18 ноября 2022, 20:00

Углеродные «наногусли» помогут в настройке оптоакустических приборов

Акустика
Микроскопия
Нанотехнологии
Новые методики
Оптика
Медицина

Оптоакустический эффект относительно недавно получил «зеленый свет» для использования в медицине, например в специальных микроскопах и томографах. Суть работы таких устройств заключается в том, что образец облучают светом лазера видимого или инфракрасного диапазонов, в результате чего в нем возникают ультразвуковые волны — их прибор считывает и преобразовывает в изображение. В результате обнаруживают злокачественные опухоли молочной железы, а еще есть предпосылки для раннего выявления рака кожи и определения типа атеросклеротических бляшек. Оптоакустическое оборудование можно настроить на определенные молекулы: выставить диапазон, в котором они сильнее всего поглощают свет, тогда и ультразвуковой сигнал будет достаточно хорошо различимым. Так, например, можно заставить «звучат» эритроциты и увидеть, где они задерживаются бляшками на внутренней поверхности сосудов.

Задачи, которые могут решить такие установки, очень важны и требуют высокой точности, однако нет достаточно эффективного способа, чтобы проверить, насколько хорошо работает оптоакустический томограф или микроскоп. Исследователи Сколтеха вместе с коллегами из Саратовского государственного университета и финской компании «Канату Лимитед» предложили тестовый объект, который позволит решить эту проблему и в медицинских, и в лабораторных оптоакустических системах. 

Разработка представляет собой нечто вроде «гуслей»: на рамку на тянуты струны-волокна из однослойных углеродных нанотрубок. Изменяя их, например, скручивая два волокна, авторы смогли оценить нижний предел пространственного разрешения прибора, который или сможет различить структуру жгута, или же «увидит» такую струну как одинарную. Таким образом удается откалибровать оптоакустический томограф или микроскоп с довольно высоким разрешением. Поскольку струн натянуто несколько и на разной высоте, проверить работу прибора можно в трех измерениях сразу.

«Важное преимущество углеродных нанотрубок над материалами, использованными в ранее описанных калибровочных системах, — трубки поглощают свет в широком диапазоне, а значит, такая проверка подходит для мультиспектральных устройств, которые облучают ткань сразу на нескольких длинах волн», — добавила автор исследования, аспирант Центра фотоники и фотонных технологий Сколтеха Юлияна Цветинович.

Источник:  Пресс-служба Сколтеха

Публикации из новости

Carbon Nanotube Microscale Fiber Grid as an Advanced Calibration System for Multispectral Optoacoustic Imaging
Chetyrkina M.R., Cvjetinovic J., Fedorov F.S., Perevoschikov S.V., Prikhozhdenko E.S., Mikladal B.F., Gladush Y.G., Nasibulin A.G., Gorin D.A.
Q1 ACS Photonics 2022 цитирований: 0

Читайте также

Реабилитацию детей с артрогрипозом может облегчить стимуляция мозга
Совместно с НМИЦ детской травматологии и ортопедии им. Турнера исследователи НИУ ВШЭ изучили, как мозг детей с артрогрипозом после пересадки мышц контролирует сгибание локтя. Оказалось, что у таких пациентов вовлекается больше моторных нейронов, то есть начало нового движения требует от мозга больше усилий.
Магнитоэнцефалография
Медицина
Нейробиология
Педиатрия
15 декабря 2021
Российские ученые придумали управляемый светом «контейнер» для водорода
Ученые из Ростова-на-Дону и Таганрога синтезировали металлоорганические каркасы, которые можно «открывать» и «закрывать» при помощи света. Внутри авторы предложили хранить молекулы водорода.
"Умные" материалы
Материаловедение
Металлоорганическая химия
Молекулярный дизайн
Нанотехнологии
1 декабря 2021
Ученые выяснили, как ультразвук повышает антибактериальные свойства латуни
Санкт-петербургские исследователи описали процессы, происходящие с латунью при ее обработке ультразвуком.
Биомиметика
Микробиология
Нанотехнологии
28 ноября 2021