Влияние конфигурации измерений на результаты КР-микроспектроскопии человеческого волоса

Н. Н. Брандт, Е. И. Травкина, Е. В. Михальчик, А. Ю. Чикишев

  • Физический факультет, Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова
  • Федеральный Научно-Клинический Центр Физико-Химической Медицины Федерального Медико-Биологического Агентства
Аннотация: Возрастающий интерес к спектроскопическим исследованиям человеческого волоса актуализирует вопрос о корректности измерения его спектров и оптимизации экспериментальных установок. Предложен оригинальный способ получения поперечного среза волоса без использования микротомов и химического воздействия. Проводится сравнение результатов конфокальной КР-микроспектроскопии человеческого волоса, полученных при его различной ориентации относительно оптической оси установки. Показано, что наряду с ожидаемыми изменениями спектров, происходящими при перемещении от периферии к оси волоса, наблюдаются также существенные различия спектров при возбуждении волоса перпендикулярно и параллельно его оси.
Ключевые слова: КР-микроспектроскопия, КР-картирование, волос человека, подготовка срезов волоса.
Поступила в редакцию: 02.10.2021
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2022, 52:1, 36–41
Образец цитирования: Н. Н. Брандт, Е. И. Травкина, Е. В. Михальчик, А. Ю. Чикишев, “Влияние конфигурации измерений на результаты КР-микроспектроскопии человеческого волоса”, Квантовая электроника, 52:1 (2022), 36–41 [Quantum Electron., 52:1 (2022), 36–41]

Методы нелинейной оптики для диагностики меланина: мини-обзор

Е. А. Ширшин, Б. П. Якимов, Г. С. Будылин, К. Е. Буянкин, А. Г. Армаганов, В. В. Фадеев, А. А. Камалов

  • Физический факультет, Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова
  • Медицинский научно-обра­зо­ват­ельный центр МГУ им. М.В.Ломоносова, Россия, Москва
  • НЦМУ «Цифровой биодизайн и персонализиро­ванное здравоохранение» Первого МГМУ им. И.М.Се­ченова Минздрава России (Сеченовский Университет), Россия, Москва
  • Институт спектроскопии РАН, Москва, г. Троицк
Аннотация: Оптические методы находят широкое применение в фундаментальных исследованиях живых систем и в задачах биомедицинской диагностики. Наряду с методами классической спектроскопии в биофотонике используются методы нелинейной оптики, например многофотонная микроскопия. В настоящем мини-обзоре рассматриваются возможности использования методов нелинейной оптики для визуализации и анализа свойств эндогенных молекул-хромофоров. На примере меланина – пигмента, обладающего спектральными особенностями фотофизических свойств в видимом и ближнем ИК диапазонах, обсуждается, какую информацию о его локализации в тканях и структурной организации можно извлечь с помощью методов нелинейной оптики: многофотонной флуоресцентной микроскопии (в том числе времяразрешенной), генерации третьей оптической гармоники, спектроскопии накачка – зондирование и комбинационного антистоксова рассеяния света.
Ключевые слова: меланин, нелинейные процессы, многоквантовые процессы, многофотонная микроскопия, визуализация времени затухания флуоресценции, FLIM, КАРС, спектроскопия накачка – зондирование.
Поступила в редакцию: 21.10.2021
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2022, 52:1, 28–35
Образец цитирования: Е. А. Ширшин, Б. П. Якимов, Г. С. Будылин, К. Е. Буянкин, А. Г. Армаганов, В. В. Фадеев, А. А. Камалов, “Методы нелинейной оптики для диагностики меланина: мини-обзор”, Квантовая электроника, 52:1 (2022), 28–35 [Quantum Electron., 52:1 (2022), 28–35]

Эритроцит в поле пучка лазерного пинцета

П. Б. Ермолинский, А. Е. Луговцов, А. Н. Семенов, А. В. Приезжев

  • Физический факультет, Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова
  • Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова, биологический факультет
Аннотация: Рассмотрено воздействие остросфокусированного лазерного пучка с длиной волны 1064 нм и мощностью от 10 до 160 мВт на эритроциты при их оптическом захвате лазерным пинцетом. Установлено, что форма эритроцита, изменяющаяся после оптического захвата, перестает изменяться при длительности захвата менее 5 мин и мощности лазерного пучка менее 60 мВт. При мощности пучка свыше 80 мВт эритроцит начинает складываться при длительности захвата около 1 мин, а при мощностях выше 100–150 мВт мембрана эритроцита разрывается через 1–3 мин оптического захвата. Также обнаружено, что при многократном кратковременном захвате эритроцита в оптическую ловушку изменяются деформационные свойства мембраны: она становится более жесткой. Полученные результаты важны как для понимания механизмов взаимодействия лазерного пучка с эритроцитами, так и для оптимизации методики проведения оптических экспериментов, особенно для измерения деформационных свойств мембраны с помощью лазерных пинцетов.
Ключевые слова: эритроцит, лазерный пинцет, оптический захват, Nd :YAG.
Поступила в редакцию: 02.10.2021
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2022, 52:1, 22–27
Образец цитирования: П. Б. Ермолинский, А. Е. Луговцов, А. Н. Семенов, А. В. Приезжев, “Эритроцит в поле пучка лазерного пинцета”, Квантовая электроника, 52:1 (2022), 22–27 [Quantum Electron., 52:1 (2022), 22–27]

Новые подходы к трехмерной микроскопии живых клеток

В. Рихтер, М. Ранг, А. Генрих, Х. Шнекенбургер

  • Institute of Applied Research, Aalen University, Aalen, Germany
  • Center for Optical Technologies (ZOT), Aalen University, Aalen, Germany
Аннотация: Описаны методы микроскопии для трехмерной визуализации живых клеток, в том числе их проблемы и ограничения. Представлены новые устройства, использующие эти методы в сочетании с оптической 3D-печатью.
Ключевые слова: трехмерная микроскопия, флуоресценция, световой лист, оптическая 3D-печать
Поступила в редакцию: 08.10.2021
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2022, 52:1, 17–21
Образец цитирования: В. Рихтер, М. Ранг, А. Генрих, Х. Шнекенбургер, “Новые подходы к трехмерной микроскопии живых клеток”, Квантовая электроника, 52:1 (2022), 17–21 [Quantum Electron., 52:1 (2022), 17–21]

Терагерцевый микроскоп с наклонным субволновым освещением: принцип построения

О. В. Минин, И. В. Минин

  • Национальный исследовательский Томский политехнический университет
Аннотация: Показано, что контраст изображения в воздухе при использовании микроскопа на основе диэлектрических микрочастиц размером порядка длины волны можно существенно повысить с помощью микрочастиц, обеспечивающих формирование области локализации излучения под углом к направлению падения излучения (под углом к оптической оси). Для этого перед частицей располагается экран, который блокирует часть падающего пучка, образуя фотонный крючок или фотонную струю (тераструю) с наклонным освещением в ближнем поле.
Ключевые слова: фотонный крючок, фотонная струя, тераструя, наклонное облучение, контраст изображения
Поступила в редакцию: 27.08.2021
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2022, 52:1, 13–16
Образец цитирования: О. В. Минин, И. В. Минин, “Терагерцевый микроскоп с наклонным субволновым освещением: принцип построения”, Квантовая электроника, 52:1 (2022), 13–16 [Quantum Electron., 52:1 (2022), 13–16]

Изучение адсорбции спайкового белка вируса SARS-CoV-2 методами колебательной спектроскопии с применением терагерцевых метаматериалов

М. Р. Конникова, О. П. Черкасова, Т. А. Гейнц, Е. С. Дизер, А. А. Манькова, И. С. Васильевский, А. А. Бутылин, Ю. В. Кистенев, В. В. Тучин, А. П. Шкуринов

  • Институт проблем лазерных и информационных технологий – филиал ФНИЦ «Кристаллогр­афия и фотоника» РАН, Россия, Московская обл., Шатура
  • Физический факультет, Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова
  • Институт лазерной физики СО РАН, г. Новосибирск
  • Национальный исследовательский Томский государственный университет
  • Нацио­нальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», Рос­сия, Москва
  • Саратовский национальный исследовательский государственный университет им. Н. Г. Чернышевского
  • Институт проблем точной механики и управления РАН, г. Саратов
Аннотация: Адгезия спайкового белка вируса SARS-CoV-2 изучена методами колебательной спектроскопии с применением терагерцевых метаматериалов. Исследованы особенности поглощения метаструктуры при нанесении на нее пленок гистидина, альбумина и рецептор-связывающего домена спайкового белка. Предложена и экспериментально апробирована оригинальная методика количественной оценки эффективности адгезии вируса на поверхностях метаматериалов.
Ключевые слова: метаматериалы, терагерцевая спектроскопия, вирусы, адгезия.
Поступила в редакцию: 20.09.2021
Англоязычная версия: Quantum Electronics, 2022, 52:1, 2–12
Образец цитирования: М. Р. Конникова, О. П. Черкасова, Т. А. Гейнц, Е. С. Дизер, А. А. Манькова, И. С. Васильевский, А. А. Бутылин, Ю. В. Кистенев, В. В. Тучин, А. П. Шкуринов, “Изучение адсорбции спайкового белка вируса SARS-CoV-2 методами колебательной спектроскопии с применением терагерцевых метаматериалов”, Квантовая электроника, 52:1 (2022), 2–12 [Quantum Electron., 52:1 (2022), 2–12]

 

Работы по лазерной биофотонике

А. В. Приезжев, В. В. Тучин, А. Е. Луговцов, М. Ю. Кириллин

  • Физический факультет, Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова
  • Саратовский национальный исследовательский государственный университет им. Н. Г. Чернышевского
  • Институт проблем точной механики и управления РАН, г. Саратов
  • Национальный исследовательский Томский государственный университет
  • Институт прикладной физики РАН, г. Нижний Новгород
Поступила в редакцию: 15.12.2021
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2022, 52:1, 1
Образец цитирования: А. В. Приезжев, В. В. Тучин, А. Е. Луговцов, М. Ю. Кириллин, “Работы по лазерной биофотонике”, Квантовая электроника, 52:1 (2022), 1 [Quantum Electron., 52:1 (2022), 1]

 

Магнитооптическая ловушка для атомов 6Li, образованная световыми волнами с эллиптической поляризацией

Р. Я. Ильенков, А. А. Кирпичникова, О. Н. Прудников

  • Институт лазерной физики СО РАН, г. Новосибирск
  • Новосибирский государственный университет
Аннотация: Проведено исследование модели магнитооптической ловушки (МОЛ) для атомов 6Li в поле ε – θ – ε̅ -конфигурации, образованном встречными волнами с эллиптическими поляризациями, резонансными оптическому переходу 2S1/2→2P3/2 (λ = 670.977 нм). В модели учитывается сверхтонкое расщепление уровней, находящихся внутри естественной ширины линии оптического перехода. По сравнению со стандартной МОЛ, образованной встречными волнами с циркулярными поляризациями (σ+ – σ–-конфигурация), в МОЛ предлагаемой конфигурации достижимо более глубокое субдоплеровское охлаждение атомов 6Li.
Ключевые слова: магнитооптическая ловушка, субдоплеровское охлаждение, лазерное охлаждение, эллиптическая поляризация
Поступила в редакцию: 19.10.2021
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2022, 52:2, 137–143
Образец цитирования: Р. Я. Ильенков, А. А. Кирпичникова, О. Н. Прудников, “Магнитооптическая ловушка для атомов 6Li, образованная световыми волнами с эллиптической поляризацией”, Квантовая электроника, 52:2 (2022), 137–143 [Quantum Electron., 52:2 (2022), 137–143]

Квантовая оптическая гирометрия с ориентацией на уровень шума

И. И. Красионов, Л. В. Ильичёв

  • Новосибирский государственный университет
  • Институт автоматики и электрометрии СО РАН, г. Новосибирск
  • Институт лазерной физики СО РАН, г. Новосибирск
Аннотация: На примере схемы оптического гироскопа рассмотрен новый способ повышения точности фазовых измерений. В регистрирующем вращение интерферометре Маха–Цендера в качестве входного состояния используется двухмодовый сжатый вакуум. Это не позволяет реализовать традиционную схему, поскольку среднее значение разностного сигнала на выходе всегда оказывается нулевым. Однако показано, что информация о величине угловой скорости вращения системы отсчёта прибора содержится в уровне шума разностного сигнала. Продемонстрирована возможность достижения гейзенберговского предела точности измерения.
Ключевые слова: оптический гироскоп, двухмодовый сжатый вакуум, интерферометр Маха – Цендера, точность измерений
Поступила в редакцию: 19.10.2021
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2022, 52:2, 127–129
Образец цитирования: И. И. Красионов, Л. В. Ильичёв, “Квантовая оптическая гирометрия с ориентацией на уровень шума”, Квантовая электроника, 52:2 (2022), 127–129 [Quantum Electron., 52:2 (2022), 127–129]

Квантовый оптический датчик магнитного поля для систем нейродиагностики нового поколения

М. В. Петренко, А. С. Пазгалев, А. К. Вершовский

  • Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук, г. Санкт-Петербург
Аннотация: Магнитная энцефалография в настоящее время является наиболее информативным методом функционального исследования головного мозга, поскольку, в отличие от прочих методов, она позволяет локализовать глубинные источники биосигналов и осуществить трехмерное картирование нейронной активности. Основными факторами, сдерживающими развитие и распространение этого метода, является сложность и дороговизна диагностических средств, а также жесткость требований, предъявляемых ими к пространственной и временной однородности магнитного поля. Рассмотрены перспективы создания устройства, способного в значительной мере преодолеть указанные ограничения. Дан обзор работ, направленных на создание оптического датчика, применимого для задач магнитной энцефалографии. Отдельно рассмотрен предложенный авторами ранее полностью оптический однолучевой датчик ненулевого магнитного поля.
Ключевые слова: оптический магнитометр, атомный магнитометр, квантовый датчик, оптическая накачка, магнитоэнцефалография
Поступила в редакцию: 19.10.2021
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2022, 52:2, 119–126
Образец цитирования: М. В. Петренко, А. С. Пазгалев, А. К. Вершовский, “Квантовый оптический датчик магнитного поля для систем нейродиагностики нового поколения”, Квантовая электроника, 52:2 (2022), 119–126 [Quantum Electron., 52:2 (2022), 119–126]