Динамічне спостереження за клітиною за допомогою нової фрактальної мікроскопічної системи
Збережено в:
| Дата: | 2006 |
|---|---|
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2006
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/113857 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Динамічне спостереження за клітиною за допомогою нової фрактальної мікроскопічної системи // Наука та інновації. — 2006. — Т. 2, № 4. — С. 24-25. — англ., укр. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-113857 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1138572017-02-19T21:21:52Z Динамічне спостереження за клітиною за допомогою нової фрактальної мікроскопічної системи Біомедичні технології, медичне обладнання та інструменти 2006 Article Динамічне спостереження за клітиною за допомогою нової фрактальної мікроскопічної системи // Наука та інновації. — 2006. — Т. 2, № 4. — С. 24-25. — англ., укр. 1815-2066 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/113857 uk Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Ukrainian |
| topic |
Біомедичні технології, медичне обладнання та інструменти Біомедичні технології, медичне обладнання та інструменти |
| spellingShingle |
Біомедичні технології, медичне обладнання та інструменти Біомедичні технології, медичне обладнання та інструменти Динамічне спостереження за клітиною за допомогою нової фрактальної мікроскопічної системи |
| format |
Article |
| title |
Динамічне спостереження за клітиною за допомогою нової фрактальної мікроскопічної системи |
| title_short |
Динамічне спостереження за клітиною за допомогою нової фрактальної мікроскопічної системи |
| title_full |
Динамічне спостереження за клітиною за допомогою нової фрактальної мікроскопічної системи |
| title_fullStr |
Динамічне спостереження за клітиною за допомогою нової фрактальної мікроскопічної системи |
| title_full_unstemmed |
Динамічне спостереження за клітиною за допомогою нової фрактальної мікроскопічної системи |
| title_sort |
динамічне спостереження за клітиною за допомогою нової фрактальної мікроскопічної системи |
| publisher |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| publishDate |
2006 |
| topic_facet |
Біомедичні технології, медичне обладнання та інструменти |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/113857 |
| citation_txt |
Динамічне спостереження за клітиною за допомогою нової фрактальної мікроскопічної системи // Наука та інновації. — 2006. — Т. 2, № 4. — С. 24-25. — англ., укр. |
| first_indexed |
2025-07-08T06:34:04Z |
| last_indexed |
2025-07-08T06:34:04Z |
| _version_ |
1837059482230718464 |
| fulltext |
24
BIOMEDICAL TECHNOLOGY AND MEDICAL INSTRUMENTATION
SCIENCE AND INNOVATION. № 4, 2006
Description
A new Fractal Microscope System (FMS) for continuous
monitoring of the tiniest changes of an object's optical density
is developed. FMS provides a quantitative view of virus$cell
interactions in a time$series of frames at any stage of the inter$
action. The FMS is useful in life sciences and drug design, in
agriculture and veterinary sciences, in physics of liquid crys$
tals and surface phenomena, in polymer and colloid chemistry.
Innovative Aspect and Main Advantages
The FMS is based on the fractal structural properties of an
object's organization. The computerized fractal microscope
could take frames of any nano$scale process, monitoring it
in real time. The FMS has numerous benefits as compared
to standard techniques, such as the direct infected cells'
luminescent microscopic counting:
It is a better and simpler way of providing a quantita$
tive description;
It provides an objective quantitative numeric measurement;
It allows in$line quick monitoring of virus$cell inter$
action could be realized at any stage.
What does a Fractal image tell you?
A fractal image after processing makes it possible to esti$
mate the size of minimal cluster composed by the units
under consideration (e.g. cells, nuclei or viruses) and the
fractal dimension D of the cluster itself which demonstrates
the level of the space filling.
In one example, we have shown that the intraspinal
brain fluid has liquid crystalline properties and forms a fractal
cluster. The cluster's fractal dimension was changed as a result
of brain trauma and the recovery process was accompanied by
the changes of the fractal dimension. The treatment of the
trauma enhanced the rate of the fractal dimension changes.
In another experiment a fractal microscope was used
for leukemia blood serum samples study. The normal serum
had distinctively other values of the fractal dimension than
that taken from the leukemia patient. The treatment of the
leukemia case demonstrated the changes in fractal dimen$
sion towards normal values of this system parameter.
Areas of Application
Applications of FMS in life sciences and drug design:
– For antiviral applications FMS provides a quantitative
view of the virus$cell interaction in a time$series of
frames at any stage of the interaction,
– For detecting viral infections of the animal semen
during artificial insemination,
– For drug design process acceleration.
Applications in agriculture and veterinary sciences:
– Food and drug quality monitoring,
– Viral infection transfer monitoring in domestic ani$
mals and wild nature.
Applications in surface science phenomena:
– For organic materials water dissolution limits estab$
lishment,
– For chain polymerization process monitoring and for
production of polymers,
– For problems of surface and interface exchange in
physics and physical chemistry,
– Self$organization and clusterization control in nano$
technologies.
Stage of Development
A prototype of the FMS has been assembled and tested.
International patent applications are anticipated.
Contact Details
I. I. Mechnikov Odesa National University, Physical Faculty
Contact person: Oleksandr P. Fedchuk
Address: F.79, Bd.30A, Balkivska St., Odesa, 65110, Ukraine
Tel.: (380$48) 716 5288 (office), (380$97) 686 0584 (cellular)
Fax: (380$48) 716 5288
EMmail: grade@farlep.net
Web: www.int$media.net/oleksandr
DYNAMIC CELL MONITORING USING
A NEW FRACTAL MICROSCOPE SYSTEM
Fig. 1 Functional view of Fractal Microscope
Fig. 2 Image of herpes infected
HepM2 cells obtained by lumineM
scent microscope
Fig. 3 The fractal image of
the same cells specimen
25НАУКА ТА ІННОВАЦІЇ. № 4, 2006
БІОМЕДИЧНІ ТЕХНОЛОГІЇ, МЕДИЧНЕ ОБЛАДНАННЯ ТА ІНСТРУМЕНТИ
Огляд пропозиції
Запропонований фрактальний мікроскоп (ФМ) (Рис. 1),
орієнтований на реєстрацію найменших змін оптичної
густини об'єкту. ФМ забезпечує кількісне відображення
вірусклітинної взаємодії у вигляді часової послідовно$
сті знімків, зроблених на будь$якій стадії взаємодії. За$
стосування ФМ може бути корисним у медико$біоло$
гічних науках та при розробці нових лікарських засобів,
у сільському господарстві та ветеринарії, у фізиці рід$
ких кристалів та поверхневих явищ, у хімії полімерів та
колоїдній хімії.
Інноваційний аспект та основні переваги
Застосування ФМ базується на фрактальних структур$
них властивостях організації об'єкту. Комп'ютеризований
ФМ може отримувати та обробляти знімки будь$якого
наномасштабного процесу, спостерігаючи за ним у реаль$
ному часі. ФМ має значні переваги у порівнянні із стан$
дартними технологіями, такими як прямий підрахунок
інфікованих клітин у полі зору люмінесцентного мі$
кроскопу:
– Він є кращим і простішим засобом проведення кіль$
кісного опису об'єкту та його роз$витку.
– Він забезпечує об'єктивне кількісне числове вимі$
рювання.
– Він уможливлює швидке спостереження за вірус$
клітинною взаємодією на будь$якій її стадії.
Що показує фрактальне зображення?
Фрактальне зображення після комп'ютерної обробки дає
можливість встановити розмір мінімального кластеру,
створеного частинками, які досліджуються (тобто клі$
тинами, ядрами або вірусами), а також величину фрак$
тальної розмірності D самого кластеру, яка показує сту$
пінь заповнення простору об'єктом.
В одному з прикладів застосування, ми показали, що
спинномозкова рідина має рідинно$кристалічні власти$
вості та утворює фрактальний кластер. Фрактальна роз$
мірність цього кластеру змінювалася внаслідок мозкової
травми і процес одужання супроводжувався змінами ве$
личини фрактальної розмірності. В іншому експеримен$
тальному застосуванні за допомогою ФМ досліджували$
ся зразки сироватки крові хворих на лейкемію. Сироватка
здорової людини мала значення фрактальної розмірності,
які суттєво відрізнялися від значень, характерних для
хворих на лейкемію. При лікуванні лейкемії значення
фрактальної розмірності прямувало до норми.
Галузі застосування
– Mедико$біологічні науки: при застосуванні у анти$
вірусних дослідженнях ФМ забезпечує створення
кількісного зображення вірус$клітинної взаємодії
у вигляді часової послідовності знімків, отриманих
на будь$якій стадії взаємодії;
– Для прискорення процесу розробки нових лі$
карських засобів;
– Сільськогосподарські та ветеринарні науки: а) для
визначення вірусного інфікування сімені тварин
при штучному заплідненні, б) спостереження про$
цесу передачі вірусів у свійських та диких тварин.
– Спостереження за якістю їжі та лікарських засобів;
– Вивчення поверхневих явищ: а) для визначення межі
розчинності органічних речовин у воді, б) для кон$
тролю проходження процесів ланцюгової поліме$
ризації та покращення яко$сті продукції полімерних
матеріалів, в) для розв'язання проблем поверхне$
вого та між поверхневого обміну у фізиці та хімії;
– Спостереження за процесами самоорганізації та
кластеризації у нанотехнологіях.
Стадія розробки
Прототип ФМ зібрано і протестовано. Національний
патент на стадії розгляду і очікується на патентування
за кордоном.
Контактна інформація
Одеський національний університет ім. І.І. Мечникова,
фізичний факультет
Контактна особа: Федчук Олександр Петрович,
кандидат фізико$математичних наук, доцент
Адреса: вул. Балківська, 30А, кв.79, Одеса, 65110, Україна
Телефон: +38048716 5288 (робота),
+380487325565 (дoм.), +380976860584 (моб.)
Факс: + 380487165288
Электронна пошта: grade@farlep.net
ВебMсайт: www.int$media.net/oleksandr
ДИНАМІЧНЕ СПОСТЕРЕЖЕННЯ ЗА КЛІТИНОЮ
ЗА ДОПОМОГОЮ НОВОЇ ФРАКТАЛЬНОЇ
МІКРОСКОПІЧНОЇ СИСТЕМИ
Рис. 1. Функціональний вигляд фрактального мікроскопу
Рис. 2. Зображення клітин НерM2,
інфікованих вірусом звичайного
герпесу, отримане за допомогою
люмінесцентного мікроскопу
Рис. 3. Фрактальне зобраM
ження того ж самого зразка,
що і на Мал. 2.
|