RU2637630C1 - Method for microscopic study of biological samples marked by phosphorescent probes in vitro - Google Patents

Method for microscopic study of biological samples marked by phosphorescent probes in vitro Download PDF

Info

Publication number
RU2637630C1
RU2637630C1 RU2016148063A RU2016148063A RU2637630C1 RU 2637630 C1 RU2637630 C1 RU 2637630C1 RU 2016148063 A RU2016148063 A RU 2016148063A RU 2016148063 A RU2016148063 A RU 2016148063A RU 2637630 C1 RU2637630 C1 RU 2637630C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
photoluminescence
nanoparticles
phosphorescent
signal
biological samples
Prior art date
Application number
RU2016148063A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Андрей Владимирович Юдинцев
Владимир Анатольевич Воденеев
Алексей Борисович Костин
Людмила Николаевна Москалик
Андрей Васильевич Звягин
Original Assignee
федеральное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского" filed Critical федеральное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского"
Priority to RU2016148063A priority Critical patent/RU2637630C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2637630C1 publication Critical patent/RU2637630C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82BNANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS, MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES AS DISCRETE UNITS; MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF
    • B82B1/00Nanostructures formed by manipulation of individual atoms or molecules, or limited collections of atoms or molecules as discrete units
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: multiplexed marking of a biological sample with phosphorescent material, their visualization and photoluminescence lifetime determination using laser scanning microscopy are performed. Nanosized anti-Stokes phosphors (NAF) with a size not exceeding 200 nm are used for multiplexed marking of a biological sample. NAFs are excited by a continuous IR laser with a wavelength of 980 nm. The image obtained using a laser scanning microscope is processed in two steps. In the first step, processing is performed along a slow scanning axis. In the second step, processing is performed along a fast scanning axis.
EFFECT: increased sensitivity during visualization of phosphorescent nanoparticles, increased accuracy of determination of localization and of photoluminescence of lifetime discrete phosphorescent nanoparticles and their aggregates deposited on biological samples.
3 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к исследованиям биологических образцов с применением оптической микроскопии и нанотехнологий и может быть использовано для определения локализации одиночных фосфоресцентных наночастиц или их дискретных агрегатов, нанесенных на биологические образцы, и времени жизни их фотолюминесценции при мультиплексном маркировании.The present invention relates to the study of biological samples using optical microscopy and nanotechnology and can be used to determine the localization of single phosphorescence nanoparticles or their discrete aggregates deposited on biological samples, and their photoluminescence lifetime during multiplex marking.

В настоящее время широкое распространение получили микроскопические исследования различных биологических образцов с целью получения информации о молекулярных процессах, происходящих в них, например, таких как перемещение отдельных молекул при передаче клеточных сигналов. Общий алгоритм исследования включает маркировку биообразца фосфоресцентными метками, их визуализацию с использованием лазерной сканирующей микроскопии и определение времени жизни фотолюминесценции. Однако актуальной остается разработка новых способов исследования для получения более точной и ценной научной информации.Currently, microscopic studies of various biological samples are widespread in order to obtain information about the molecular processes occurring in them, for example, such as the movement of individual molecules during the transmission of cellular signals. The general research algorithm includes marking the biosample with phosphorescent labels, visualizing them using laser scanning microscopy, and determining the photoluminescence lifetime. However, it remains relevant to develop new research methods to obtain more accurate and valuable scientific information.

Известен способ микроскопического исследования биологических образцов, основанный на применении флуоресцентного маркирования с молекулярной специфичностью, которое обычно реализуется с использованием органических флуоресцентных красителей. Использование флуоресцентных зондов позволяет визуализировать клеточные и тканевые компоненты, такие как внеклеточный матрикс, органеллы и биомолекулы, проводить исследования белок-белковых взаимодействий, а также анализировать перемещения отдельных молекул при передаче клеточных сигналов [Moerner, W.Е. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2007, 104, 12596].A known method of microscopic examination of biological samples based on the use of fluorescence labeling with molecular specificity, which is usually implemented using organic fluorescent dyes. The use of fluorescent probes allows visualization of cellular and tissue components, such as the extracellular matrix, organelles and biomolecules, studies of protein-protein interactions, and also analyzes the movements of individual molecules during the transmission of cellular signals [Moerner, W.E. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2007, 104, 12596].

Однако многие известные молекулярные флуорофоры весьма чувствительны к биохимическому окружению. При этом взаимодействие с окружением может приводить к уширению спектров, мерцанию или тушению флуоресценции. Эти недостатки существенно ограничивают применение таких молекулярных маркеров [Gomez, D.Е.; van Embden, J.; Jasieniak, J.; Smith, T.A.; Mulvaney, P. Small, 2006, 2, 204].However, many known molecular fluorophores are very sensitive to the biochemical environment. In this case, interaction with the environment can lead to broadening of the spectra, flickering or quenching of fluorescence. These disadvantages significantly limit the use of such molecular markers [Gomez, D.E .; van Embden, J .; Jasieniak, J .; Smith, T.A .; Mulvaney, P. Small, 2006, 2, 204].

Для частичного решения указанных проблем применяют фотолюминесцентные наночастицы, такие как квантовые точки и наноалмазы. Однако применяемые квантовые точки обладают высокой квантовой эффективностью, узкими и перестраиваемыми спектрами, но при этом испускание квантовых точек характеризуется мерцанием и сами они имеют высокую биологическую токсичность [Edmonds, А.М.; Sobhan, М.А.; Sreenivasan, V.K.A.; Grebenik, Е.A.; Rabeau, J.R.; Goldys, E.M; Zvyagin, A.V. Particle & Particle Systems Characterization, 2013, 30]; наноалмазы нетоксичны, но интенсивность их излучения намного слабее интенсивности излучения квантовых точек [Yu, S.J.; Kang, М.W.; Chang, H.С; Chen, K.М.; Yu, Y.С. Journal of the American Chemical Society, 2005, 127, 17604; Sreenivasan, V.; Zvyagin, A.; Goldys, E. Journal of physics. Condensed matter: an Institute of Physics journal, 2013, 25, 194101].To partially solve these problems, photoluminescent nanoparticles, such as quantum dots and nanodiamonds, are used. However, the applied quantum dots have high quantum efficiency, narrow and tunable spectra, but the emission of quantum dots is characterized by flickering and they themselves have high biological toxicity [Edmonds, A.M .; Sobhan, M.A .; Sreenivasan, V.K.A .; Grebenik, E.A .; Rabeau, J.R .; Goldys, E. M; Zvyagin, A.V. Particle & Particle Systems Characterization, 2013, 30]; nanodiamonds are non-toxic, but their radiation intensity is much weaker than the radiation intensity of quantum dots [Yu, S.J .; Kang, M.W .; Chang, H. C; Chen, K.M .; Yu, Y.S. Journal of the American Chemical Society, 2005, 127, 17604; Sreenivasan, V .; Zvyagin, A .; Goldys, E. Journal of physics. Condensed matter: an Institute of Physics journal, 2013, 25, 194101].

Известно фотолюминесцентное маркирование с использованием молекулярных флуорофоров и наночастиц. К недостаткам их использования можно отнести наличие сильного фонового излучения клеток и биологических тканей. Известно, что вклад автофлуоресценции может быть частично подавлен при использовании спектральной фильтрации. Однако этого недостаточно для исследования бимолекулярных процессов, таких как перемещение отдельных молекул при передаче клеточных сигналов.Photoluminescent labeling using molecular fluorophores and nanoparticles is known. The disadvantages of their use include the presence of strong background radiation from cells and biological tissues. It is known that the contribution of autofluorescence can be partially suppressed using spectral filtering. However, this is not enough to study bimolecular processes, such as the movement of individual molecules during the transmission of cellular signals.

Известно использование наноразмерных антистоксовых

Figure 00000001
(НАФ) для маркирования биологических объектов. В отличие от традиционных молекулярных флуорофоров НАФ имеют практически неограниченную фотостабильность, уникальные фотофизические свойства, позволяющие преодолеть шумовой вклад автофлуоресценции за счет апконверсии - преобразования энергии света средней интенсивности, поглощенного в инфракрасной области, в свет с большей энергией в видимом и ближнем инфракрасном диапазонах. Кроме того, НАФ имеют большие времена жизни фотолюминесценции, превышающие времена жизни флуоресценции органических красителей и эндогенных флуорофоров. Причем время жизни фотолюминесценции НАФ является параметром, зависящим от окружения наночастиц. Это позволяет эффективно использовать НАФ при мультиплексном маркировании [Lu, Y.Q.; Zhao, J.В.; Zhang, R; Liu, Y.J.; Liu, D.M; Goldys, E.M; Yang, X.S.; Xi, P.; Sunna, A.; Lu, J.; Shi, Y.; Leif, R.C; Huo, Y.J.; Shen, J.; Piper, J.A.; Robinson, J.P.; Jin, D.Y. Nature Photonics, 2014, 8, 33].Known for the use of nanoscale anti-stokes
Figure 00000001
(NAF) for marking biological objects. In contrast to traditional molecular fluorophores, NAFs have almost unlimited photostability, unique photophysical properties that make it possible to overcome the noise contribution of autofluorescence due to up-conversion - the conversion of medium-intensity light energy absorbed in the infrared region into light with higher energy in the visible and near infrared ranges. In addition, NAFs have large photoluminescence lifetimes that exceed the fluorescence lifetimes of organic dyes and endogenous fluorophores. Moreover, the NAF photoluminescence lifetime is a parameter that depends on the environment of the nanoparticles. This allows the efficient use of NAF in multiplex marking [Lu, YQ; Zhao, J. B .; Zhang, R; Liu, YJ; Liu, DM; Goldys, EM; Yang, XS; Xi, P .; Sunna, A .; Lu, J .; Shi, Y .; Leif, RC; Huo, YJ; Shen, J .; Piper, JA; Robinson, JP; Jin, DY Nature Photonics, 2014, 8, 33].

Однако ввиду того, что НАФ имеют очень большие времена жизни фотолюминесценции (в масштабе миллисекунд), поточечная запись сигнала при получении изображения образцов, маркированных НАФ, требует накопления фотолюминесцентного сигнала в каждой точке (пикселе) в течение времени, сравнимого со временем жизни НАФ, т.е. в масштабе миллисекунд. Это делает общее время записи сканированного изображения непрактично долгим. А при более быстром сканировании изображения наночастиц имеют вид вытянутых вдоль быстрой оси сканирования пятен, в результате чего теряется информативность при маркировании.However, due to the fact that NAFs have very large photoluminescence lifetimes (in millisecond scale), point-to-point recording of a signal when receiving images of samples marked with NAFs requires the accumulation of a photoluminescent signal at each point (pixel) for a time comparable to the lifetime of NAFs .e. on a millisecond scale. This makes the total recording time of the scanned image impractical for a long time. And with faster scanning, the images of nanoparticles look like spots elongated along the fast axis of scanning, as a result of which information content is lost when marking.

Наиболее близким к предлагаемому способу по совокупности существенных признаков и техническому результату, выбранному в качестве прототипа предлагаемого изобретения, является способ микроскопического исследования биологических образцов, маркированных фосфоресцентными зондами in vitro, включающий мультиплексное маркирование биологического образца фосфоресцентными материалами, их визуализацию и определение времени жизни фотолюминесценции с использованием лазерной сканирующей микроскопии [Pominova D.V., Ryabova A.V., Grachev P.V., Romanishkin I.D., Kuznetsov S.V., Rozhnova J.A., Yasyrkina D.S., Fedorov P.P., Loschenov V.B. Upconversion microparticles as time-resolved luminescent probes for multiphoton microscopy: desired signal extraction from the streaking effect // J. Biomed. Optics. 2016. Vol. 21(9). 096002-1-9].Closest to the proposed method for the combination of essential features and the technical result, selected as a prototype of the present invention, is a method for microscopic examination of biological samples labeled with phosphorescent probes in vitro, including multiplex marking of a biological sample with phosphorescent materials, their visualization and determination of photoluminescence lifetime using laser scanning microscopy [Pominova DV, Ryabova AV, Grachev PV, Romanishkin ID, Kuznetsov SV, Ro zhnova J.A., Yasyrkina D.S., Fedorov P.P., Loschenov V.B. Upconversion microparticles as time-resolved luminescent probes for multiphoton microscopy: desired signal extraction from the streaking effect // J. Biomed. Optics 2016. Vol. 21 (9). 096002-1-9].

Известный способ осуществляют следующим образом.The known method is as follows.

Антистоксовые микрочастицы, основанные на фторидной матрице, легированной

Figure 00000002
редкоземельных ионов Yb3+-Er3+ и Yb3+-Tm3+, наносят на исследуемый биобразец. Осуществляют визуализацию антистоксовых микрочастиц с использованием лазерного сканирующего микроскопа (LSM-710 NLO, Carl Zeiss, Германия). При этом возбуждение микрочастиц осуществляют импульсным фемтосекундным лазером (Chameleon Ultra II, Coherent, США) на длине волны 980 нм. Далее с использованием воздушного неиммерсионного объектива с 20-кратным увеличением сканируют образец, при скорости сканирования в диапазоне 1.27-3.15 мкс/пикс. Регистрацию фотолюминесцентного сигнала осуществляют с использованием недесканирующих детекторов (NDD) в трех спектральных диапазонах: 400-490 нм, 490-560 нм и 565-700 нм соответственно. Полученное изображение раскладывают на строки с шагом в один пиксель вдоль быстрой оси сканирования. В каждой строке определяют положение микрочастицы как точку с максимальной яркостью и границы ее сигнала. Полученную последовательность (профиль сигнала, заключающийся в указанных пределах) аппроксимируют с использованием функции рассеяния точки (ФРТ) вида:Anti-Stokes microparticles based on doped fluoride matrix
Figure 00000002
rare-earth ions Yb 3+ -Er 3+ and Yb 3+ -Tm 3+ , are applied to the studied biosample. Visualize anti-Stokes microparticles using a laser scanning microscope (LSM-710 NLO, Carl Zeiss, Germany). In this case, microparticles are excited by a pulsed femtosecond laser (Chameleon Ultra II, Coherent, USA) at a wavelength of 980 nm. Next, using a non-immersion air lens with a 20x magnification, a sample is scanned at a scanning speed in the range of 1.27-3.15 μs / pixel. Registration of the photoluminescent signal is carried out using non-scanning detectors (NDD) in three spectral ranges: 400-490 nm, 490-560 nm and 565-700 nm, respectively. The resulting image is laid out on lines in increments of one pixel along the fast scan axis. In each line, the position of the microparticle is determined as a point with maximum brightness and the boundaries of its signal. The resulting sequence (signal profile, which lies within the specified limits) is approximated using the point spread function (PSF) of the form:

h(x,y)=(-Aexp(-y/vτr)+Bexp(-y/vτd))∫δ(x)dx,h (x, y) = (- Aexp (-y / vτ r ) + Bexp (-y / vτ d )) ∫δ (x) dx,

где v - скорость сканирования вдоль быстрой оси сканирования, τr и τd - времена роста и спада антистоксовой фотолюминесценции, А и В - коэффициенты, δ(х) - дельта функция Дирака. Определяют параметры ФРТ, затем осуществляют восстановление изображения методом Люси-Ричардсона.where v is the scanning speed along the fast scanning axis, τ r and τ d are the growth and decay times of anti-Stokes photoluminescence, A and B are the coefficients, δ (x) is the Dirac delta function. The parameters of the PSF are determined, then the image is restored using the Lucy-Richardson method.

Однако известный способ имеет следующие недостатки:However, the known method has the following disadvantages:

- большой размер антистоксовых микрочастиц осложняет и/или препятствует их проникновению внутрь клетки;- the large size of anti-Stokes microparticles complicates and / or prevents their penetration into the cell;

- чувствительность известного способа ограничена, с одной стороны, за счет увеличения вклада автофлуоресценции, возбуждаемой фемтосекундным лазером, используемым для возбуждения антистоксовой люминесценции, с другой стороны, низкоапертурный воздушный объектив, используемый в известном способе, имеет низкое разрешение, которое не позволяет наблюдать одиночные наноразмерные и даже субмикронные частицы;- the sensitivity of the known method is limited, on the one hand, due to the increased contribution of autofluorescence excited by a femtosecond laser used to excite anti-Stokes luminescence, on the other hand, the low-aperture air lens used in the known method has a low resolution that does not allow to observe single nanoscale and even submicron particles;

- получаемые изображения имеют большую зашумленность, так как в известном способе сканирование осуществляют со скоростью 1.27-3.15 мкс/пикс, превышающей оптимальную скорость, применяемую для достижения оптимального соотношения сигнал/шум (около 10 мкс/пикс).- the resulting images have a high noise level, since in the known method, scanning is performed at a speed of 1.27-3.15 μs / pixel, exceeding the optimal speed used to achieve the optimal signal to noise ratio (about 10 μs / pixel).

Вышеуказанные недостатки снижают точность и достоверность определения времени жизни фотолюминисценции и локализации наночастиц.The above disadvantages reduce the accuracy and reliability of determining the lifetime of photoluminescence and localization of nanoparticles.

Задачей предлагаемого изобретения является создание способа микроскопического исследования биологических образцов, маркированных фосфоресцентными зондами in vitro, лишенного недостатков прототипа.The objective of the invention is the creation of a method for microscopic examination of biological samples labeled with phosphorescent probes in vitro, devoid of the disadvantages of the prototype.

Технический результат предлагаемого способа заключается в:The technical result of the proposed method is:

- увеличении чувствительности при визуализации фосфоресцентных наночастиц, нанесенных на биологические образцы;- an increase in sensitivity in the visualization of phosphorescent nanoparticles deposited on biological samples;

- уменьшении вклада шумовой компоненты (увеличении отношения сигнал/шум);- reducing the contribution of the noise component (increasing the signal-to-noise ratio);

- увеличении точности определения локализации дискретных фосфоресцентных наночастиц и их агрегатов на биологических образцах;- increasing the accuracy of determining the localization of discrete phosphorescent nanoparticles and their aggregates on biological samples;

- увеличении точности определения времени жизни фотолюминесценции дискретных фосфоресцентных наночастиц и их агрегатов, нанесенных на биологические образцы по изображению.- increasing the accuracy of determining the photoluminescence lifetime of discrete phosphorescent nanoparticles and their aggregates deposited on biological samples from the image.

Технический результат достигается тем, что в известном способе микроскопического исследования биологических образцов, маркированных фосфоресцентными зондами in vitro, включающем мультиплексное маркирование биологического образца фосфоресцентным материалом, их визуализацию и определение времени жизни фотолюминесценции с использованием лазерной сканирующей микроскопии, для мультиплексного маркирования биологического образца используют наноразмерные антистоксовые

Figure 00000003
(НАФ), имеющие размер, не превышающий 200 нм, которые возбуждают непрерывным ИК-лазером с длиной волны 980 нм, полученное с использованием лазерного сканирующего микроскопа изображение обрабатывают в два этапа, на первом этапе обработку осуществляют вдоль медленной оси сканирования, на втором этапе обработку осуществляют вдоль быстрой оси сканирования.The technical result is achieved by the fact that in the known method of microscopic examination of biological samples labeled with phosphorescent probes in vitro, including multiplex marking of a biological sample with phosphorescent material, their visualization and determination of photoluminescence lifetime using laser scanning microscopy, nanoscale anti-stokes are used for multiplex marking of a biological sample
Figure 00000003
(NAF) having a size not exceeding 200 nm, which is excited by a continuous IR laser with a wavelength of 980 nm, the image obtained using a laser scanning microscope is processed in two stages, at the first stage, the processing is carried out along the slow axis of the scan, at the second stage, processing carried out along the fast axis of the scan.

Предлагаемое изобретение отвечает критериям «новизна» и «изобретательский уровень», так как проведенные патентно-информационные исследования не выявили источников научно-технической литературы и патентной документации, которые бы прочили новизну предлагаемого способа, равно как и технических решений с существенными признаками предлагаемого способа.The present invention meets the criteria of "novelty" and "inventive step", since the conducted patent information research did not identify sources of scientific and technical literature and patent documentation that would read the novelty of the proposed method, as well as technical solutions with essential features of the proposed method.

Технический результат предлагаемого способа заключается в:The technical result of the proposed method is:

- увеличении чувствительности при визуализации фосфоресцентных наночастиц, нанесенных на биологические образцы;- an increase in sensitivity in the visualization of phosphorescent nanoparticles deposited on biological samples;

- уменьшении вклада шумовой компоненты (увеличении отношения сигнал/шум);- reducing the contribution of the noise component (increasing the signal-to-noise ratio);

- увеличении точности определения локализации дискретных фосфоресцентных наночастиц и их агрегатов на биологических образцах;- increasing the accuracy of determining the localization of discrete phosphorescent nanoparticles and their aggregates on biological samples;

- увеличении точности определения времени жизни фотолюминесценции дискретных фосфоресцентных наночастиц и их агрегатов нанесенных на биологические образцы по изображению.- increasing the accuracy of determining the photoluminescence lifetime of discrete phosphorescent nanoparticles and their aggregates deposited on biological samples from the image.

Предлагаемый способ поясняется графическим материалом.The proposed method is illustrated in graphic material.

На фиг. 1 на примере одномерного сигнала фотолюминесценции ряда антистоксовых

Figure 00000004
представлены результаты работы заявленного способа микроскопического исследования биологических образцов, основанного на определении времени жизни фотолюминесценции и локализации антистоксовых
Figure 00000004
по их изображению.In FIG. 1 on the example of a one-dimensional photoluminescence signal of a number of anti-Stokes
Figure 00000004
presents the results of the claimed method of microscopic examination of biological samples based on determining the lifetime of photoluminescence and localization of anti-Stokes
Figure 00000004
in their image.

На фиг. 2 представлено двумерное изображение смоделированного сигнала фотолюминесценции ряда дискретных фосфоресцентных наночастиц (левая панель) и восстановленное с использованием заявляемого способа изображение (правая панель). Во вставках показаны увеличенные изображения областей, обведенных на изображении белыми окружностями. Чтобы продемонстрировать чувствительность используемого алгоритма восстановления к изображению, был добавлен случайный шум. Следует отметить, что в результате деконволюции существенно уменьшается размер изображения и наблюдается значительное увеличения отношения сигнал/шум. Последний эффект демонстрируется отсутствием шума на восстановленном изображении.In FIG. 2 presents a two-dimensional image of the simulated photoluminescence signal of a number of discrete phosphorescent nanoparticles (left panel) and the image restored using the proposed method (right panel). The insets show enlarged images of the areas circled in the image by white circles. To demonstrate the sensitivity of the reconstruction algorithm used to the image, random noise was added. It should be noted that as a result of deconvolution, the image size decreases significantly and a significant increase in the signal-to-noise ratio is observed. The latter effect is demonstrated by the absence of noise in the reconstructed image.

На фиг. 3 представлены результаты работы заявляемого способа исследования биологических образцов, маркированных фосфоресцентными наноматериалами, на примере изображения среза печени (пример конкретного исполнения). Получение изображений осуществлялось при сканировании лазерного луча со скоростью около 10 см/с и времени записи сигнала с одной точки около 10 мкс. Рассматриваемый образец представлял собой тонкий срез ткани печени, выделенной из лабораторной мыши через три часа после инъекции биологически-совместимых нанокомплексов антистоксовых

Figure 00000004
, подготовленных в фосфатно-солевом растворе.In FIG. 3 presents the results of the proposed method for the study of biological samples labeled with phosphorescent nanomaterials, using an example of a section of a liver (an example of a specific implementation). Images were obtained by scanning a laser beam at a speed of about 10 cm / s and a recording time of a signal from one point of about 10 μs. The sample under consideration was a thin section of liver tissue isolated from a laboratory mouse three hours after injection of biocompatible anti-Stokes nanocomplexes
Figure 00000004
prepared in phosphate-saline solution.

После выделения ткань печени фиксировалась 10% нейтральным забуференным формалином на протяжении 48 часов. После этого ткань дегидратировалась в серии спиртовых растворов, помещалась в парафин и нарезалась на срезы с толщиной около 5 мкм.After isolation, liver tissue was fixed with 10% neutral buffered formalin for 48 hours. After that, the tissue was dehydrated in a series of alcohol solutions, placed in paraffin, and cut into sections with a thickness of about 5 μm.

На фиг. 3а представлено наложение изображения среза печени, полученного в режиме проходящего света (показано серым цветом) и фотолюминесцентного изображения

Figure 00000004
(показаны зеленым цветом), локализовавшихся в печени после внутривенной инъекции. Масштабный отрезок - 50 мкм. На фиг. 3b, с показаны графики поверхности исходного (b) и восстановленного в результате деконволюции (с) изображения тех же фотолюминесцентных наночастиц на печени, что и на (а). Полученное время жизни фотолюминесценции наночастиц, накопившихся в печени лабораторной мыши, составляло 0,4-0,8 мс.In FIG. 3a shows an overlay of a sectional image of a liver obtained in transmitted light mode (shown in gray) and a photoluminescent image
Figure 00000004
(shown in green) localized in the liver after intravenous injection. The scale segment is 50 microns. In FIG. 3b, c shows surface graphs of the original (b) and reconstructed as a result of deconvolution (c) images of the same photoluminescent nanoparticles on the liver as on (a). The obtained lifetime of photoluminescence of nanoparticles accumulated in the liver of a laboratory mouse was 0.4-0.8 ms.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.The proposed method is as follows.

Биологически .овместимые нанокомплексы антистоксовых

Figure 00000004
, имеющие размер, не превышающий 200 нм, наносят на исследуемый образец (срез ткани или культуру клеток) и возбуждают непрерывным ИК-лазером с длиной волны 980 нм. При этом наночастицы распределяются по образцу, связываясь с определенными участками. Взаимодействие наночастиц с окружающими молекулами сопровождается изменением времени жизни их фотолюминесценции.Biologically compatible anti-Stokes nanocomplexes
Figure 00000004
having a size not exceeding 200 nm, applied to the test sample (tissue section or cell culture) and excited by a continuous infrared laser with a wavelength of 980 nm. In this case, the nanoparticles are distributed over the sample, binding to certain areas. The interaction of nanoparticles with surrounding molecules is accompanied by a change in the lifetime of their photoluminescence.

Полученные биологические образцы исследуют с помощью лазерного сканирующего микроскопа.The obtained biological samples are examined using a laser scanning microscope.

Изображения получают при следующих настройках микроскопа:Images are obtained with the following microscope settings:

Антистоксовые

Figure 00000005
возбуждают непрерывным ИК-лазером с длиной волны 980 нм.Anti-stock
Figure 00000005
excited by a continuous infrared laser with a wavelength of 980 nm.

Сигнал фотолюминесценции антистоксовых нанофосфоров регистрируют с использованием недесканирующего режима детектирования (NDD-режим).The photoluminescence signal of anti-Stokes nanophosphors is recorded using a non-scanning mode of detection (NDD mode).

При помощи оптических фильтров выделяют спектральный диапазон детектирования, соответствующий спектральному диапазону испускания фотолюминесценции используемых для маркирования антистоксовых наночастиц. При использовании наночастиц, легированных Tm3+ , регистрацию сигнала осуществляют в спектральных диапазонах 445-485 нм и 790-810 нм, при легировании Er3+ - 500-550 нм.Optical filters isolate the detection spectral range corresponding to the spectral range of photoluminescence emission used for marking anti-Stokes nanoparticles. When using nanoparticles doped with Tm 3+ , the signal is recorded in the spectral ranges 445-485 nm and 790-810 nm, while doping with Er 3+ - 500-550 nm.

При этом для получения изображений отдельных наночастиц и их агрегатов, распределенных по исследуемому биологическому образцу, используют высокоапертурный иммерсионный объектив (например, Apochromat 63х/1.2 W).Moreover, to obtain images of individual nanoparticles and their aggregates distributed over the studied biological sample, a high-aperture immersion lens (for example, Apochromat 63x / 1.2 W) is used.

Для получения информации о морфологии образца используют лазер с длиной волны 405 нм, который эффективно возбуждает эндогенные флуорофоры. Сигнал автофлуоресценции исследуемого биологического образца собирают в отдельном треке, чтобы исключить наложение сигналов автофлуоресценции и фотолюминесценции наночастиц.To obtain information about the morphology of the sample, a laser with a wavelength of 405 nm is used, which effectively excites endogenous fluorophores. The autofluorescence signal of the test biological sample is collected in a separate track to prevent overlapping autofluorescence and photoluminescence signals of nanoparticles.

Размер получаемого изображения ограничивают задаваемым количеством пикселей (например, 512×512 пикс).The size of the resulting image is limited by a specified number of pixels (for example, 512 × 512 pixels).

Выбирают оптимальную скорость сканирования (около 10 мкс/пикс), при которой достигается максимальное соотношение сигнал/шум. Сканирование с такой скоростью реализуют при возбуждении лазерным лучом с интенсивностью большей, чем плотность энергии насыщения антистоксовых нанофосфоров (>0.1 Дж × см-2).Select the optimal scan speed (about 10 μs / pixel) at which the maximum signal to noise ratio is achieved. Scanning at such a speed is realized when excited by a laser beam with an intensity higher than the saturation energy density of anti-Stokes nanophosphors (> 0.1 J cm -2 ).

Полученные изображения сохраняют в доступном формате и экспортируют для последующей обработки с использованием специального алгоритма, реализованного в программном пакете Матлаб.The resulting images are saved in an accessible format and exported for subsequent processing using a special algorithm implemented in the Matlab software package.

Исходя из того, что время сканирования одной строки соизмеримо либо гораздо больше времени жизни используемых для маркирования антистоксовых

Figure 00000001
, в предлагаемом способе изображение представляют в виде массива, состоящего из последовательности строк, каждая из которых содержит одномерный профиль сигнала вдоль быстрой оси сканирования.Based on the fact that the scan time of one line is commensurate or much longer than the life time used for marking anti-Stokes
Figure 00000001
, in the proposed method, the image is presented in the form of an array consisting of a sequence of lines, each of which contains a one-dimensional signal profile along the fast scanning axis.

К полученному таким образом массиву применяют последовательную двухэтапную обработку с использованием алгоритма деконволюции. При этом обработку осуществляют сначала вдоль медленной (варьируя номер строки), затем вдоль быстрой оси сканирования (варьируя номер столбца).A sequential two-stage processing using the deconvolution algorithm is applied to the array thus obtained. In this case, the processing is carried out first along the slow (by varying the row number), then along the fast axis of the scan (by varying the column number).

Обработка вдоль медленной оси сканирования включает деконволюцию с использованием Гауссиана в качестве импульсной функции, описывающей нормальное распределение сигнала вдоль медленной оси сканирования. Данная процедура позволяет ограничить строки, в которых содержится сигнал фотолюминесценции наночастиц и существенно уменьшить вклад шумовой компоненты.Processing along the slow scan axis involves deconvolution using a Gaussian as an impulse function that describes the normal distribution of the signal along the slow scan axis. This procedure allows one to limit the lines containing the photoluminescence signal of nanoparticles and significantly reduce the contribution of the noise component.

Обработку изображения вдоль быстрой оси сканирования осуществляют в выбранных строках с использованием следующего алгоритма:Image processing along the fast scanning axis is carried out in selected rows using the following algorithm:

1) выполняют поиск локальных максимумов среди элементов строки. При этом для осуществления поиска точного расположения наночастиц задают порог, представляющий собой минимальную интенсивность пика (МРН, Min Peak Height);1) perform a search for local maxima among the elements of the row. Moreover, to search for the exact location of the nanoparticles, a threshold is set that represents the minimum peak intensity (MRI, Min Peak Height);

2) ограничивают (находят начало и конец) каждый из обнаруженных пиков;2) limit (find the beginning and end) each of the detected peaks;

3) выполняют аппроксимацию каждого из пиков с использованием функции рассеяния точки (ФРТ), описывающей рост и последующий спад фотолюминесцентного сигнала. При этом сигнал фотолюминесценции

Figure 00000001
аппроксимируется функцией, представленной в общем виде как:3) approximate each of the peaks using the point spread function (PSF), which describes the growth and subsequent decay of the photoluminescent signal. In this case, the photoluminescence signal
Figure 00000001
approximated by a function, represented in general terms as:

Figure 00000006
,
Figure 00000006
,

где G представляет собой распределение интенсивности возбуждающего лазерного луча и описывает распространение бегущей волны в положительном направлении оси x со скоростью v. Данное распределение интенсивности описывается функцией Гаусса с перетяжкой пучка w, которая равна диаметру сфокусированного луча:where G is the intensity distribution of the exciting laser beam and describes the propagation of a traveling wave in the positive direction of the x axis with velocity v. This intensity distribution is described by a Gaussian function with a beam constriction w, which is equal to the diameter of the focused beam:

Figure 00000007
;
Figure 00000007
;

Р(х) - исследуемый профиль сигнала фотолюминесценции; Г(t) - зависимость фотолюминесценции наночастиц от времени, описываемая функцией вида [Hehlen, М.P.; Kuditcher, A.; Lenef, A.L.; Ni, Н.; Shu, Q.; Rand, S.С; Rai, J.; Rai, S. Physical Review В 2000, 61, 1116]:P (x) is the studied profile of the photoluminescence signal; G (t) is the dependence of the photoluminescence of nanoparticles on time, described by a function of the form [Hehlen, M.P .; Kuditcher, A .; Lenef, A.L .; Ni, H .; Shu, Q .; Rand, S. C; Rai, J .; Rai, S. Physical Review In 2000, 61, 1116]:

Г(t)=-A exp(-t/τR)+В exp(-t/τph),G (t) = - A exp (-t / τ R ) + В exp (-t / τ ph ),

где τR - характерное время апконверсионного переноса энергии; τph - время жизни фотолюминесценции антистоксовых

Figure 00000001
.where τ R - characteristic time apkonversionnogo energy transfer; τ ph is the anti-Stokes photoluminescence lifetime
Figure 00000001
.

Таким образом, детектируемый сигнал S(t) является наложением поверхностного профиля сигнала наночастиц и функции временного спада интенсивности фотолюминесценции Г(t):Thus, the detected signal S (t) is an overlay of the surface profile of the nanoparticle signal and the function of the time decay of the photoluminescence intensity G (t):

Figure 00000008
,
Figure 00000008
,

где erƒ - функция ошибки.where erƒ is the error function.

Функция S является более точной импульсной функцией по сравнению с используемой в известном способе, которую используют для дальнейшей деконволюции.Function S is a more accurate impulse function compared to that used in the known method, which is used for further deconvolution.

4) используя полученные в результате аппроксимации профиля сигнала параметры (tR и τph), выполняют деконволюцию профиля с использованием алгоритма Лиси-Ричардсона, реализованного в среде Матлаб;4) using the parameters (t R and τ ph ) obtained as a result of approximating the signal profile, deconvolve the profile using the Lisi-Richardson algorithm implemented in the Matlab environment;

5) сохраняют параметры в таблицу с результатами и переходят к следующей строке. Для предотвращения потери сигнала крупных частиц, а также вклада долговременного шума контролируют наличие корреляции между соседними строками.5) save the parameters in a table with the results and go to the next line. To prevent the loss of signal of large particles, as well as the contribution of long-term noise, the presence of correlation between adjacent lines is monitored.

Пример конкретного исполнения дан в виде выписки из протокола эксперимента.An example of a specific performance is given in the form of an extract from the experimental protocol.

Биологически совместимые нанокомплексы антистоксовых

Figure 00000009
, имеющие размер, не превышающий 200 нм, наносят на исследуемый образец (печень белой мыши) и возбуждают непрерывным ИК-лазером с длиной волны 980 нм. При этом наночастицы распределяются по образцу, связываясь с определенными участками. Взаимодействие наночастиц с окружающими молекулами сопровождается изменением времени жизни их фотолюминесценции.Biocompatible anti-Stokes nanocomplexes
Figure 00000009
having a size not exceeding 200 nm is applied to the test sample (white mouse liver) and excited by a continuous infrared laser with a wavelength of 980 nm. In this case, the nanoparticles are distributed over the sample, binding to certain areas. The interaction of nanoparticles with surrounding molecules is accompanied by a change in the lifetime of their photoluminescence.

Полученные биологические образцы исследуют с помощью лазерного сканирующего микроскопа.The obtained biological samples are examined using a laser scanning microscope.

Изображения получают при следующих настройках микроскопа:Images are obtained with the following microscope settings:

Антистоксовые

Figure 00000010
возбуждают непрерывным ИК-лазером с длиной волны 980 нм.Anti-stock
Figure 00000010
excited by a continuous infrared laser with a wavelength of 980 nm.

Сигнал фотолюминесценции антистоксовых нанофосфоров регистрируют с использованием недесканирующего режима детектирования (NDD-режим).The photoluminescence signal of anti-Stokes nanophosphors is recorded using a non-scanning mode of detection (NDD mode).

При помощи оптических фильтров выделяют спектральный диапазон детектирования, соответствующий спектральному диапазону испускания фотолюминесценции используемых для маркирования антистоксовых наночастиц. При использовании наночастиц, легированных Tm3 , регистрацию сигнала осуществляют в спектральных диапазонах 445-485 нм и 790-810 нм, при легировании Er3+ - 500-550 нм.Optical filters isolate the detection spectral range corresponding to the spectral range of photoluminescence emission used for marking anti-Stokes nanoparticles. When using nanoparticles doped with Tm 3 , the signal is recorded in the spectral ranges 445-485 nm and 790-810 nm, while doping with Er 3+ - 500-550 nm.

При этом для получения изображений отдельных наночастиц и их агрегатов, распределенных по исследуемому биологическому образцу, используют высокоапертурный иммерсионный объектив (например, Apochromat 63x/1.2 W).Moreover, to obtain images of individual nanoparticles and their aggregates distributed over the studied biological sample, a high-aperture immersion lens (for example, Apochromat 63x / 1.2 W) is used.

Для получения информации о морфологии образца используют лазер с длиной волны 405 нм, который эффективно возбуждает эндогенные флуорофоры. Сигнал автофлуоресценции исследуемого биологического образца собирают в отдельном треке, чтобы исключить наложение сигналов автофлуоресценции и фотолюминесценции наночастиц.To obtain information about the morphology of the sample, a laser with a wavelength of 405 nm is used, which effectively excites endogenous fluorophores. The autofluorescence signal of the test biological sample is collected in a separate track to prevent overlapping autofluorescence and photoluminescence signals of nanoparticles.

Размер получаемого изображения ограничивают задаваемым количеством пикселей (например, 512×512 пикс).The size of the resulting image is limited by a specified number of pixels (for example, 512 × 512 pixels).

Выбирают оптимальную скорость сканирования (около 10 мкс/пикс), при которой достигается максимальное соотношение сигнал/шум. Сканирование с такой скоростью реализуют при возбуждении лазерным лучом с интенсивностью большей, чем плотность энергии насыщения антистоксовых

Figure 00000009
(>0.1 Дж × см-2).Select the optimal scan speed (about 10 μs / pixel) at which the maximum signal to noise ratio is achieved. Scanning at this speed is realized when excited by a laser beam with an intensity higher than the density of saturation energy of anti-Stokes
Figure 00000009
(> 0.1 J × cm -2 ).

Полученные изображения сохраняют в доступном формате и экспортируют для последующей обработки с использованием специального алгоритма, реализованного в программном пакете Матлаб.The resulting images are saved in an accessible format and exported for subsequent processing using a special algorithm implemented in the Matlab software package.

Исходя из того, что время сканирования одной строки соизмеримо либо гораздо больше времени жизни используемых для маркирования антистоксовых

Figure 00000009
, в предлагаемом способе изображение представляют в виде массива, состоящего из последовательности строк, каждая из которых содержит одномерный профиль сигнала вдоль быстрой оси сканирования.Based on the fact that the scan time of one line is commensurate or much longer than the life time used for marking anti-Stokes
Figure 00000009
, in the proposed method, the image is presented in the form of an array consisting of a sequence of lines, each of which contains a one-dimensional signal profile along the fast scanning axis.

К полученному таким образом массиву применяют последовательную двухэтапную обработку с использованием алгоритма деконволюции. При этом обработку осуществляют сначала вдоль медленной (варьируя номер строки), затем вдоль быстрой оси сканирования (варьируя номер столбца).A sequential two-stage processing using the deconvolution algorithm is applied to the array thus obtained. In this case, the processing is carried out first along the slow (by varying the row number), then along the fast axis of the scan (by varying the column number).

Обработка вдоль медленной оси сканирования включает деконволюцию с использованием Гауссиана в качестве импульсной функции, описывающей нормальное распределение сигнала вдоль медленной оси сканирования. Данная процедура позволяет ограничить строки, в которых содержится сигнал фотолюминесценции наночастиц и существенно уменьшить вклад шумовой компоненты.Processing along the slow scan axis involves deconvolution using a Gaussian as an impulse function that describes the normal distribution of the signal along the slow scan axis. This procedure allows one to limit the lines containing the photoluminescence signal of nanoparticles and significantly reduce the contribution of the noise component.

Обработку изображения вдоль быстрой оси сканирования осуществляют в выбранных строках с использованием следующего алгоритма:Image processing along the fast scanning axis is carried out in selected rows using the following algorithm:

1) выполняют поиск локальных максимумов среди элементов строки. При этом для осуществления поиска точного расположения наночастиц задают порог, представляющий собой минимальную интенсивность пика (МРН, Min Peak Height);1) perform a search for local maxima among the elements of the row. Moreover, to search for the exact location of the nanoparticles, a threshold is set that represents the minimum peak intensity (MRI, Min Peak Height);

2) ограничивают (находят начало и конец) каждый из обнаруженных пиков;2) limit (find the beginning and end) each of the detected peaks;

3) выполняют аппроксимацию каждого из пиков с использованием функции рассеяния точки (ФРТ), описывающей рост и последующий спад фотолюминесцентного сигнала. При этом сигнал фотолюминесценции

Figure 00000009
аппроксимируется функцией, представленной в общем виде как:3) approximate each of the peaks using the point spread function (PSF), which describes the growth and subsequent decay of the photoluminescent signal. In this case, the photoluminescence signal
Figure 00000009
approximated by a function, represented in general terms as:

Figure 00000011
,
Figure 00000011
,

где G представляет собой распределение интенсивности возбуждающего лазерного луча и описывает распространение бегущей волны в положительном направлении оси x со скоростью v. Данное распределение интенсивности описывается функцией Гаусса с перетяжкой пучка w, которая равна диаметру сфокусированного луча:where G is the intensity distribution of the exciting laser beam and describes the propagation of a traveling wave in the positive direction of the x axis with velocity v. This intensity distribution is described by a Gaussian function with a beam constriction w, which is equal to the diameter of the focused beam:

Figure 00000012
;
Figure 00000012
;

Р(х) - исследуемый профиль сигнала фотолюминесценции

Figure 00000009
; Г(t) -зависимость фотолюминесценции наночастиц от времени, описываемая функцией вида [Hehlen, М.P.; Kuditcher, A.; Lenef, A.L.; Ni, Н.; Shu, Q.; Rand, S.С; Rai, J.; Rai, S. Physical Review В 2000, 61, 1116]:P (x) - studied profile of the photoluminescence signal
Figure 00000009
; G (t) -dependence of the photoluminescence of nanoparticles on time, described by a function of the form [Hehlen, M.P .; Kuditcher, A .; Lenef, AL; Ni, H .; Shu, Q .; Rand, S. C; Rai, J .; Rai, S. Physical Review In 2000, 61, 1116]:

Г(t)=-А ехр(-t/τR)+В exp(-t/τph),Г (t) = - А exp (-t / τ R ) + В exp (-t / τ ph ),

где τR - характерное время апконверсионного переноса энергии; τph - время жизни фотолюминесценции антистоксовых

Figure 00000013
.where τ R - characteristic time apkonversionnogo energy transfer; τ ph is the anti-Stokes photoluminescence lifetime
Figure 00000013
.

Таким образом, детектируемый сигнал S(t) является наложением поверхностного профиля сигнала наночастиц и функции временного спада интенсивности фотолюминесценции Г(t):Thus, the detected signal S (t) is an overlay of the surface profile of the nanoparticle signal and the function of the time decay of the photoluminescence intensity G (t):

Figure 00000014
,
Figure 00000014
,

где erƒ - функция ошибки.where erƒ is the error function.

Функция S является более точной импульсной функцией, по сравнению с используемой в известном способе, которую используют для дальнейшей деконволюции.Function S is a more accurate impulse function compared to that used in the known method, which is used for further deconvolution.

4) используя полученные в результате аппроксимации профиля сигнала параметры (τR и τph), выполняют деконволюцию профиля с использованием алгоритма Лиси-Ричардсона, реализованного в среде Матлаб;4) using the parameters (τ R and τ ph ) obtained as a result of approximating the signal profile, deconvolve the profile using the Lisi-Richardson algorithm implemented in the Matlab environment;

5) сохраняют параметры в таблицу с результатами и переходят к следующей строке. Для предотвращения потери сигнала крупных частиц, а также вклада долговременного шума контролируют наличие корреляции между соседними строками.5) save the parameters in a table with the results and go to the next line. To prevent the loss of signal of large particles, as well as the contribution of long-term noise, the presence of correlation between adjacent lines is monitored.

Claims (1)

Способ микроскопического исследования биологических образцов, маркированных фосфоресцентными зондами in vitro, включающий мультиплексное маркирование биологического образца фосфоресцентным материалом, их визуализацию и определение времени жизни фотолюминесценции с использованием лазерной сканирующей микроскопии, отличающийся тем, что для мультиплексного маркирования биологического образца используют наноразмерные антистоксовые фосфоры (НАФ), имеющие размер, не превышающий 200 нм, которые возбуждают непрерывным ИК-лазером с длиной волны 980 нм, полученное с использованием лазерного сканирующего микроскопа изображение обрабатывают в два этапа, на первом этапе обработку осуществляют вдоль медленной оси сканирования, на втором этапе обработку осуществляют вдоль быстрой оси сканирования.A method for microscopic examination of biological samples marked with in vitro phosphorescent probes, including multiplex marking of a biological sample with phosphorescent material, their visualization and determination of photoluminescence lifetime using laser scanning microscopy, characterized in that nanoscale anti-stokes phosphors (NAF) are used for multiplex marking of a biological sample, having a size not exceeding 200 nm, which are excited by a continuous infrared laser with a length of lny 980 nm, obtained using the laser scanning microscope image is treated in two stages, the first stage treatment is performed along the slow scan axis, the second stage treatment is carried out along the fast scan axis.
RU2016148063A 2016-12-07 2016-12-07 Method for microscopic study of biological samples marked by phosphorescent probes in vitro RU2637630C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016148063A RU2637630C1 (en) 2016-12-07 2016-12-07 Method for microscopic study of biological samples marked by phosphorescent probes in vitro

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016148063A RU2637630C1 (en) 2016-12-07 2016-12-07 Method for microscopic study of biological samples marked by phosphorescent probes in vitro

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2637630C1 true RU2637630C1 (en) 2017-12-05

Family

ID=60581554

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016148063A RU2637630C1 (en) 2016-12-07 2016-12-07 Method for microscopic study of biological samples marked by phosphorescent probes in vitro

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2637630C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU192782U1 (en) * 2019-07-18 2019-10-01 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный радиотехнический университет имени В.Ф.Уткина" A SCANNING PROBE OF AN ATOMICALLY POWER MICROSCOPE WITH A SEPARABLE TELEO-CONTROLLED NANOCOMPOSITE RADIATING ELEMENT BASED ON APCONVERTING AND MAGNETIC NANOPARTICLES OF THE STRUCTURE OF THE STRUCTURE
RU192995U1 (en) * 2019-07-23 2019-10-09 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный радиотехнический университет имени В.Ф. Уткина" A SCANNING PROBE OF AN ATOMICALLY POWER MICROSCOPE WITH A SEPARABLE TELEO-CONTROLLED NANOCOMPOSITE RADIATING ELEMENT, DOPED WITH APCONVERAL AND MAGNETIC NANOPARTICLE PARTICLES
RU193569U1 (en) * 2019-07-09 2019-11-05 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный радиотехнический университет имени В.Ф. Уткина" A SCANNING PROBE OF AN ATOMICALLY POWER MICROSCOPE WITH SEPARABLE TELEO-CONTROLLED NANOCOMPOSITE RADIATING ELEMENT BASED ON APCONVERTING AND MAGNETIC STRUCTURE NANOPARTICLES

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080105568A1 (en) * 2004-05-14 2008-05-08 Bayer Healthcare Llc, Diabetes Cares Division Voltammetric Systems For Assaying Biological Analytes
RU2544094C2 (en) * 2012-12-29 2015-03-10 Общество с ограниченной ответственностью "Митрель-Люмитек" Method of intraoperative visualisation of pathological foci

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080105568A1 (en) * 2004-05-14 2008-05-08 Bayer Healthcare Llc, Diabetes Cares Division Voltammetric Systems For Assaying Biological Analytes
RU2544094C2 (en) * 2012-12-29 2015-03-10 Общество с ограниченной ответственностью "Митрель-Люмитек" Method of intraoperative visualisation of pathological foci

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
POMINOVA D.V. et al. Upconversion microparticles as time-resolved luminescent probes for multiphoton microscopy: desired signal extraction from the streaking effect, J Biomed Opt. 2016, Sep 1; 21(9): 96002 - . *
POMINOVA D.V. et al. Upconversion microparticles as time-resolved luminescent probes for multiphoton microscopy: desired signal extraction from the streaking effect, J Biomed Opt. 2016, Sep 1; 21(9): 96002 - реферат. *
ГРЕБЕНИК Е.А.и др. Специфическая визуализация опухолевых клеток с помощью антистоксовых нанофосфоров. Acta Naturae, 2014, т. 6, N 4 (23), с. 52-56. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU193569U1 (en) * 2019-07-09 2019-11-05 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный радиотехнический университет имени В.Ф. Уткина" A SCANNING PROBE OF AN ATOMICALLY POWER MICROSCOPE WITH SEPARABLE TELEO-CONTROLLED NANOCOMPOSITE RADIATING ELEMENT BASED ON APCONVERTING AND MAGNETIC STRUCTURE NANOPARTICLES
RU192782U1 (en) * 2019-07-18 2019-10-01 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный радиотехнический университет имени В.Ф.Уткина" A SCANNING PROBE OF AN ATOMICALLY POWER MICROSCOPE WITH A SEPARABLE TELEO-CONTROLLED NANOCOMPOSITE RADIATING ELEMENT BASED ON APCONVERTING AND MAGNETIC NANOPARTICLES OF THE STRUCTURE OF THE STRUCTURE
RU192995U1 (en) * 2019-07-23 2019-10-09 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный радиотехнический университет имени В.Ф. Уткина" A SCANNING PROBE OF AN ATOMICALLY POWER MICROSCOPE WITH A SEPARABLE TELEO-CONTROLLED NANOCOMPOSITE RADIATING ELEMENT, DOPED WITH APCONVERAL AND MAGNETIC NANOPARTICLE PARTICLES

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Suhling et al. Fluorescence lifetime imaging (FLIM): Basic concepts and some recent developments
US10107753B2 (en) Optical microscopy with phototransformable optical labels
Schneckenburger et al. Autofluorescence lifetime imaging of cultivated cells using a UV picosecond laser diode
Chien et al. Localization imaging using blinking quantum dots
RU2637630C1 (en) Method for microscopic study of biological samples marked by phosphorescent probes in vitro
Olejnik et al. Imaging of fluorescence enhancement in photosynthetic complexes coupled to silver nanowires
Chen et al. Three-dimensional multimodal sub-diffraction imaging with spinning-disk confocal microscopy using blinking/fluctuating probes
Krajnik et al. SIL-based confocal fluorescence microscope for investigating individual nanostructures
Nunn et al. Brilliant blue, green, yellow, and red fluorescent diamond particles: synthesis, characterization, and multiplex imaging demonstrations
Hulleman et al. Photon yield enhancement of red fluorophores at cryogenic temperatures
De Camillis et al. Controlling the non-linear emission of upconversion nanoparticles to enhance super-resolution imaging performance
Chen et al. Two-photon light-sheet nanoscopy by fluorescence fluctuation correlation analysis
Kostyuk et al. Resolution and contrast enhancement of laser-scanning multiphoton microscopy using thulium-doped upconversion nanoparticles
Watanabe et al. Visualizing proteins in electron micrographs at nanometer resolution
Verma et al. Single-molecule analysis of fluorescent carbon dots towards localization-based super-resolution microscopy
Wunderlich et al. Superresolving the kidney—a practical comparison of fluorescence nanoscopy of the glomerular filtration barrier
Connally et al. Flash lamp-excited time-resolved fluorescence microscope suppresses autofluorescence in water concentrates to deliver an 11-fold increase in signal-to-noise ratio
Yamanaka et al. Excitation of erbium-doped nanoparticles in 1550-nm wavelength region for deep tissue imaging with reduced degradation of spatial resolution
Furukawa et al. Rare-earth-doped nanophosphors for multicolor cathodoluminescence nanobioimaging using scanning transmission electron microscopy
Chitnis et al. Time-lapse imaging beyond the diffraction limit
Gould et al. Nanoscale biological fluorescence imaging: Breaking the diffraction barrier
Luchowski et al. Fractal-like silver aggregates enhance the brightness and stability of single-molecule fluorescence
Donehue et al. Plasmon-enhanced emission from single fluorescent proteins
Zvyagintcev et al. Lifetime imaging of the discrete nanophosphors in biological systems
Chen Multi-photon Nonlinear Fluorescence Emission in Upconversion Nanoparticles for Super-Resolution Imaging

Legal Events

Date Code Title Description
TC4A Change in inventorship

Effective date: 20180129

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20191208