SUPERRESOLUTION OF MICROLENSES IN THE PHYSICS OF LIVING SYSTEMS DOI: https://doi.org/10.22184/1993-8578.2023.16.3-4.168.176
The spatial resolution of any conventional optical microscope is limited by the diffraction of light waves on the objective aperture, with white light the best optical microscopes resolution is about 200 nm. One way to overcome this limitation is microlens microscopy. Microsphere microscopy is a type of label-free microscopy in which spherical microlenses are placed directly on or near the sample to produce high-resolution optical images. With label-free and real-time imaging, optical microlens microscopy shows great potential in medicine and biology.
СВЕРХРАЗРЕШАЮЩАЯ СПОСОБНОСТЬ МИКРОЛИНЗ В ИССЛЕДОВАНИИ БИОЛОГИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ DOI: https://doi.org/10.22184/1993-8578.2023.16.3-4.168.176
Пространственное разрешение любого обычного оптического микроскопа ограничено дифракцией световых волн на апертуре объектива, при белом свете в лучших оптических микроскопах предел разрешения составляет около 200 нм. Один из способов преодоления данного ограничения – микролинзовая микроскопия. Микроскопия с использованием микросфер является одним из видов микроскопии без использования меток, в котором сферические микролинзы помещаются непосредственно на образец или вблизи образца для получения оптических изображений высокого разрешения. Благодаря визуализации без использования меток и в режиме реального времени оптическая микролинзовая микроскопия демонстрирует большой потенциал в медицине и биологии.
3D VISUALIZATION OF ERYTHROCYTES BY ATOMIC FORCE MICROSCOPY DOI: https://doi.org/10.22184/1993-8578.2023.16.3-4.180.184
Erythrocytes are one of the favorite objects of study in probe microscopy. First, they are easily accessible, do not require long and complex sample preparation, and, most importantly, they are replete with distinctive features that can be used in clinical diagnostics. When red blood cells circulate in the blood, they need to pass through narrow capillary openings much smaller than their own cross-sectional size. The elastic properties of the membrane allow it to pass through the bloodstream and deliver the necessary substances. The ratio of surface area to volume, the viscosity of the cytoplasm, and the internal deformability of membranes affect the ability of red blood cells to transform and pass through narrow spaces. Therefore, the morphological, structural and physical characteristics of blood cells are becoming increasingly important in the study of various diseases or in assessing the risk of their development.
3D-ВИЗУАЛИЗАЦИЯ ЭРИТРОЦИТОВ МЕТОДАМИ АТОМНО-СИЛОВОЙ МИКРОСКОПИИ DOI: https://doi.org/10.22184/1993-8578.2023.16.3-4.180.184
Эритроциты являются одним из любимых объектов исследования в зондовой микроскопии. Во-первых, они легкодоступны, не требуют долгой и сложной пробоподготовки и, что самое главное, изобилуют отличительными особенностями, которые можно применять в клинической диагностике. Когда эритроциты циркулируют в крови, им необходимо проходить через узкие просветы капилляров, намного меньшие, чем размер их собственного поперечного сечения. Упругие свойства мембраны эритроцитов позволяют им проходить по кровяному руслу и доставлять необходимые вещества. Отношение площади поверхности к объему, вязкость цитоплазмы и внутренняя деформируемость мембран влияют на способность эритроцитов трансформироваться и проходить через узкие промежутки. Поэтому морфологические, структурные и физические характеристики клеток крови приобретают все более важное значение при исследовании различных заболеваний или оценке риска их развития.
SYNTHESIS AND STUDY OF THE STRUCTURE OF BIOACTIVE MAGNESIUM SILICATE NANOPARTICLES DOI: https://doi.org/10.22184/1993-8578.2023.16.3-4.186.194
This paper presents the results of a study of bioactive magnesium silicate nanoparticles. The nanoparticles themselves were obtained by chemical precipitation in an aqueous medium. The size and shape of the samples were examined on a TEM microscope. It is established that objects of detection by aggregates are detected. In turn, the aggregates consist of spherical magnesium silicate nanoparticles with sizes from 10 to 20 nm. At the next stage, with the help of neural network processing of experimental data, the synthesis of nanoparticles was optimized. Analysis of the obtained ternary surface showed that to obtain samples with the smallest aggregate size (700 nm), the synthesis parameters are: temperature – 50 °C, stirring speed – 600 rpm, precursor concentration – 0.5 mol/l. Having determined the optimal parameters for the synthesis of magnesium silicate, computer quantum chemical modeling was carried out. As a result of calculations, it was found that the energy of the configuration was E = –709.302 kcal/mol, the value of chemical hardness η = 0.191 eV, and softness – S = 2.62 eV–1. Based on the data obtained, it can be concluded that MgSiO3 has a high stability and is characterized as a relatively soft molecule. At the final stage of the work, the samples were examined on an IR spectrometer. An analysis of the IR spectrum showed the presence of characteristic absorption bands, which correspond to bond vibrations in the MgSiO3 molecule.
СИНТЕЗ И ИЗУЧЕНИЕ СТРУКТУРЫ БИОАКТИВНЫХ НАНОЧАСТИЦ СИЛИКАТА МАГНИЯ DOI: https://doi.org/10.22184/1993-8578.2023.16.3-4.186.194
В данной работе представлены результаты исследования биоактивных наночастиц силиката магния. Сами наночастицы получали методом химического осаждения в водной среде. Размер и форму образцов исследовали на ПЭМ-микроскопе. Установлено, что поверхность образцов представлена крупными агрегатами. В свою очередь, агрегаты состоят из сферических наночастиц силиката магния с размерами от 10 до 20 нм. На следующем этапе, с помощью нейросетевой обработки экспериментальных данных проводили оптимизацию синтеза наночастиц. Анализ полученной тернарной поверхности показал, что для получения образцов с наименьшим размером агрегатов (700 нм) параметрами синтеза являются: температура – 50 °С, скорость перемешивания – 600 об/мин, концентрация прекурсора – 0,5 моль/л. Определив оптимальные параметры синтеза силиката магния, проводили компьютерное квантово-химическое моделирование. В результате расчетов обнаружено, что энергия конфигурации составила E = –709,302 ккал/моль, величина химической жесткости η = 0,191 эВ, а мягкости – S = 2,62 эВ–1. На основе полученных данных можно заключить, что MgSiO3 обладает высокой стабильностью и характеризуется, как относительно мягкая молекула. На заключительном этапе работы образцы исследовали на ИК-спектрометре. Анализ ИК-спектра показал наличие характерных полос поглощения, которые соответствуют колебаниям связей в молекуле MgSiO3.
NANOMEDICINE. THE USE OF BIOSYNTHETICALLY PRODUCED METAL NANOPARTICLES IN A NEW GENERATION OF WOUND-HEALING DEPOTMATERIALS DEVELOPMENT DOI: https://doi.org/10.22184/1993-8578.2023.16.3-4.196.202
Nanotechnology, as an interdisciplinary and cross-sectoral technology, is now used worldwide in almost all fields of science and technology and in all branches of modern industry. The value of products derived from nanotechnology amounts to trillions of dollars. Nanotechnology is also being used effectively in all fields of medicine. New fields have appeared and consolidated: nanomedicine, nanotherapy, nanodiagnostics. Nanoparticles of various natures have a special place in medicine. This paper is devoted to practical use of silver nanoparticles in wound healing of purulent wounds. The effectiveness of the developed application containing silver nanoparticles and enzymes is presented.
НАНОМЕДИЦИНА. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НАНОЧАСТИЦ МЕТАЛЛОВ, ПРОИЗВЕДЕННЫХ БИОСИНТЕЗОМ, В СОЗДАНИИ РАНОЗАЖИВЛЯЮЩИХ ДЕПО-МАТЕРИАЛОВ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ DOI: https://doi.org/10.22184/1993-8578.2023.16.3-4.196.202
Нанотехнологии как междисциплинарные и межотраслевые технологии в настоящее время используются в мире практически во всех областях науки и техники и во всех отраслях индустрии. Стоимость продукции, полученной по нанотехнологиям, составляет триллионы долларов. Эффективно используются нанотехнологии и во всех областях медицины. Появились и закрепились новые направления: наномедицина, нанотерапия, нанодиагностика. Особое место в медицине играют наночастицы разной природы. Данная статья посвящена практическому использованию наночастиц серебра в заживлении гнойных ран. Показана эффективность разработанной аппликации, содержащей наночастицы серебра и ферменты.
PREPARING OF SOLID CERAMICS FROM YTTRIUM OXIDE NANOPOWDER BY SPS METHOD DOI: https://doi.org/10.22184/1993-8578.2023.16.3-4.204.207
Strong fine-grained ceramics (about 1 μm) based on yttrium oxide nanopowder was prepared using spark plasma sintering (SPS) method. It has microhardness of 2.1 GPa.
СОЗДАНИЕ ТВЕРДОЙ КЕРАМИКИ ИЗ НАНОПОРОШКА ОКСИДА ИТТРИЯ С ПОМОЩЬЮ SPS-МЕТОДА DOI: https://doi.org/10.22184/1993-8578.2023.16.3-4.204.207
С помощью метода электроискрового спекания (ЭИС) на основе наноразмерного порошка оксида иттрия создана мелкозернистая (порядка 1 мкм), плотная, прочная керамика с микротвердостью вплоть до 18 ГПа.
MODERN METHODS FOR MONITORING ELECTRICAL CURRENTS USING PHYSICAL VALUES SENSORS DOI: https://doi.org/10.22184/1993-8578.2023.16.3-4.220.230
Magnetic field sensors are very important for many sensor-based measurement applications. Therefore, measuring current values comes down to a choice between an AMR sensor and a Hall sensor. This paper presents the main advantages and disadvantages of each of the two types of sensors, methods for optimising their main characteristics, as well as the results achieved by Zelenograd Nanotechnology Centre in mastering and producing magnetic transducers.
СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ТОКОВ С ПОМОЩЬЮ ДАТЧИКОВ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН DOI: https://doi.org/10.22184/1993-8578.2023.16.3-4.220.230
Во многих сферах применения измерительных устройств на основе датчиков лидируют датчики магнитного поля. Поэтому задача измерения токов величин сводится к выбору между AMR-датчиком и датчиком Холла. В статье представлены основные преимущества и недостатки каждого из двух типов датчиков, методы оптимизации их основных характеристик, а также результаты, которых удалось достигнуть компании "Зеленоградский нанотехнологический центр" в освоении и производстве магнитных преобразователей.
LINEAR PNEUMOHYDRAULIC DRIVE WITH ELECTRORHEOLOGICAL SPEED CONTROL DOI: https://doi.org/10.22184/1993-8578.2023.16.3-4.232.238
A linear pneumohydraulic drive with electrorheological (ER) control is considered to ensure movement speed of objects according to a given law. The high accuracy of movement speed maintaining of is ensured by the use of a starch-based liquid as a working medium, capable of almost instantly changing rheological properties under the action of an electric field. Calculations of potential distribution in the ER valve is carried out, as well as calculation of the flow velocity of the ER fluid in the throttle and pipelines. It has been experimentally established that effective adjustment of drive rod movement speed is carried out at air pressure of 0.4 atm at the inlet to the pneumatic cylinder and a volume concentration of working fluid dispersed phase of 25%.
ЛИНЕЙНЫЙ ПРИВОД С ЭЛЕКТРОРЕОЛОГИЧЕСКИМ УПРАВЛЕНИЕМ DOI: https://doi.org/10.22184/1993-8578.2023.16.3-4.232.238
Рассмотрен линейный пневмогидравлический привод с электрореологическим (ЭР) управлением для обеспечения скорости перемещения объектов по заданному закону. Высокая точность поддержания скорости перемещений обеспечивается за счет применения в качестве рабочей среды ЭР-жидкости на основе крахмала, способной практически мгновенно изменять реологические свойства под действием электрического поля. Проведен расчет распределения потенциала в ЭР-дросселе, а также расчет скорости течения ЭР-жидкости в дросселе и трубопроводах. Экспериментально установлено, что эффективная регулировка скорости перемещения штока привода осуществляется при давлении воздуха на входе в пневмоцилиндр 0,4 атм и объемной концентрации дисперсной фазы рабочей жидкости 25%.
CORROSION BEHAVIOR AND SURFACE ANALYSIS OF Ni-RICH TiNi ALLOY DOI: https://doi.org/10.22184/1993-8578.2023.16.3-4.208.219
In this article the corrosion behavior was considered and the surface analysis of Ti49.0Ni51.0 alloy samples in various structural (coarse-grained, ultrafine-grained, prepared by equal-channel angular pressing of a quenching sample, and ultrafine-grained after ECAP with preliminary aging) states in acid solutions – HCl and H2SO4. Studies have shown that corrosion damage in solutions of acids of various concentrations (1M, 3M) occurs most intensively in the coarse-grained state with an increased concentration of the acid solution. The formation of an ultrafine-grained structure reduces the corrosion rate; however, the ultrafine-grained state of the pre-aged alloy increases the corrosion rate compared to the unaged state in the sulfuric acid solution.
КОРРОЗИОННОЕ ПОВЕДЕНИЕ И АНАЛИЗ ПОВЕРХНОСТИ СПЛАВА TiNi С БОЛЬШИМ СОДЕРЖАНИЕМ Ni DOI: https://doi.org/10.22184/1993-8578.2023.16.3-4.208.219
В представленной статье рассмотрено коррозионное поведение и проведен анализ поверхности образцов сплава Ti49,0Ni51,0 в различных структурных (крупнозернистом, ультрамелкозернистом, полученном методом равноканального углового прессования закаленного образца, и ультрамелкозернистом после РКУП с предварительным старением) состояниях в растворах кислот – HCl и H2SO4. Исследования показали, что коррозионное разрушение в растворах кислот различной концентрации (1M, 3M) происходит наиболее интенсивно в крупнозернистом состоянии с повышенной концентрацией раствора кислот. Формирование ультрамелкозернистой структуры снижает скорость коррозии, однако ультрамелкозернистое состояние предварительно состаренного сплава повышает скорость коррозии по сравнению с состоянием без старения в растворе серной кислоты.