Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Biofotonika klasyczna i kwantowa : substancje, zjawiska, instrumentarium. Cz. 1, Obszary badawcze, korelacje i procesy

Romaniuk Ryszard

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2023

|

Vol. 64, Nr 3

4--24

PL

Postępy w funkcjonalizacji zjawisk kwantowych, co ujęto w dyscyplinę określaną jako informacyjne techniki kwantowe ITK, stanowią istotny element rozwoju zupełnie odmiennych dyscyplin, w tym biofotoniki kwantowej. Jednym z ważnych technik badawczych w biologii jest wykrywanie słabego światła używanego w systemowych badaniach biologicznych, testach biologicznych, bioprodukcji, a także w diagnostyce medycznej. Opanowanie technik generacji na żądanie, a szczególnie detekcji pojedynczych fotonów, w połączeniu z kwantowo-optycznymi metodami przetwarzania danych otwarło fundamentalnie nowe fotoniczne możliwości metrologiczne związane z obserwacją warunków zjawisk bio-optycznych w pojedynczej molekule. W tym właśnie obszarze ultra-precyzyjnych optycznych pomiarów pojedynczej molekuły została przyznana Nagroda Nobla z Chemii w roku 2014 - super-rozdzielcza mikroskopia fluorescencyjna. Od tego czasu badania i zastosowania w obszarze biofotoniki kwantowej znacznie rozszerzyły się, obejmując wiele technik mikroskopowych, tomograficznych, obrazowania, ultra-czułej detekcji biochemicznej, ultra-precyzyjnej fotonicznej manipulacji molekularnej. Biofotonika kwantowa rozwija się dynamicznie jako wspólny obszar biologii kwantowej i optyki kwantowej. Poprzez wyposażenie instrumentalne, pomiarowe i aplikacyjno-funkcjonalizujące, biofotonika kwantowa jest ściśle związana z takimi dyscyplinami jak inżynieria biomedyczna, fizyka biomedyczna, biochemia, metrologia optyczna i elektroniczna oraz ICT.

EN

Advances in the functionalization of quantum phenomena, which are now included in the discipline known as quantum information techniques, constitute an important element in the development of completely different disciplines, including quantum biophotonics. One of the important research techniques in biology is the detection of low light used in system biological research, bioassays, bioproduction as well as in medical diagnostics. Mastering the techniques of generation on demand, and especially the detection of single photons, combined with quantum-optical methods of data processing, opened fundamentally new photonic metrological possibilities related to the observation of the conditions of bio-optical phenomena in a single molecule. It was in this area of ultra-precise optical measurements of a single molecule that the Nobel Prize in Chemistry in 2014) super-resolved fluorescence microscopy) was awarded. Since then, research and applications in the field of quantum biophotonics have significantly expanded to include many techniques of microscopy, tomography, imaging, ultra-sensitive biochemical detection, and ultra-precise photonic molecular manipulation. Quantum biophotonics is developing dynamically as a common area of quantum biology and quantum optics. Through instrumental, measuring and application-functionalizing equipment, quantum biophotonics is closely related to biomedical engineering, bio- medical physics, biochemistry, optical and electronic metrology, and ICT.

2

Biofotonika klasyczna i kwantowa. Cz. 3, Techniki laboratoryjne, spektroskopia i obrazowanie

Romaniuk Ryszard

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2023

|

Vol. 64, Nr 5

8--20

PL

Cykl artykułów na temat Biofotoniki porusza kolejno takie zagadnienia jak: - podstawowa terminologia biofotoniczna używana w publikacjach naukowych biomedycznych i technicznych, - zjawiska i procesy biofotoniczne, - materiały, substancje i obiekty biofotoniczne, - biofotoniczna aparatura pomiarowa, metody badawcze i procedury laboratoryjne, - zasady bioobrazowania i koherencyjna tomografia optyczna, - biofotoniczne technologie kwantowe, - techniki biospektroskopowe, - biomikroskopia fluorescencyjna, fotoakustyczna i nadrozdzielcza, - optogenetyka, - terapia fotodynamiczna i techniki teranostyczne, - energetyka biofotoniczna Głównym przedmiotem niniejszej części są wybrane techniki laboratoryjne oraz przegląd różnych funkcjonalnych i najbardziej efektywnych odmian specjalizowanych technik biospektroskopowych Każda z części cyklu zawiera na końcu rozdział przedstawiający kilka przykładów bieżących prac badawczych w obszarze biofotoniki lub nowych zastosowanych metod przedklinicznych i/lub klinicznych Cykl artykułów jest streszczeniem wykładu na temat biofotoniki kwantowej prowadzonego przez autora na WEiTI PW dla doktorantów Wykład dotyczy szczególnie nurtu kwantowego w biofotonice.

EN

The series of articles on Biophotonics addresses such issues as: - basic biophotonic terminology used in scientific, biomedical and technical publications, - biophotonic phenomena and processes, - biophotonic materials, substances and objects, - biophotonic measuring equipment, research methods and laboratory procedures, - principles of bioimaging and optical coherence tomography, - biophotonic quantum technologies, - biospectroscopic techniques, - fluorescence, photoacoustic and superresolution biomicroscopy, - optogenetics, - photodynamic therapy and theranostics, - biophotonic energetics The main subject of this part are selected laboratory techniques and an overview of various functional and effective varieties of specialized biospectroscopic techniques Each part of the cycle includes a chapter at the end presenting some examples of current research in the field of biophotonics or new applied pre-clinical and/or clinical methods The series of articles is a summary of the lecture on quantum biophotonics conducted by the author at the WEiTI PW for PhD students’ The lecture emphasises the quantum topical track in biophotonics.

3

Biofotonika klasyczna i kwantowa. Cz. 2, Materiały, biosubstancje, obiekty

Romaniuk Ryszard

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2023

|

Vol. 64, Nr 4

13--27

PL

Biofotonika jest obszarem na skrzyżowaniu nauk o życiu i świetle. W porównaniu z innymi obszarami jest dyscypliną relatywnie nową. Obejmuje zastosowania światła jako źródło energii umożliwiające badania podstawowe i rozwój zastosowań w naukach biologicznych, farmaceutycznych, środowiskowych, rolniczych, oraz medycznych. Termin biofotonika i jej obecnie tak szerokie ujęcie tematyczne funkcjonuje relatywnie od niedawna, ale jednak już od kilkudziesięciu lat. Połączenie światła i wymienionych nauk funkcjonowało znacznie wcześniej. Można wymienić wiele znacznych kamieni milowych na drodze jej wczesnego i późniejszego rozwoju, poczynając od najprostszych technik mikroskopowych, fototerapie początkowo skupioną wiązką światła a potem wiązką laserową, i następnie odkrycie i rozwój białka zielonej fluorescencji, rozwój super-rozdzielczej mikroskopii fluorescencyjnej, szczypce optyczne i ich zastosowania w biologii, szerokopasmowe techniki spektroskopowe w pasmie UV-VIS-IR-MIR, pulsoksymetrię i inne optyczne techniki diagnostyczne, różne metody obrazowania a w tym optyczną tomografię koherencyjną. Biofotonika to rozwój technik diagnostycznych ale i terapeutycznych w dermatologii, okulistyce - leczenie retinopatii cukrzycowej, terapia fotodynamiczna i jej rozwój w obszarze fotoimmunoterapii. Techniki neuromodulacji i nanomanipulacji optycznej obejmują optogenetykę i niegenetyczne metody fotostymulacji. Biofotonika to zasilane i sterowane światłem nanomaszyny/nanoroboty molekularne. Biofotonika jest skorelowana z fotobiologią, fizyką i inżynierią biomedyczną, foto-elektro-biochemią, a także z kwantowymi technikami informacyjnymi, np. poprzez takie techniki jak ghost-imaging czy drug discovery. Biofotonika to złożony sprzęt laboratoryjny, biomedyczny i przemysłowy.

EN

Biophotonics is an area at the intersection of life and light sciences. Compared to other areas, it is a relatively new discipline. It covers the use of light as an energy source enabling basic research and development of applications in biological, pharmaceutical, environmental, agricultural and medical sciences. The term biophotonics and its currently broad thematic approach has been used relatively recently, but still for several decades. The combination of the light and the biology is much older. Many significant milestones in its early and recent developments can be listed, starting with the simplest microscopy techniques, focused beam phototherapy, and then the discovery and development of the green fluorescent protein, the development of super-resolution fluorescence microscopy, optical tweezers and their applications in biology, broadband spectroscopic techniques in the UV-VIS-IR-MIR spectrum, pulse oximetry and other optical diagnostic techniques, various imaging methods, including optical coherence tomography. Biophotonics is the development of diagnostic and therapeutic techniques in dermathology, ophthalmology - treatment of diabetic retinopathy, photodynamic therapy and its development in the field of photoimmunotherapy. Techniques of neuromodulation and optical nanomanipulation include optogenetics and non-genetic methods of photostimulation. Biophotonics includes nanomechanies/molecular nanorobots powered and controlled by light. Biophotonics is correlated with photobiology, biomedical physics and engineering, photo-electro-biochemistry as well as with quantum information techniques, e.g. through techniques such as ghost-imaging or drug discovery. Biophotonics to complex laboratory, biomedical but also industrial equipment.

4

Analiza efektywności systemów oświetlania roślin na przykładzie uprawy bazylii

Feldzensztajn Mateusz, Mazikowski Adam, Cegielski Tomasz

Przegląd Elektrotechniczny

|

2019

|

R. 95, nr 10

225--229

PL

Dynamiczny rozwój technologii LED oraz znaczące podwyżki cen energii elektrycznej wymuszają badania mające na celu zwiększenie efektywności systemów oświetleniowych do uprawy roślin. W pracy przeprowadzono analizę efektywności oświetlenia na przykładzie uprawy bazylii. Na wstępie dokonano pomiarów spektralnych liści bazylii. Na podstawie otrzymanych wyników opracowano i wykonano oświetlenie dopasowane do charakterystyki spektralnej badanej rośliny. Skuteczność zaproponowanego rozwiązania przetestowano doświadczalnie metodą porównawczą w oparciu o niewielką plantację bazylii. Część roślin oświetlana była promieniami słonecznymi, a pozostałe oświetleniem optymalizowanym. Dodatkowo wszystkim próbkom zostały zapewnione dokładnie takie same warunki rozwoju. Na podstawie otrzymanych wyników i obserwacji dokonano oceny efektywności zaproponowanego systemu oświetlenia roślin.

EN

The dynamic progress of LED technology and significant increases in electricity prices are forcing research to increase the efficiency of lighting systems for plants growing. The analysis of lighting efficiency was carried out using the example of basil growth. Firstly spectral measurements of basil leaves were made. Basis on the measurements results, LEDs spectral characteristics of lighting was designed and made to match the spectral characteristics of the tested plant. The effectiveness of the proposed solution was experimentally tested using a comparative method based on a small basil plantation. Some of the plants were illuminated by solar radiation and the remaining ones were illuminated by artificial lights. Instead of light, all samples have exactly the same growing conditions. On the basis of the obtained results and observations, the effectiveness of the proposed plant lighting system was evaluated.