Preview

Biomedical Photonics

Расширенный поиск

ПРИМЕНЕНИЕ УСТРОЙСТВ ДЛЯ ПРОСТРАНСТВЕННО-РАЗРЕШЕННОЙ СПЕКТРОСКОПИИ НА ПРИМЕРЕ ДВУХСЛОЙНЫХ ФАНТОМОВ, СОДЕРЖАЩИХ МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ НАНОЧАСТИЦЫ

https://doi.org/10.24931/2413-9432-2018-7-2-4-12

Полный текст:

Аннотация

Исследованы возможности применения зонда для стереотаксической биопсии при флуоресцентной навигации при возбуждении 532 или 632,8 нм. Для исследования макроскопических параметров, наблюдаемых во время забора образцов при стереотаксической биопсии с помощью оптического зонда, был сделан набор полужидких, полутвердых многослойных фантомов, моделирующих границу между нормальной мозговой тканью и опухолью с фотосенсибилизатором и наночастицами золота (сферы и звезды) в различных концентрациях. Было проанализировано влияние золотых наносфер и нанозвезд, добавленных в разных концентрациях к нижнему слою фантома, на усиление флуоресценции за счет переноса энергии между наночастицами и флуоресцентными молекулами. Результаты позволяют определить границу опухоли и повысить эффективность биопсии, наблюдая характер изменения флуоресцентного сигнала при прохождении зонда через опухоль.

Об авторах

М. Н. Холодцова
Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН; Университет Лорэйн; ЦИАН
Франция
Москва, Вандёвр-ле-Нанси, Нанси


П. В. Грачев
Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН
Россия
Москва


В. C. Блондель
Университет Лорэйн; ЦИАН
Франция
Вандёвр-ле-Нанси, Нанси


П. В. Зеленков
Научно-исследовательский центр нейрохирургии им. акад. Н.Н. Бурденко
Россия
Москва


А. А. Потапов
Научно-исследовательский центр нейрохирургии им. акад. Н.Н. Бурденко
Россия
Москва


И. А. Щербаков
Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН
Россия
Москва


В. Б. Лощенов
Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН; Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ
Россия
Москва


Список литературы

1. Champion J., Katare Y., Mitragotri S. Particle shape: A new design parameter for micro- and nanoscale drug delivery carriers // Jour- nal of Controlled Release. – 2007. – Vol. 121. – P. 3–9.

2. Weibo C., Ting G., Hao H., Sun J. Applications of gold nanopar- ticles in cancer and nanotechnology // Nanotechnology, Science and Applications. – 2008. – № 1. – P. 17–32.

3. Bohren C., Huffman D. Absorption and Scattering of Light by Small Particles. – Wiley, VCH Verlag GmbH, 1998. – 545 p.

4. Cihan C., Arifler D. Influence of phase function on modeled opti- cal response of nanoparticle-labeled epithelial tissues // Journal of Biomedical Optics. – 2011. – Vol. 16(8). – 085002.

5. Потапов А.А., Гаврилов А.Г., Горяйнов С.А. и др. Способ проведения интраоперационной комбинированной спектроскопической диагностики опухолей головного и спинного мозга Simultanious parenchymal organ biopsy and spectroscopic inspection device. – Патент РФ №2497558, 2013. – 16 с.

6. Markwardt N.A., Haj-Hosseini N., Hollnburger B., et al. 405 nm versus 633 nm for protoporphyrin IX excitation in fluorescence- guided stereotactic biopsy of brain tumors // Journal of Biopho- tonics. – 2015. – Vol. 9(9). – P. 901–912.

7. Blondel W.C., Ghribi M., Leroux A., et al. Spectral features selec- tion and classification for bimodal optical spectroscopy applied to bladder cancer in vivo diagnosis // IEEE Transactions on Biomedi- cal Engineering. – 2014. – Vol 61(1). – P. 207–216.

8. Rick K., Sroka R., Stepp H., Kriegmair M., et al. Pharmacokinetics of 5-aminolevulinic acid-induced protoporphyrin ix in skin and blood // Journal of Photochemistry and Photobiology B-Biology. – 1997. – Vol. 40(3). – P. 313–319.

9. Wuithschick M., Birnbaum A., Witte S., et al. Turkevich in new robes: Key questions answered for the most common gold nanoparticle synthesis // ACS Nano. – 2015. – Vol. 9(7). – P. 7052–7071.

10. Hrelescu C., Sau T.K. Selective excitation of individual plasmonic hotspots at the tips of single gold nanostars // Nano Letters. –2011. – Vol. 11. – P. 402–407.

11. Scaffard L., Tocho J. Size dependence of refractive index of gold nanoparticles // Nanotechnology. – 2006. – Vol. 17. – P. 1309–1315.

12. Kholodtsova M., Samsonova I., Blondel W., Loschenov V. Metal nanoparticles of different shapes influence on optical properties of multilayered biological tissues // Proceedings of SPIE. -2015. – Vol. 9542. – 954205.

13. Kang K., Wang J., Jasinski J., Achilefu S. Fluorescence manipulation by gold nanoparticles: From complete quenching to extensive enhance- ment // Journal of Nanobiotechnology. – 2011. – Vol. 9. – P. 16.

14. Ninni P.D., Martelli F., Zaccanti G. The use of India Ink in tissue-simu- lating phantoms // Optics Express. – 2010. – Vol. 18(26). – P. 26854–26865.

15. Ninni P.D., Martelli, F., Zaccanti G. Intralipid: towards a diffusive ref- erence standard for optical tissue phantoms // Physics in Medicine and Biology. – 2011. – Vol. 56. – P. 21–28.

16. Flock S.T., Jacques S.L., Wilson B.C., et al. Optical properties of intralipid: A phantom medium for light propagation studies // Lasers in Surgery and Medicine. – 1992. – Vol. 12(5) – P.510–519.

17. Yaroslavsky N., Schulze P., Yaroslavsky I.V., et al. Optical properties of selected native and coagulated human brain tissues in vitro in the visible and near infrared spectral range // Physics in Medicine and Biology. – 2002. – Vol. 47(12). – P. 2059–2073.

18. Bashkatov, A., Genina, E., Tuchin, V., Optical properties of skin, subcutaneous, and muscle tissues: a review // Journal of Innova- tive Optical Health Science. – 2011. – Vol. 04(01). – P.9–38.

19. Kholodtsova M.N., Grachev P.V., Savelieva T.A., et al. Scattered and fluorescent photon track reconstruction in a biological tissue // International Journal of Photoenergy. – 2014. – 517510.

20. Haiss W., Thanh N., Aveyard J., Fernig, D. Determination of size and concentration of gold nanoparticles from uv-vis spectra // Ana- lytical Chemistry. – 2007. – Vol. 79. – P.4215–4221.


Для цитирования:


Холодцова М.Н., Грачев П.В., Блондель В.C., Зеленков П.В., Потапов А.А., Щербаков И.А., Лощенов В.Б. ПРИМЕНЕНИЕ УСТРОЙСТВ ДЛЯ ПРОСТРАНСТВЕННО-РАЗРЕШЕННОЙ СПЕКТРОСКОПИИ НА ПРИМЕРЕ ДВУХСЛОЙНЫХ ФАНТОМОВ, СОДЕРЖАЩИХ МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ НАНОЧАСТИЦЫ. Biomedical Photonics. 2018;7(2):4-12. https://doi.org/10.24931/2413-9432-2018-7-2-4-12

For citation:


Kholodtsova M.N., Grachev P.V., Blondel W.C., Zelenkov P.V., Potapov A.A., Shcherbakov I.A., Loschenov V.B. APPLICATION OF DEVICES FOR SPACE-RESOLVED SPECTROSCOPY ON THE EXAMPLE OF TWO-LAYER PHANTOMS CONTAINING METALLIC NANOPARTICLES. Biomedical Photonics. 2018;7(2):4-12. https://doi.org/10.24931/2413-9432-2018-7-2-4-12

Просмотров: 230


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2413-9432 (Print)