Применение метода динамической фазовой интерферометрии для исследования динамических процессов биообъектов

Охрименко Анастасия Алексеевна; Кретушев Александр Викторович

doi:10.30533/GiA-2025-032

ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА ДИНАМИЧЕСКОЙ ФАЗОВОЙ ИНТЕРФЕРОМЕТРИИ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ БИООБЪЕКТОВ Применение метода динамической фазовой интерферометрии для исследования динамических процессов биообъектов

АА Аа

Опубликовано в Известия высших учебных заведений «Геодезия и аэрофотосъемка» · Том 69, Номер 4 · Страницы 123–130 · Рубрика: Оптические и оптико-электронные приборы и комплексы

DOI: https://doi.org/10.30533/GiA-2025-032

Получено: 28.02.2025 Одобрено: 22.08.2025 Опубликовано: 29.08.2025 Язык публикаций: RUS

Авторы

ОХ

Охрименко Анастасия Алексеевна

КР

Кретушев Александр Викторович

ОХ

Охрименко Анастасия Алексеевна

КР

Кретушев Александр Викторович

Россия

АННОТАЦИЯ

В работе представлены результаты исследования динамических процессов в живых клетках буккального эпителия с использованием метода динамической фазовой микроскопии (ДФМ). Экспериментальная установка, созданная на основе модифицированного микроинтерферометра МИИ-4, обеспечила регистрацию нанометровых изменений фазовой высоты клеточных структур в реальном времени. Высокая пространственно-временная разрешающая способность методики позволила наблюдать внутриклеточные процессы без использования флуоресцентных меток и инвазивных вмешательств. Для анализа данных разработаны алгоритмы построения трек-диаграмм, пространственно-временных и пространственно-частотных портретов, обеспечивающих детальную визуализацию локальной клеточной активности. Тестирование системы на полупроводниковой пластине показало высокую стабильность инструмента (погрешность ±5 нм), подтверждая надежность измерений. Исследование клеток показало наличие нестационарных процессов с амплитудой до 6–8 нм, локализованных преимущественно в области перехода между ядром и цитоплазмой. Пространственно-частотный анализ выявил преобладание компонент в диапазонах 0,01–0,07 и 0,16–0,245 Гц, что предположительно связано с активностью митохондрий, броуновским движением, синтезом белка, а также эффектами фотобиомодуляции цитохром-с-оксидазы при воздействии инфракрасного излучения. Представленные результаты демонстрируют потенциал ДФМ для неинвазивного мониторинга внутриклеточной динамики и подчеркивают необходимость дальнейших исследований для установления точных корреляций между спектральными характеристиками и конкретными биологическими процессами.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА

динамическая фазовая микроскопия, клеточные процессы, частотный анализ, фазовый портрет, интерференционный анализ, фотостимуляция, быстрое преобразование Фурье, светодиод

Текст

Текст (RU) (PDF)

Читать Скачать

1. Алексеенко С.Н., Татевосян А.С., Бунякин А.В. и др. Физиологические функциональные состояния митохондрии в термодинамическом и электрохимическом цикле // Кубанский научный медицинский вестник. 2018. Т. 25, № 5. С. 123–135. DOIhttps://doi.org/10.25207/1608-6228-2018-25-5-123-135.

2. Кандурова К.Ю., Сумин Д.С., Мамошин А.В. и др. Спектральный состав флуоресценции печени у пациентов с механической желтухой // Современные методы исследования в клеточной биологии и медицине: сборник трудов Всероссийской конференции, г. Орел, 16–17 ноября 2023 г. Орел: ОГУ имени И.С. Тургенева, 2023. С. 41.

3. Kandurova K.Y., Sumin D.S., Mamoshin A.V., et al. Deconvolution of the fluorescence spectra measured through a needle probe to assess the functional state of the liver // Lasers in Surgery and Medicine. 2023. Vol. 55. No. 7. P. 690–701. DOIhttps://doi.org/10.1002/lsm.23695.

4. Казакова Т.А., Новиков С.М., Левин Г.Г. и др. Исследование состояния цитоплазмы нейрона методом динамической фазовой микроскопии // Вестник Московского университета. Серия 16: Биология. 2014. № 4. С. 25–31.

5. Тычинский В.П. Динамическая фазовая микроскопия: возможен ли «диалог» с клеткой? // Успехи физических наук. 2007. Т. 177, № 5. С. 535–552. DOIhttps://doi.org/10.3367/UFNr.0177.200705c.0535.

6. Охрименко А.А. Практическое применение метода фазосдвигающей интерферометрии для измерения физических характеристик клеток // Известия вузов «Геодезия и аэрофотосъемка». 2024. Т. 68, № 2. С. 53–60. DOIhttps://doi.org/10.30533/GiA-2024-017.

7. Veloso T.M., de Souza da Fonseca A., Costa dos Santos G. Effects of light-emitting diodes on cell biology // Frontiers in Photonics. 2022. Iss. 3. P. 1018773. DOIhttps://doi.org/10.3389/fphot.2022.1018773.

8. Octors C., Yoast R.E., Emrich S.M., et al. Calcium oscillations in HEK293 cells lacking SOCE suggest the existence of a balanced regulation of IP3 // Frontiers in Systems Biology. 2024. Vol. 4. P. 1343006. DOIhttps://doi.org/10.3389/fsysb.2024.1343006.

9. Патрушев М.В., Мазунин И.О., Виноградова Е.Н. и др. Слияние и деление митохондрий // Биохимия. 2015. Т. 80, № 11. С. 1673–1682.

10. Albuquerque-Pontes G.M., Vieira R. de P., Tomazoni S.S., et al. Effect of pre-irradiation with different doses, wavelengths, and application intervals of low-level laser therapy on cytochrome c oxidase activity in intact skeletal muscle of rats // Lasers in Medical Science. 2015. Vol. 30. Iss. 1. P. 59–66. DOIhttps://doi.org/10.1007/s10103-014-1616-2.

11. Wu S., Zhou F., Wei Y., et al. Cancer phototherapy via selective photoinactivation of respiratory chain oxidase to trigger a fatal superoxide anion burst // Antioxidants & Redox Signaling. 2014. Vol. 20. Iss. 5. P. 733–746. DOIhttps://doi.org/10.1089/ars.2013.522.

PDF JATS XML

Главный редактор, председатель редколлегии

САВИНЫХ Виктор Петрович ГЛАВНЫЙ РЕДАКТОР Академик РАН, доктор технических наук, профессор дважды Герой Советского Союза, летчик-космонавт СССР Президент МИИГАиК Москва, Россия В.П. Савиных — известный ученый и исследователь в области разработки методов дистанционного зондирования и использования космических средств в экологических и природно-ресурсных целях. Он является автором множества научных трудов (в том числе монографий), учебников, автором проекта «Космическое кругосветное путешествие», соавтором многих географических атласов, книги «Информационные технологии в системах экологического мониторинга». Им опубликовано более 350 научных работ. В 2008 году под его редакцией было издано уникальное научно-справочное издание — «Энциклопедия по геодезии, картографии, геоинформатике и кадастру». Виктор Петрович является членом членом ученого совета Русского географического общества.

261

загрузка

ГОСТ

Охрименко А. А., Кретушев А. В. Применение метода динамической фазовой интерферометрии для исследования динамических процессов биообъектов // Известия высших учебных заведений «Геодезия и аэрофотосъемка». 2026. № 4. С. 123-130. DOI: https://doi.org/10.30533/GiA-2025-032. (дата обращения: 15.10.2026).

MLA

Охрименко Анастасия Алексеевна, Кретушев А. В.. "Применение метода динамической фазовой интерферометрии для исследования динамических процессов биообъектов." Известия высших учебных заведений «Геодезия и аэрофотосъемка» 69.4 (2026): 123-130. DOI: https://doi.org/10.30533/GiA-2025-032.

APA

Охрименко А. А., Кретушев А. В. (2026). Применение метода динамической фазовой интерферометрии для исследования динамических процессов биообъектов. Известия высших учебных заведений «Геодезия и аэрофотосъемка», 69(4), 123-130. https://doi.org/10.30533/GiA-2025-032

Chicago

Охрименко Анастасия Алексеевна, Кретушев А. В.. "Применение метода динамической фазовой интерферометрии для исследования динамических процессов биообъектов." Известия высших учебных заведений «Геодезия и аэрофотосъемка» 69, no. 4 (2026): 123-130. https://doi.org/10.30533/GiA-2025-032.

WIKI

{{cite journal | author = Охрименко А. А., Кретушев А. В. | title = Применение метода динамической фазовой интерферометрии для исследования динамических процессов биообъектов | journal = Известия высших учебных заведений «Геодезия и аэрофотосъемка» | year = 2026 | volume = 69 | issue = 4 | pages = 123-130 | doi = 10.30533/GiA-2025-032 }}

Скопировать

Экспорт: BibTeX EndNote RefMan RusMARC

Подтверждение