To poważny problem. Tymczasem dzięki kwantowemu splątaniu uzyskaliśmy w naszym mikroskopie 35-procentową poprawę jakości obrazu bez jednoczesnego niszczenia komórek. To pozwoliło nam na zobrazowanie miniaturowych struktur, które normalnie pozostałyby niewidoczne, wyjaśnia Bowen.
      Badania Australijczyków zostały opisane na łamach Nature. Były one finansowane przez Biuro Badań Naukowcy US Air Force oraz Australian Resarch Council.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Terapia przeciwnowotworowa, której celem było usunięcie guza bez potrzeby odwoływania się do radio- i chemioterapii czy chirurgii, pomyślnie przeszła kolejny etap badań klinicznych. Rok po leczeniu u 13 z 15 pacjentów cierpiących wcześniej na nowotwór prostaty, nie wykryto śladów choroby.
      Terapia, opracowana na Rice University, jest prawdopodobnie pierwszą fototermalną terapią przeciwnowotworową, której pozytywne wyniki zostały opublikowane w piśmie recenzowanym. Jej opis ukazał się na łamach PNAS.
      W badaniach wzięło udział 16 mężczyzn w wieku 58–79 lat ze zlokalizowanym rakiem prostaty stwarzającym niskie i średnie ryzyko wzrostu i przerzutowania. Terapia polegała na zlokalizowanej ablacji za pomocą nanocząstek złota. Piętnastu pacjentom pierwszego dnia dożylnie podano nanocząstki złota, a drugiego dnia przeprowadzono zabieg ablacji. Wszyscy tego samego dnia wrócili do domu. Po 3, 6 i 12 miesiącach po zabiegu przeprowadzono badania pod kątem występowania u nich nowotworu. Jedynie u 2 z 15 mężczyzn wykryto guza.
      Wstrzyknięcie nanosfer ze złota i krzemu pozwoliło na precyzyjne usunięcie guza i oszczędzenie reszty prostaty. W ten sposób uniknęliśmy niekorzystnych skutków ubocznych i poprawiliśmy komfort życia pacjentów, którzy po tradycyjnych zabiegach mogliby mieć m.in. problemy z erekcją czy utrzymaniem moczu, powiedział główny autor badań, profesor Ardeshir Rastinehad.
      Badania kliniczne wciąż trwają i dotychczas wzięło w nich udział 44 pacjentów leczonych Nowym Jorku, Teksasie i Michigan.
      Autorkami nowej terapii są inżynier Naomi Halas i bionżynier Jennifer West. Przed około 20 laty postanowiły one skupić się na terapii bazującej na nanocząstkach i od około roku 2000 nad takim rozwiązaniem pracowały.
      Same nanocząstki, krzemowe sfery pokryte złotem, zostały stworzone przez Halas w 1997 roku. Uczona wykazała, że zmieniając grubość warstwy złota można spowodować, że nanocząstki będą reagowały na światło o różnej długości fali. Około 2000 roku wraz z West opracowała sposób niszczenia komórek nowotworowych poprzez podgrzanie nanocząstek za pomocą lasera o niskiej mocy pracującego w bliskiej podczerwieni. Ten zakres fali światła penetruje tkanki nie czyniąc im krzywdy. Panie zyskały rozgłos i założyły firmę Nanospectra Biosciences, której celem było przystosowanie nowej terapii do zastosowań klinicznych. W tym samym czasie ojciec pani Halas zachorował na nowotwór prostaty i widząc, jak cierpi w wyniku skutków ubocznych leczenia, uczona zdecydowała, że będzie prowadziła badania nanocząstek pod kątem opracowania terapii bez skutków ubocznych.
      Prace trwały tak długo m.in. z tego powodu, że West i Halas stworzyły zupełnie nową technologię i Agencja ds. Żywności i Leków (FDA) nie wiedziała, jak się do niej odnieść. To były pierwsze nanocząstki, które rzeczywiście nadawały się do wprowadzenia do ludzkiego organizmu. Miałyśmy coś, co wyglądało jak kroplówka. FDA nie wiedziała, czy traktować je jak lek czy jako urządzenie. W pewnym momencie w FDA zastanawiano się nawet nad stworzeniem osobnego wydziału zajmującego się nanoterapiami, wspomina West.
      W końcu agencja zdecydowała się na regulowanie nowej terapii i uznanie jej za leczenie urządzeniem. Przed około 10 lat rozpoczęły się pierwsze testy kliniczne, których celem była ocena bezpieczeństwa terapii. Testy prowadzono na pacjentach z najbardziej zaawansowanymi stadiami rozwoju nowotworów głowy i szyi. W 2015 roku do obu pań dołączył doktor Rastinehad, który był jednym z autorów nowej techniki precyzyjnego obrazowania nowotworów prostaty. To on zaproponował wykorzystanie tej techniki – łączącej rezonans magnetyczny i ultradźwięki – jako platformy do minimalnie inwazyjnego precyzyjnego leczenia guzów prostaty za pomocą nanocząstek Halas i West.
      Ta praca pokazuje, jakie możliwości stoją za połączonymi siłami inżynierii i medycyny. Pozwalają one na praktyczne zastosowanie nowych technologii w medycynie klinicznej i poprawienie komfortu życia pacjentów, mówi West.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Ultradrobne cząstki przywierają do mikroorganizmów jelitowych, wpływając na ich cykl życiowy, a także komunikację z gospodarzem. Eksperymenty naukowców z Uniwersytetu Jana Gutenberga (JGU) w Moguncji pokazały też, że wiązanie nanocząstek obniża zakaźność Helicobacter pylori, a jak wiadomo, infekcja tym patogenem zwiększa ryzyko zachorowania na raka żołądka.
      Autorzy artykułu z pisma npj Science of Food przekonują, że ich odkrycia będą stanowić bodziec dla dalszych badań epidemiologicznych i jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem, utorują drogę pracom nad specyficznymi suplementami - probiotycznymi nanocząstkami.
      Jedzenie i wchodzące w skład pożywienia nanocząstki mogą wpływać na równowagę mikrobiom-gospodarz [...]. By obniżyć potencjalne ryzyko i korzystnie oddziaływać na zdrowie, musimy zrozumieć oddziaływania nanocząstek z diety - podkreśla prof. David J. McClements z Uniwersytetu Massachusetts w Amherst.
      Przed naszym badaniem nikt tak naprawdę nie sprawdzał, czy, a jeśli tak, to w jaki sposób, nanododatki wywierają bezpośredni wpływ na mikroflorę jelitową - dodaje prof. Roland Stauber z JGU. By oddać, co się dzieje z obecnie używanymi bądź przyszłymi nanododatkami do żywności, analizowaliśmy szeroką gamę technicznych nanocząstek o jasno zdefiniowanych właściwościach. Symulując ich podróż przez różne środowiska przewodu pokarmowego, odkryliśmy, że wszystkie testowane nanomateriały są zdolne do wiązania z bakteriami.
      Wiązanie to ma różne konsekwencje. Z jednej strony pokryte nanocząstkami mikroorganizmy są słabiej rozpoznawane przez układ odpornościowy, co może prowadzić do wzmożonej reakcji zapalnej. Z drugiej jednak okazuje się, że nanocząstki krzemionki hamują zakaźność H. pylori.
      Uderzające było to, że z różnych produktów spożywczych, np. piwa, potrafiliśmy również wyizolować naturalnie występujące nanocząstki, które dawały takie same skutki. Nanocząstki w naszej codziennej diecie nie są [więc] wyłącznie czymś celowo dodawanym. To także drobiny generowane naturalnie podczas przygotowań/obróbki. Nanocząstki są czymś wszechobecnym - opowiada Stauber.
      Niemcy mają nadzieję, że dzięki ich odkryciom uda się opracować strategie uzyskiwania i wykorzystywania syntetycznych bądź naturalnych nanocząstek do modulowania mikrobiomu.

      « powrót do artykułu
    • By Mariusz Błoński
      Ktoś zna rozwiązanie tej iluzji?
       

  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...