«Портрет» эритроцита в 3D - Здоровье - zn.ua

«Портрет» эритроцита в 3D

21 декабря, 2007, 13:29 Распечатать

Первый в мире цифровой голографический микроскоп создали харьковские ученые. Уникальность прибо...

Первый в мире цифровой голографический микроскоп создали харьковские ученые. Уникальность прибора заключается в том, что он позволяет получить трехмерное изображение клетки крови, в частности эритроцита — носителя кислорода, и проследить, как клетка реагирует на внешние раздражители. 

Приблизительно такого содержания сообщения обошли практически все украинские и русскоязычные медицинские сайты, оставив после себя много вопросов. К примеру, действительно ли наши ученые первые? В Интернете можно найти несколько сообщений российских и швейцарских ученых, оспаривающих первенство на этот прибор. И почему в голографический микроскоп видны только эритроциты, а не в принципе равные им по величине объекты?

Связавшись с автором изобретения, старшим научным сотрудником лаборатории голографии Харьковского национального университета им. В.Каразина Татьяной ТИШКО, удалось выяснить следующее.

Увидеть клетки крови «вооруженным глазом» на самом деле не так уж просто. Обычный микроскоп не дает нужного увеличения, а для того чтобы рассмотреть те же эритроциты в электронный, требуется специальная подготовка объекта: сушка, вываривание и так далее. Поэтому живую клетку исследовать не удавалось. Более того, полученные результаты по эритроцитам подвергались сомнению, поскольку было не совсем ясно: действительно ли в них существуют патоморфологические изменения или они изменились в процессе самого исследования. Тогда харьковские ученые решили обратиться к методам голографии. Первый такой микроскоп в 1956 г. сконструировал еще венгерский физик Денис Габор, построивший общую теорию голографии. Харьковчане продвинулись немного дальше, и в середине 80-х годов создали фазово-контрастный голографический микроскоп — от современного варианта его отличало лишь отсутствие «компьютерной» части.

Внешне такой прибор напоминает самый обычный микроскоп, только вместо лампочки-подсветки используется лазер и добавлена одна деталь — микроинтерферометр. Однако принцип его работы совершенно иной. Для изучения в современном голографическом микроскопе эритроциту не требуется специальная подготовка, поскольку действие прибора направлено не на сам объект, а на прошедшую через него световую волну.

— Принцип действия голографического микроскопа базируется на использовании методов голографии, интерферометрии и цифровой обработки изображений, которые передаются в компьютер, — говорит Татьяна Тишко. — Он и строит трехмерный «портрет» живого эритроцита или любого другого изучаемого объекта.

— Почему в таком случае об открытии микроскопа заговорили именно сейчас? И почему именно в контексте изучения эритроцитов?

— Наша работа с самого начала была связана с исследованием клеток крови, усовершенствованием электронного микроскопа. А сейчас завершился 10-летний этап работы — его результаты будут опубликованы в следующем году в международном журнале «Лазерная физика».

С помощью нашего голографического микроскопа удалось увидеть, что эритроциты украинцев зачастую имеют не обоюдовогнутую форму, как у здорового человека, а представляют собой плоский диск. Такое изменение морфологии эритроцита приводит к уменьшению кислородной емкости крови, то есть организму не хватает кислорода. В такой ситуации любая инфекция, перегрузка организма может вызвать серьезные заболевания типа инсульта или инфаркта. Внедрение разработки спасло бы жизни многим нашим гражданам, которые страдают от воздействия неблагоприятных экологических факторов и умирают от сердечно-сосудистых заболеваний.

При обработке результатов измерений можно также диагностировать различные заболевания. Ведь эритроцит — единственная клетка организма, трехмерное изображение которой определяет ее функциональные возможности. Все изменения, которые происходят при различных заболеваниях, под воздействием радиации и химических веществ меняют форму клетки. 

Не так давно коллектив нашей лаборатории получил первую премию Физико-технического института имени Иоффе (Санкт-Петербург) за лучшую работу в области оптической голографии.

— Я видела информацию, согласно которой право быть первыми в создании современного голографического микроскопа оспаривают швейцарские ученые.

— И не только они. В течение 2005 года, когда мы опубликовали результаты своей работы, разразился буквально микроскопный бум. Появилось сразу несколько сообщений от различных групп ученых, в том числе и российских, заявлявших о своем первенстве.

С группой швейцарских ученых я переписывалась после того, как появились их сообщения. Они вместе с фирмой Lyncee получили премии Европейского общества микроскопии, Швей­царского физического общества и так далее. К сожалению, наши работы по исследованию эритроцитов с помощью микроскопа, который, как я говорила, был соз­дан в 80-е годы прошлого века и в начале нынешнего стал цифровым, они или не видели, или не хотели видеть. Но главное в том, что их первая работа по получению изображения клетки в Applyed optics датирована мартом 2005-го, а наша, уже обзорная, по методам и исследованию эритроцитов в Journal of Optical Technology — февралем 2005-го. В том же году мы подготовили к печати совместно с Сибирским медицинским университетом монографию «Теория и практика исследования эритроцитов». Так что, хоть они наши работы и не замечали, первенство по публикации наше.

— А патент?

— В 1984 году, когда впервые был описан фазово-контрастный голографический микроскоп (без компьютерной части), мы о патентах и не думали. А после появления публикаций патентовать не принято. В Лозанне же, наоборот, вначале запатентовали прибор, а потом начали публиковать.

— У вас со швейцарцами абсолютно идентичные приборы?

— У нашего более сильная оптическая составляющая. Мы получаем интерферограмму микрообъекта, по которой даже без компьютера можно проводить все измерения — что, собственно, мы и делали до компьютерной эры. Компьютер появился лишь на последнем этапе. У «швейцарца» более сильна как раз цифровая часть, так как он был «рожден» в компьютерную эпоху. Они получают голограмму микрообъекта, по которой без компьютерной обработки ничего увидеть нельзя. Мы им предлагали сотрудничество, но, к сожалению, безрезультатно.

Оставайтесь в курсе последних событий! Подписывайтесь на наш канал в Telegram
Заметили ошибку?
Пожалуйста, выделите ее мышкой и нажмите Ctrl+Enter
Добавить комментарий
Осталось символов: 2000
Авторизуйтесь, чтобы иметь возможность комментировать материалы
Всего комментариев: 0
Выпуск №14, 14 апреля-20 апреля Архив номеров | Содержание номера < >
Вам также будет интересно