Биотехносфера №2/2013

Биоэлектроника и биосенсорика

Мусихин С. Ф., Александрова О. А., Лучинин В. В., Максимов А. И., Матюшкин Л. Б., Мошников В. А. Сенсоры на основе металлических и полупроводниковых коллоидных наночастиц для биомедицины и экологии

Представлен обзор сенсоров, в том числе биосенсоров, на основе коллоидных полупроводниковых и металлических наночастиц. Рассмотрены принципы действия сенсоров с чувствительными биологическими агентами (нуклеиновые кислоты, антитела, антигены и др.) для распознавания ДНК, бактерий, глюкозы и других биологически важных компонентов. Рассмотрены сенсоры для определения ионов тяжелых металлов и токсичных органических соединений. Сенсоры используют квантовые точки, металлические наночастицы и их комплексы как средства получения полезного сигнала распознавания. Приведен пример лаборатории на чипе, использующей коллоидные полупроводниковые и металлические наночастицы.

Ключевые слова: биосенсор, квантовые точки, лаборатория на чипе, поверхностный плазмонный резонанс, сенсор.

Постнов В. Н., Королев Д. В., Галагудза М. М., Постнов Д. В. Наносенсоры в биологии и медицине: принципы работы и перспективы применения

Наносенсоры — это сенсоры, при изготовлении которых используются нанотехнологии и наноматериалы, включающие компоненты с размером менее 100 нанометров. В обзоре рассмотрены принципы устройства и функционирования сенсоров, основанных на использовании углеродных и кремнеземных наноматериалов, металлов и оксидов металлов, а также оптических и биологических наносенсоров. Приводятся примеры использования наносенсоров в диагностике для детекции биомолекул, а также рассматриваются перспективы развития технологии изготовления наносенсоров.

Ключевые слова: кремнезем, лабораторная диагностика, наносенсоры, поверхностный плазмонный резонанс, углеродные нанотрубки.

Бионанотехнологии и биоматериаловедение

Матюшкин Л. Б., Александрова О. А., Максимов А. И., Мошников В. А., Мусихин С. Ф. Особенности синтеза люминесцирующих полупроводниковых наночастиц в полярных и неполярных средах

Рассмотрены основные особенности синтеза коллоидных полупроводниковых наночастиц для применения в биологии и медицине. Описаны способы создания и особенности синтеза люминесцирующих наночастиц в полярных и неполярных средах. Приведены типичные картины перестройки спектров поглощения и фотолюминесценции халькогенидов и оксидов металлов в зависимости от размера наночастицы. Показано, что коллоидные квантовые точки могут выступать в качестве эффективных флюорофоров.

Ключевые слова: квантовые точки, полупроводниковые наночастицы, халькогенид кадмия, халькогенид свинца, фотолюминисценция.

Оптоэлектроника в медицине

Квашнева К. В., Илюхина В. А., Крыжановский Э. В., Чистов А. В. Ближняя инфракрасная топография и спектроскопия в исследовании мозговой активности

Рассматривается история создания и применения неинвазивных методов исследования мозговой активности с использованием источников ближнего инфракрасного излучения. Представлен краткий обзор развития метода и результатов проведенных исследований.

Ключевые слова: спектроскопия, головной мозг, опторитмограф, ИК-излучение, ближняя инфракрасная топография и спектроскопия, мониторинг функционального состояния мозга.

Дунаев А. В., Дрёмин В. В., Жеребцов Е. А., Палмер С. Г., Соколовский С. Г., Рафаилов Э. У. Анализ индивидуальной вариабельности параметров в лазерной флуоресцентной диагностике

Оценивается индивидуальная вариабельность параметров эндогенной флуоресценции, измеряемых методом лазерной флуоресцентной диагностики (ЛФД), анализируются факторы, приводящие к существенному разбросу результатов измерений. Приводятся данные, подтверж­дающие влияние кровенаполнения биоткани на результаты ЛФД. Установлено, что функция распределения значений интенсивности флуоресценции и коэффициента флуоресцентной контрастности для большинства исследуемых биомаркеров является функцией нормального распределения.

Ключевые слова: биомаркер, индивидуальная вариабельность, неинвазивная лазерная флуоресценая диагностика, функция распределения.

Лучевая диагностика, лучевая терапия

Бужилова А. П., Потрахов Н. Н., Потрахов Е. Н., Грязнов А. Ю. Анализ маркеров стресса методом микрофокусной рентгенографии (по антропологическим материалам эпох каменного века)

Разработанный коллективом алгоритм научного анализа ископаемых останков человека методом цифровой рентгенографии позволил значительно расширить рамки современных отечественных палеоантропологических исследований. Авторы провели пилотные исследования для анализа различных патологий и возрастных изменений на материале останков ископаемого человека. Приведены результаты апробации метода микрофокусной рентгенографии при анализе маркеров эпизодического стресса на костных и зубных останках ископаемого человека. Данные о частоте встречаемости эпизодического стресса крайне важны при оценке условий жизни древних людей, а значит, применение этого метода весьма актуально.

Ключевые слова: линии Гарриса, маркер физиологического стресса, микрофокусная рентгенография, палеоантропология, эмалевая гипоплазия.

Биомедицинская информатика

Алпатов А. В., Вихров С. П., Зорин Р. А., Лапкин М. М. Метод флуктуационного анализа ЭЭГ в задачах контроля напряженных состояний человека-оператора

Обсуждается возможность использования метода флуктуационного анализа для оценки напряженных со­стояний человека-оператора по данным ЭЭГ. Предложен вариант построения портативного устройства регистрации ЭЭГ с использованием затылочных отведений. Рассмотрены эффекты кроссоверов флуктуационной кривой ЭЭГ и выявлены участки с различными скейлинговыми свойствами. Предложены количественные критерии изменения структурной сложности сигнала ЭЭГ в виде локальных скейлинговых коэффициентов.

Ключевые слова: кроссовер, флуктуационный анализ, целенаправленная деятельность, элекстроэнцефалография, DFA.