Статьи

Рассмотрены два метода анализа изображений, полученных с помощью оптической когерентной томографии (ОКТ): анализ коэффициента ослабления и спекл-структур изображений применительно к дифференциации интактных тканей и опухолей головного мозга крыс. Использована модель глиомы 101.8. Для извлечения информации из спекл-структур был применен метод вейвлетного анализа ОКТ-изображений и посчитана мощность локальных флуктуаций яркости в спеклах. При помощи линейного дискриминантного анализа оценивалась эффективность разработанного подхода, состоящего из двух методов, на основе значений чувствительности, специфичности и точности при дифференциации модели глиомы и интактных тканей. Результаты исследования показали преимущества разработанного метода анализа ОКТ-изображений для нейрохирургии. Ключевые слова: оптический когерентный томограф, глиома, вейвлетный анализ, линейный дискриминант Фишера, спекл-структуры, коэффициент ослабления.

Исследованы спектральные свойства растворенного органического вещества природной воды двух частей искусственно отделенного от Белого моря водоема — губы Канда: морского плеса и меромиктического Федосеевского плеса. Для сравнения проанализированы данные для естественных меромиктических водоемов — озера Елового, Трехцветного, Лагуны на Зеленом мысе. Для проб воды с разных горизонтов получены спектры поглощения, спектры флуоресценции и зависимости квантового выхода флуоресценции от длины волны возбуждения в диапазоне изменения длины волны возбуждения 250−500 nm. Построены зависимости длины волны максимума испускания от длины волны возбуждения и рассчитана величина “ синего сдвига“ — смещения максимума полосы испускания в коротковолновую сторону. Показано, что интенсивность флуоресценции растворенного органического вещества в Федосеевском плесе выше, чем в морском, при этом зависимость квантового выхода флуоресценции от длины волны возбуждения в обеих частях Канда-губы имеет качественно сходный характер, но различается абсолютными значениями.

В естественных меромиктических водоемах эта зависимость имеет аналогичный характер, также различаясь абсолютной величиной квантового выхода флуоресценции, что говорит о разном соотношении ароматических и алифатических органических соединений. Таким образом, выявлены различия в спектрально-оптических свойствах растворенного органического вещества двух частей искусственно отделенного водоема и природных водоемах, изолированных от Белого моря. Спектрально-оптические характеристики водной толщи морских заливов, естественно или искусственно отделенных от основного морского бассейна, могут служить объективным индикатором трофического (экологического) состояния водоема.

Исследовано взаимодействие бактериохлорофилла с различными полярными растворителями, такими как вода, метанол, этанол и изопропанол. Проведены расчеты с использованием программного пакета Gaussian и базиса 6-31G (d) для определения структуры бактериохлорофилла и свойств его водородных связей. Полученные результаты подтверждают значимость водородных связей при взаимодействии бактериохлорофилла е с полярными растворителями. Данные растворители чаще всего используются для экстракции бактериохлорофиллов из бактериальных клеток, поэтому настоящая работа полезна для разработки методов количественного определения бактериохлорофилла e в бактериальных клетках или в водоёмах.

Исследованы индукционные изменения флуоресценции листьев растений картофеля и бархатцев после обработки клубней (картофель) и опрыскивания вегетирующих растений (бархатцы) препаратом “ ЭпинЭкстра“ и кремнийсодержащим жидким органическим удобрением “ Силиплант“. Использование этих препаратов позволило компенсировать негативные воздействия на фотосинтетический аппарат растений, связанные с обработкой клубней картофеля фунгицидом “ Максим“, а также выдерживанием растений бархатцев при температуре 5◦С в течение трех суток.

Оценен потенциал применимости мультихромофорного соединения, состоящего из восьми хромофоров 4,4-дифтор-4-бор-3а,4а-диаза-s-индацен (BODIPY), связанных через алифатический спейсер с силоксановым ядром, для мониторинга параметров мембран в живых эукариотических клетках. Указанное соединение обладает значительным сольватохромизмом за счет внутримолекулярных взаимодействий хромофоров.

Обнаружено, что параметры внешней среды существенно влияют на флуоресцентные свойства красителя, в частности, на время жизни флуоресценции. Это позволило использовать его для мониторинга параметров мембранных структур клетки методом микроскопии с визуализацией времени жизни флуоресценции (fluorescence lifetime imaging microscopy, FLIM).

Представлены результаты исследования по оценке состава разных форм аллогенного коллагенсодержащего материала (гидрогеля) в качестве потенциального компонента биочернил в перспективном направлении тканевой инженерии с помощью оптических методов (рамановской и ИК спектроскопии). В результате проведенных исследований с помощью метода спектроскопии комбинационного рассеяния (КР) установлено, что в негидролизованной форме коллагена относительное содержание пролина и гидроксипролина меньше, чем в гидролизованной форме, что может говорить о нарушениях структурной организации коллагенсодержащего материала (по спектральным особенностям пролина и гидроксипролина). На основе дисперсионного анализа был разработан алгоритм идентификации разных форм аллогенного коллагенсодержащего материала с помощью дерева решений. Установлено, что с помощью методов рамановской и ИК спектроскопии можно проводить экспресс-анализ состава и типов коллагеновых материалов, а также контролировать степень денатурации коллагена при разработке биочернил. Ключевые слова: рамановская спектроскопия, ИК спектроскопия, алгоритм идентификации коллагенов, гидрогель, биочернила, коллагенсодержащий материал, дисперсионный анализ.