Биофото́ника — научная дисциплина, изучающая явления и методики, связанные с взаимодействием биологических объектов и фотонов[1].
Общее представление
Биофотоника изучает различные аспекты взаимодействия биологических объектов и фотонов. В первую очередь это касается испускания, детектирования, поглощения, отражения, модификации и генерации электромагнитного излучения светового или близкого к нему диапазона в различных биологических объектах. Например, молекулах, клетках, тканях, организмах и материалах.
Выделяется два основных направления работ. Первое, к чему обычно и относят термин биофотоника — использования света для получения информации о состоянии биологических объектов. То есть, использование оптических методов для изучения и диагностики биологических молекул, клеток и тканей. В этом случае, одним из основных преимуществ является сохранение целостности мембраны исследуемых клеток[2].
Второе направление исследований, более традиционное и давно разрабатываемое — использования света в качестве инструмента воздействия на биологические ткани, то есть, как носителя энергии, например, в хирургии или терапии[1].
Некоторые примеры методов биофотоники
Использование фёрстеровского резонансного переноса энергии
Так называемый фёрстеровский резонансный перенос энергии (англ. Förster resonance energy transfer (FRET)), носит имя немецкого физика Теодора Фёрстера описавшего его в 1946 году. Метод основан на явлении флуоресценции при переносе энергии между двумя хромофорами, донором и акцептором, который происходит без промежуточного испускания фотонов и является результатом диполь-дипольного взаимодействия между ними. Фёрстеровский перенос стал одним из наиболее используемых методов в биофотонике. Он даёт возможность исследовать даже субклеточные среды[3].
Оптогенетика
Оптогенетика, один из методов биофотоники, используемый для исследований нервных клеток. Он базируется на внедрении, методами генной инженерии, в их мембрану специальных каналов — опсинов, реагирующих на возбуждение светом, которое, в свою очередь, обеспечивается применением лазеров, и оптоэлектронной аппаратуры[4].
2006 г.
Лазерный скальпель
В биофотонике методом резки, абляции и спекания (соединения) кромок живой биологической ткани, является применение лазерного скальпеля. Его важным преимуществом по сравнению с обычным скальпелем является малая травматичность операции из-за незначительной ширины разреза, одновременной коагуляции сосудов и существенного снижения кровотечения. Кроме того, излучение лазера абсолютно стерильно. Вследствие всего перечисленного, период заживления раны сокращается в два-три раза[5].
См. также
Примечания
- ↑ 1 2 Биофотоника // Официальный сайт Лаборатории фотоники и нелинейной спектроскопии МГУ им. М. В. Ломоносова. Дата обращения: 21 марта 2015. Архивировано из оригинала 4 марта 2016 года.
- ↑ Centre for Biophotonics Архивная копия от 2 января 2017 на Wayback Machine // Официальный сайт Кингс-колледж (Лондон)
- ↑ Ферстеровский перенос энергии // Словарь нанотехнологических терминов. Сайт Rusnano.com. Дата обращения: 21 марта 2015. Архивировано 24 ноября 2015 года.
- ↑ Cell imaging: Light activated Архивная копия от 22 апреля 2009 на Wayback Machine — журнал Nature, 456, 826—827 (11 December 2008) | doi:10.1038/456826a; Published online 10 December 2008
- ↑ Лазерный скальпель Архивная копия от 2 апреля 2015 на Wayback Machine // Портал хирургии Bone-surgery.ru [уточнить]
Эта страница в последний раз была отредактирована 12 марта 2024 в 14:15.
Обычно почти сразу, изредка в течении часа.