Рентгеновский лазер ускорил определение структур белков, важных для медицины
Международная команда учёных, научилась определять пространственную структуру белка, полученную на рентгеновском лазере, используя атомы серы в его составе. Разработка является продолжением проекта группы профессора Вадима Черезова, профессора МФТИ и Университета Южной Калифорнии, по созданию эффективной методики исследования рецепторных белков. Подробное описание работы опубликовано в журнале Science Advances.
Расширена номенклатура изделий, повышены их качество и производительность труда, снижен расход материалов
Запатентован «Способ формирования из проволоки или ленты полого металлического изделия в виде тела вращения» (патент Республики Беларусь на изобретение № 19869, МПК (2006.01): B 23K 26/34; авторы изобретения: В.Мышковец, А.Максименко, Г.Баевич, П.Усов; заявитель и патентообладатель: Учреждение образования «Гомельский государственный университет имени Франциска Скорины»).
Как глубоко проникает свет в кожу человека?
Запатентованы «Способ определения глубины проникновения света в кожу человека и устройство для его осуществления» (патент Республики Беларусь на изобретение № 19557, МПК (2006.01): A 61B 5/00, G 01N 21/47; авторы изобретения: С.Лысенко, М.Кугейко, А.Лисенкова; заявитель и патентообладатель: Белорусский государственный университет).
Изобретение относится к области медицинского приборостроения.
Авторами поясняется, что при воздействии низкоинтенсивного лазерного излучения на биоткани в терапевтических целях выбор длины волны излучения, его длительности и мощности, как правило, осуществляется эмпирически, исходя из опыта и статистически накопленной информации.
Однако, несмотря на огромное количество научных работ, посвященных определению оптических параметров биотканей и моделированию распространения в них излучения, имеющаяся в литературе информация о глубине проникновения излучения в ткань является малочисленной и относится к тканям in vitro. В то же время, именно знание спектральной зависимости глубины проникновения света в биоткань является одним из ключевых моментов при выборе оптимальных условий проведения терапевтических процедур, хирургических операций или наблюдения надлежащих слоев биоткани.
Изобретение направлено на решение задачи повышения точности определения глубины проникновение света в кожу за счет исключения использования априорной информации о структурно-морфологических параметрах кожи, исключения влияния неинформативного излучения, отраженного непосредственно от поверхности кожи.
На фигуре приведена блок-схема устройства, реализующего предложенный способ.
Излучение с известным спектром от широкополосного источника 1 через монохроматор 2 вводится в приемный оптоволоконный кабель 3, поляризуется линейным поляризатором 4 и при помощи фокусирующего оптического устройства 5 направляется на исследуемый участок кожи или калибровочный образец 6. Излучение, отраженное кожей или калибровочным образцом, а также фоновое и шумовое излучения, поступают на «принимающий» линейный поляризатор 7, ось которого перпендикулярна оси линейного поляризатора 4. Далее излучение поступает на объектив 8 фотоприемного устройства 9, выполненного на основе ПЗС-матрицы. Поскольку излучение, отраженное поверхностью ткани, сохраняет исходную поляризацию, то использование скрещенных поляризаторов 4 и 7 позволяет блокировать эту паразитную составляющую.
В качестве альтернативы монохроматору 2 в устройстве может использоваться набор сменных фильтров или перестраиваемый акустооптический фильтр. В простейшем случае может использоваться цветная ПЗС-камера, позволяющая получать изображение кожи в трех широких спектральных участках — красном, зеленом и синем.
Заявленный способ и устройство для его реализации позволяют оперативно определять спектральную глубину проникновения света в кожу в условиях общей изменчивости ее структурно-морфологических параметров. При этом повышается точность определения глубины проникновение света в кожу за счет исключения использования априорной информации об исследуемом объекте, исключения влияния разброса аппаратурных констант системы регистрации отраженных сигналов, устранения вклада отраженного от поверхности кожи излучения в регистрируемые оптические сигналы.
Упрощается и удешевляется конструкция измерительного устройства.
Авторами подчеркивается, что заявленный ими способ может быть полезен при выборе оптимальных условий проведения лазерной и фотодинамической терапии, лазерной гипертермии, хирургических операций или наблюдения слоев кожи различной локализации.
Для создания мощных лазерных систем
Создан лазер с ламповой накачкой и со световолоконным жгутом, обеспечивающим более высокую эффективность генерации света (патент Республики Беларусь на изобретение № 19568, МПК (2006.01): H 01S 3/067; авторы изобретения: С.Батище, Г.Татур, А.Ермолаев, М.Позняк; заявители и патентообладатели: Государственное научное учреждение «Институт физики имени Б.И.Степанова НАН Беларуси», Открытое акционерное общество «Завод «Оптик»).
Изобретение может быть использовано при создании мощных лазерных систем, применяемых, например, для «лазерной очистки» поверхностей художественных произведений и различных индустриальных объектов от загрязнений.
В одном из предложенных авторами вариантов «Волоконно-оптический лазер с ламповой накачкой» содержит: 1) блок питания и управления, 2) лампы накачки с отражателями, 3) глухое и выходное зеркала, 4) активный элемент, выполненный в виде жгута, состоящего из световодных волокон, каждое из которых имеет сердцевину из оптически прозрачного материала, легированного редкоземельным элементом, и нелегированную оптически прозрачную оболочку.
Его отличие от лазера-прототипа заключается в том, что жгут активного элемента выполнен из световодных волокон, переплетенных друг с другом таким образом, чтобы каждое из волокон по меньшей мере один раз выходило на поверхность указанного жгута. Расположен такой жгут в трубке из материала, пропускающего излучение ламповой накачки и селективно поглощающего излучение, приводящее к деградации материала световодных волокон. При этом сердцевина и оболочка каждого световодного волокна выполнены, соответственно, из стекол марки «ГЛС-6» и «С52-1».
Как показали результаты испытаний, за счет лучшего «освечивания» световодных волокон световолоконного жгута обеспечивается повышение энергии и эффективности генерации волоконно-оптического лазера в несколько раз.
Оптический клей … для лазера
Оптический клеящий состав разработан белорусскими учеными (патент Республики Беларусь на изобретение № 19502, МПК (2006.01): C 09J 163/10; авторы изобретения: Т.Безъязычная, М.Богданович, А.Григорьев, В.Кабанов, О.Костик, Е.Лебедок, В.Машко, А.Рябцев, Г.Рябцев, Л.Тепляшин, М.Щемелев; заявитель и патентообладатель: Государственное научное учреждение «Институт физики имени Б.И.Степанова НАН Беларуси»).
Изобретение относится к оптическому лазерному приборостроению и может быть использовано, в частности, для крепления оптических и активных лазерных элементов при изготовлении лазерных квантронов с диодной накачкой.
Предложенный оптический клеящий состав был реализован и испытан авторами (при создании моноимпульсного лазера с поперечной диодной накачкой лазерными линейками) следующим образом. Активный элемент Nd:YAG лазера цилиндрической формы длиной 50 мм и диаметром 5 мм вклеивался в лазерный квантрон с тремя лазерными диодными линейками поочередно — новым авторским оптическим клеящим составом и оптическим клеем-прототипом.
Испытания показали, что использование для вклейки предложенного оптического клеящего состава увеличивало энергию моноимпульса излучения лазера на 43 % по сравнению с применением для аналогичной вклейки клея-прототипа (оба клея образовывали слой одинаковой толщины). Это подтвердило достижение конечной цели изобретения — увеличение эффективности генерации лазерного излучения.
Голографический лазер
Предложен голографический РОС-лазер на красителе с распределенной обратной связью (патент Республики Беларусь на изобретение № 19308, МПК (2006.01): H 01S 3/00; авторы изобретения: Эфендиев Терлан Шаидоглы, В.Катаркевич, А.Рубинов; заявитель и патентообладатель: Государственное научное учреждение «Институт физики имени Б.И. Степанова Национальной академии наук Беларуси»).
Многолучевая лазерная обработка
Способ многолучевой лазерной обработки детали придумали В.Мышковец, А.Максименко, Г.Баевич и П.Усов (патент Республики Беларусь на изобретение № 19135, МПК (2006.01): B 23K 26/00; заявитель и патентообладатель: Гомельский государственный университет имени Франциска Скорины). Изобретение может быть использовано в машиностроении при наплавке, упрочнении, легировании, текстурировании рабочих поверхностей деталей, а также при резке.
Техническая задача, решаемая заявленным изобретением, заключается в расширении функциональных возможностей, повышении эксплуатационных характеристик и качества обработки, а также в снижении энергозатрат при обработке крупногабаритных деталей.
Технический результат, достигаемый заявляемым изобретением: подбор оптимальных траекторий и возможности обработки как локальных контуров детали, так и всей ее поверхности без ее переустановки и перемещения; получение более однородной структурной поверхности детали без последующей обработки; сокращение количества холостых перемещений при обработке крупногабаритных деталей и времени обработки.
Графенолет?
При воздействии на графен лазерного луча материал начинает самопроизвольно перемещаться. Это обнаружили ученые из Нанькайского университета (Китай).
В ходе экспериментов исследователи сделали «губку» из нескольких листов графена и поместили ее в вакуум. Подвергнув ее обстрелу лазерными лучами с различными длинами волн и интенсивностью, графен удалось передвинуть на 40 сантиметров.
После этого ученые взяли линзу, с помощью которой сфокусировали на графеновой «губке» солнечный свет. Энергии солнца оказалось также вполне достаточно для того, чтобы заставить материал двигаться.
Исследователи считают, что при поглощении энергии солнца графен испускает электроны, которые заставляют его двигаться в направлении, противоположном свету. Пока остается загадкой, почему частицы осуществляют движение в строго определенном направлении, а не в случайном порядке.
Как отмечается в информации, опубликованной в New Scientist, это свойство графена может оказаться полезным при разработке перспективных космических кораблей, которые могли бы передвигаться, используя лишь энергию солнечного света.
Лазерная обработка деталей
Усовершенствован способ лазерной обработки металлической детали специалистами из Гомельского государственного университета имени Франциска Скорины (патент РБ на изобретение № 18736, МПК (2006.01): B 23K 26/00; авторы изобретения: В.Мышковец, А.Максименко, И.Полторан, В.Лелекин, П.Усов; заявитель и патентообладатель: вышеотмеченное Учреждение образования). Изобретение может быть использовано в машиностроении при наплавке, упрочнении, легировании, текстурировании рабочих поверхностей деталей, а также при резке.
Предложенный способ обработки позволил произвести упрочнение рабочих поверхностей штампа (матрицы и пуансона) на глубину 0,6 мм и получить твердость упрочненной поверхности 55-60 ед. (по HRC). Этот способ также позволяет повысить производительность труда и расширить технологические возможности лазерной обработки поверхностей детали.
Белорусские и российские физики – медицине
Белорусские и российские ученые совместно разработали эффективный «Способ лазерной терапии заболевания глубоких слоев дермы» (патент Республики Беларусь на изобретение № 18241, МПК (2006.01): A61N5/067; авторы изобретения: В.Барун, А.Иванов, С.Захаров (RU); заявители и патентообладатели: Институт физики имени Б.И.Степанова НАН Беларуси, Физический институт имени П.Н.Лебедева РАН).
Изобретение относится к области спектроскопии и биомедицинской оптики, в частности — к световому облучению биологической ткани при лазерной терапии заболеваний поверхности кожи и глубоких слоев дермы, и может быть использовано при неинвазивном лечении и профилактике заболеваний биотканей на глубине более 1,5 мм под поверхностью кожи.
Задачей изобретения является увеличение световой мощности, поглощаемой молекулярным кислородом в глубине биоткани.
Задача успешно решена авторами. Предложенный ими способ лазерной терапии включает воздействие на поверхность кожи светом в желтом диапазоне спектра, причем, это воздействие оказывают светом с длиной волны, смещенной на 5-8 нм в красную область спектра относительно максимума поглощения молекулярного кислорода (586 нм) в дерме.
Приведенные в описании изобретения к патенту примеры показывают, что за счет смещения световой длины волны облучения на 5-8 нм относительно максимума полосы поглощения молекулярного кислорода можно добиться роста поглощаемой им световой мощности в глубоких слоях дермы в несколько раз. Соответствующим образом усиливается и терапевтический эффект облучения.