Biofotonika klasyczna i kwantowa Cz. 8 : techniki laboratoryjne, obrazowanie i mikroskopia wielofotonowa i nieliniowa

• Autorzy: Romaniuk Ryszard S.

Identyfikatory

DOI

10.15199/13.2023.11.2

Warianty tytułu

EN

Classical and Quantum Biophotonics Part 8 : laboratory assays, thermoacoustic, photoacoustic, photothermal imaging

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Biofotonika jest dziedziną na pograniczu biologii i fotoniki. Jest obszarem badawczym i aplikacyjnym obejmującym zjawiska i procesy, substancje, obiekty w skali rozmiarowej od nanometrów do makro, jak wirusy, molekuły, organella, komórki, bakterie, membrany, tkanki, małe i większe organizmy, w aspekcie ich właściwości fotonicznych. Biofotonika obejmuje oprzyrządowanie laboratoryjne badawcze i standaryzowane kliniczne i ogólnego zastosowania. Aktywnym kierunkiem rozwoju biofotoniki jest jej gałąź kwantowa, gdzie badane są procesy zachodzące w nanoskali. Zainteresowanie tymi nanoprocesami, albo zawierającymi zjawisko fotoniczne, albo badane metodami fotonicznymi, bierze się z faktu że stanowią one często fundament procesów zachodzących i odzwierciedlanych potem w makroskali całego obiektu biologicznego. Cykl arykułów na temat biofotoniki jest skrótem wykładu prowadzonego przez autora na WEiTI Politechniki Warszawskiej dla doktorantów. Kolejna część cyklu dotyczy obrazowania nieliniowego wielofotonowego, bliskiego pola i SPM. Poprzednie części dotyczyły obszarów badawczych i korelacji biofotoniki z pokrewnymi dyscyplinami, procesów biofotonicznych, foto-biosubstancji, obiektów, spektroskopii, biofotonicznych technik laboratoryjnych, w tym mikroskopii i spektroskopii ultra-rozdzielczej.

EN

Biophotonics is a field on the border of biology and photonics. It is a research and application area covering phenomena and processes, substances, objects in the size scale from nanometers to macro, such as viruses, molecules, organelles, cells, bacteria, membranes, tissues, small and larger organisms, in terms of their photonic properties. Biophotonics includes research and standardized clinical and general-purpose laboratory instrumentation. An active direction in the development of biophotonics is its quantum branch, where processes that occur at the nanoscale are studied. The interest in these nanoprocesses, either containing a photonic phenomenon or studied with photonic methods, stems from the fact that they often constitute the foundation of processes that occur and are later reflected in the macroscale of the entire biological object. The series of articles on biophotonics is an abbreviation of a lecture delivered by the author at the Faculty of Electronics and Information Technology of the Warsaw University of Technology for PhD students. This part of the series deals with the issues of nonlinear, multiphoton, near field and SPM bio-imaging. The previous parts concerned research areas and correlations of biophotonics with related disciplines, biophotonic processes, photo-biosubstances, objects, spectroscopy, biophotonic laboratory assays and techniques.

Słowa kluczowe

PL

biofizyka; biofotonika; biochemia; nanomedycyna; biologia kwantowa; obrazowanie fotoakustyczne; biomikroskopia SPM/AFM; mikroskopia pola bliskiego

EN

biophysics; biophotonics; biochemistry; nanomedicine; quantum biology; photoacoustic imaging; SPM/AFM biomicroscopy; near field microscopy

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2023
• Tom: Vol. 64, Nr 11
• Strony: 10--18
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz.

Twórcy

autor

Romaniuk Ryszard S.

• Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska

Bibliografia

• [1] L. Sacconi et al., 2006, Cell imaging and manipulation by nonlinear optical microscopy, CBB 45, 289-302.
• [2] S. Fine et al., 1971, Optical second harmonic generation in biological systems, Applied Optics, 10(10):2350-2353, doi:10.1364/ AO.10.002350.
• [3] F. S. Pavone, P. J. Campagnola, edit., 2016, Second harmonic generation imaging, Taylor & Francis, CRC Press, ISBN:978-1-4398-4915-6.
• [4] N. Mazumder, et al, 2017, Polarization resolved second harmonic microscopy, Methods 128:105-118, doi:10.1016./j.ym eth.2017.06.012.
• [5] J. E. Reeve et al., 2010, Dyes for biological second harmonic generation imaging, PCCP 12(41) 13484-98. Doi:10.1039/ c003720f.
• [6] D. Roesel, et al., 2022, Water as a contrast agent to quantify surface chemistry and physics using second harmonic scattering and imaging, APL 120(16) 160501, doi:10.1063/5.0085807.
• [7] A. Diaspro, et al., 2005, Two-photon fluorescence excitation and related techniques in biological microscopy, Quart.Rev,Biophysics 38(2):97-166, doi:10.1017/S0033583505004129.
• [8] M. Tsutsumi, et al., 2023, Fluorescence radial fluctuation enables two-photon super-resolution microscopy, Frontiers in Cellular Neuroscience, doi:10.3389/fncel.2023.1243633.
• [9] S. Culley, et al., 2018, Quantitative mapping and minimization of super-resolution optical imaging artifacts, Nat.Methods 15, 263-266, doi:10.1038/nmeth.4605.
• [10] C. Macias-Romero, et al., 2016, Wide-field medium-repetition rate multiphoton microscopy reduces photodamage of living cells, Biomedical Optics Express 7(4):1458-1467, doi:10.1364/boe.7.001458.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).