Архив номеров
Медицинская Техника / Медицинская техника №4, 2023 / с. 13-16

Особенности использования сканирующей капиллярной микроскопии в биомедицинских исследованиях

Т.О. Советников, А.И. Ахметова, Н.Е. Максимова, А.Д. Терентьев, Г.С. Евтушенко, Ю.Л. Рыбаков, В.М. Гукасов, И.В. Яминский


Аннотация 

Успехи сканирующей капиллярной микроскопии (СКМ) в исследовании живых объектов определяют интерес к данной методике: за 30 лет существования вышло более 300 статей и многочисленных обзоров, описывающих развитие СКМ. Были визуализированы рост дендритов и аксонов, динамика актина в живых клетках, измерены изменения в объеме нервных клеток при их миграции, изменения в структуре клеточной мембраны во время эндоцитоза наночастиц, оценены топография и жесткость живых фибробластов и пр. Уникальность метода заключается не только в бесконтактной трехмерной визуализации живых клеток в естественной среде с нанометровым пространственным разрешением, но и в возможности использовать капилляр в качестве сенсора – датчика на активные формы кислорода, различные нейромедиаторы, факторы роста, для оценки концентрации и т. д., что открывает возможности для решения ряда задач в биомедицине.


Вернуться к содержанию

Сведения об авторах

Тимофей Олегович Советников, студент, физический факультет, Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, специалист, ООО НПП «Центр перспективных технологий», 
Ассель Иосифовна Ахметова, мл. научный сотрудник, физический факультет, Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, ведущий специалист, ООО НПП «Центр перспективных технологий», 
Надежда Евгеньевна Максимова, студент, физический факультет, Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, программист, ООО НПП «Центр перспективных технологий», 
Александр Денисович Терентьев, студент, физический факультет, Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, программист, ООО НПП «Центр перспективных технологий», г. Москва, 
Геннадий Сергеевич Евтушенко, д-р техн. наук, гл. научный сотрудник, Государственный центр экспертизы в сфере науки и инноваций, ФГБНУ НИИ «Республиканский исследовательский научно-консультационный центр экспертизы» Министерства науки и высшего образования РФ, г. Москва, профессор-консультант, ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский Томский политехнический университет, г. Томск, 
Юрий Леонидович Рыбаков, д-р биолог. наук, директор, 
Вадим Михайлович Гукасов, д-р биолог. наук, гл. научный сотрудник, Государственный центр экспертизы в сфере науки и инноваций, ФГБНУ НИИ «Республиканский исследовательский научно-консультационный центр экспертизы» Министерства науки и высшего образования РФ, 
Игорь Владимирович Яминский, д-р физ.-мат. наук, профессор, физический факультет, Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, генеральный директор, ООО НПП «Центр перспективных технологий», г. Москва, 

Список литературы

1. Hansma P.K., Drake B., Marti O. et al. The scanning ion conductance microscope // Science. 1989. № 243. PP. 641-643. 
2. Novak P., Li C., Shevchuk A. et al. Nanoscale live-cell imaging using hopping probe ion conductance microscopy // Nat. Methods. 2009. № 6. PP. 279-281. 
3. Korchev Y.E., Bashford C.L., Milovanovic M. et al. Scanning ion conductance microscopy of living cells // Biophys. J. 1997. № 73. PP. 653-658. 
4. Yaminsky I.V., Akhmetova A.I., Kornilov D.V. Fashion for the flirt-mode // Nanoindustry. 2022. № 15 (3-4). PP. 178-185. 
5. Rheinlander J., Schaffer T.E. Image formation, resolution, and height measurement in scanning ion conductance microscopy // J. Appl. Phys. 2009. № 105. P. 094905. 
6. Oesterle А. Pipette Cookbook. 2018 / https://sutter.com/PDFs/ cookbook.pdf. 
7. Watanabe S., Kitazawa S., Sun L. et al. Development of high- speed ion conductance microscopy // Rev. Sci. Instrum. 2019. № 12. P. 123704. 
8. Leitao S.M., Drake B., Pinjusic K. et. al. Time-Resolved Scanning Ion Conductance Microscopy for Three-Dimensional Tracking of Nanoscale Cell Surface Dynamics // ACS Nano. 2021. № 15 (11). PP. 17613-17622. 
9. O’Connell M.A., Snowden M.E., McKelvey K. et al. Positionable vertical microfluidic cell based on electromigration in a theta pipet // Langmuir. 2014. № 30. PP. 10011-10018. 
10. McKelvey K., O’Connell M.A., Unwin P.R. Meniscus confined fabrication of multidimensional conducting polymer nanostructures with scanning electrochemical cell microscopy (SECCM) // Chem. Comm. 2013. № 49. PP. 2986-2988. 
11. Momotenko D., Page A., Adobes-Vidal M., Unwin P.R. Write- read 3D patterning with a dual-channel nanopipette // ACS Nano. 2016. № 10. PP. 8871-8878. 
12. Bruckbauer A., Ying L., Rothery A.M. et al. Writing with DNA and Protein Using a Nanopipet for Controlled Delivery // J. Am. Chem. Soc. 2002. № 124 (30). PP. 8810-8811. 
13. Zhang Y., Takahashi Y., Hong S.P. et al. High-resolution label- free 3D mapping of extracellular pH of single living cells // Nat. Commun. 2019. № 10. P. 5610. 
14. Actis P., Sergiy T., Jan C. et al. Electrochemical nanoprobes for single-cell analysis // ACS Nano. 2018. № 8 (1). PP. 875-884. 
15. Sovetnikov T.O., Akhmetova A.I., Gukasov V.M. et al. Scanning Probe Microscopy in Assessing Blood Cells Roughness // Biomedical Engineering. 2022. № 56 (6). PP. 444-448. 
16. Akhmetova A.I., Sovetnikov T.O., Tikhomirova M.A. et al. Scanning capillary microscopy in the study of the effect of cytotoxic agents on the biomechanical and physicochemical properties of tumor cells // Pharmaceutical Chemistry Journal. 2022. № 56 (9). PP. 1159-1163.