Автори |
Kateryna Dubyk1,2, Lesia Chepela1, Sergei Alekseev1,2, Andrey Kuzmich1,2, Boris Zousman3, Olga Levinson3, Aleksey Rozhin4, Alain Geloen5, Mykola Isaiev6, Vladimir Lysenko7,8
|
Приналежність |
1Taras Shevchenko National University of Kyiv, 64/13, Volodymyrska St., 01601 Kyiv, Ukraine
2Science Park Kyiv Taras Shevchenko University, 60, Volodymyrska St., 01033 Kyiv, Ukraine
3Ray Techniques Ltd, Hebrew University of Jerusalem, P.O.B. 39162, Israel
4Aston Institute of Photonic Technologies, Aston University, Aston Triangle, Birmingham B4 7ET, United Kingdom
5University of Lyon, CarMeN Laboratory, UMR INSERM 1060, INSA de Lyon, University of Lyon, 69361 Lyon, France
6Université de Lorraine, CNRS, LEMTA (UMR 7563), Nancy, F-54000, France
7Nanotechnology Institute of Lyon (INL), UMR CNRS 5270, University of Lyon, 69361 Lyon, France
8Light Matter Institute, UMR-5306, Claude Bernard University of Lyon/CNRS, Université de Lyon 69622 Villeurbanne cedex, France
|
Анотація |
Ця стаття присвячена вивченню різних наноматеріалів на основі вуглецю як фотоакустичних контрастних речовин. Дослідницька робота проводилася на фантомі тканини на основі агарози, що містить включення з карбоновими наноматеріалами та без них. Включення було створено з більш високою густиною порівняно з фантомом з метою імітування пухлини. Для вимірювання рівня фотоакустичного сигналу та його підсилення, спричиненого наявністю нановключень, було використано спеціально розроблений фотоакустичний зонд. Зонд складається з буфера для часового розділення сигналу, що надходить від джерела збудження, п'єзоелектричного перетворювача та підсилювача. Точкові вимірювання сигналу проводилися для отримання двовимірної карти величини фотоакустичного сигналу та фазової затримки реєстрації сигналу. На основі затримки фази реконструювали фотоакустичні 3D зображення шляхом оцінки координати глибини на основі швидкості звуку в тканині. Як джерело збудження було використано світлове випромінювання від Nd:YAG лазера з тривалістю імпульсу 16 нс та довжиною хвилі 1064 нм. По-перше, ми розглядали тканинний фантом із пухлиною, покритою оксидом графена (GO) в якості контрольного. Показано, що використання GO призводить до значного поліпшення контрасту зображення. Далі систематично вивчалися пухлини, покриті нанодіамантами (NDs) та наночастинками фтороксиду вуглецю (CFO). Амплітуда фотоакустичних сигналів, зареєстрованих від таких фантомів пухлини, на порядок менша, ніж сигнал, одержуваний від GO. Всі три типи досліджуваних наноматеріалів на основі вуглецю (GO, NDs, CFO) дають стабільний фотоакустичний сигнал, що дозволяє вважати їх хорошими кандидатами для подальших експериментів in vitro у фотоакустичній візуалізації для біологічних застосувань. Залежності рівня сигналу від концентрації наночастинок вимірювали для окремих типів наночастинок. Враховуючи набагато ефективніше проникнення NDs та CFO наночастинок всередину клітин, а також їх надзвичайно низьку цитотоксичність, ці обидва типи вуглецевих наноматеріалів можуть бути використані для подальших експериментів in vivo.
|