Наноиндустрия #2/2023
А.И.Ахметова, О.В.Иванов, Н.Е.Максимова, Т.О.Советников, А.Д.Терентьев, И.В.Яминский
ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА СКАНИРУЮЩЕЙ ЗОНДОВОЙ МИКРОСКОПИИ: НОВЫЕ РЕШЕНИЯ ДЛЯ ФИЗИКИ, ХИМИИ, БИОЛОГИИ И МЕДИЦИНЫ DOI: https://doi.org/10.22184/1993-8578.2023.16.2.88.94 С момента первой публикации по сканирующей зондовой микроскопии [1] прошел 41 год. За это время сканирующие зондовые микроскопы, позволяющие заглянуть в наномир, стали практическими инструментами физиков, химиков, биологов, медиков, производственников и учителей. Зондовые микроскопы образовали обширное семейство высокоточных и высокоинформативных приборов для наблюдения топографии, морфологии и широкого спектра физико-химических свойств изучаемых объектов. При этом выдавая детализацию получаемых данных на уровне долей нанометра с временным разрешением в миллисекунды. Остались ли нерешенные задачи? Конечно! Об их небольшой части, о задачах и проблемах в зондовой микроскопии ведется рассказ в этой статье. Наноиндустрия #6/2022
И.В.Яминский, А.И.Ахметова
ПРАКТИКУМ ПО ЗОНДОВОЙ МИКРОСКОПИИ ФИЗИЧЕСКОГО ФАКУЛЬТЕТА МГУ ИМЕНИ М.В. ЛОМОНОСОВА https://doi.org/10.22184/1993-8578.2022.15.6.328.332 Сканирующая зондовая микроскопия является простым методом для изучения материалов, в том числе полимеров и биополимеров с нанометровым разрешением в жидкости и на воздухе. Зондовая микроскопия позволяет визуализировать поверхностную структуру образцов, оценить их конформацию, адгезию, адсорбцию на различных подложках. При этом метод не требует длительной пробоподготовки, нужно лишь разместить образец на атомно гладкой подложке, какими являются, например, графит и слюда. Навык работы с зондовым микроскопом и умение обрабатывать полученные данные являются важным этапом в программе обучения молодых специалистов. Для развития этих компетенций на физическом факультете МГУ постоянно совершенствуется и модернизируется практикум по зондовой микроскопии. Практикум представляет собой восемь лабораторных работ по ключевым тематикам и включает обучение как базовым, так и углубленным навыкам по работе с микроскопом, по обработке и интерпретации данных зондовой микроскопии. Наноиндустрия #3-4/2022
И.В.Яминский, А.И.Ахметова, Д.В.Корнилов
МОДА НА ФЛИРТ МОДУ DOI: 10.22184/1993-8578.2022.15.3-4.178.185 В лабораторных исследованиях с применением атомно-силового микроскопа наиболее широко используются контактный и резонансный режимы, позволяющие получать сканы за сравнительно малые времена. С другой стороны, их минусом является сложность контроля силового воздействия, что может привести к необратимым изменениям в морфологии образца. В особенности это критично при сканировании мягких сред, например бактерий, клеток, полимеров. В контактном режиме такое взаимодействие обусловлено также наличием сил трения, управлять величиной которых при сканировании поверхности образца весьма затруднительно. В резонансном режиме влияние сил трения нивелируется за счет вертикального движения зонда, однако высокая добротность колебаний кантилевера не позволяет контролировать силу его воздействия при резких перепадах рельефа наблюдаемой поверхности. Для преодоления этих препятствий нами был разработан режим деликатного и бережного сканирования поверхности, приоритетом которого является лишь легкое прикосновение к ней. Назван был нами такой режим флирт модой. Наноиндустрия #2/2022
А.А.Трухова, А.С.Филонов, И.В.Яминский
СЛОВА И СЛАВА ЗОНДОВОЙ МИКРОСКОПИИ: ЯЗЫК ДО ПЕКИНА ДОВЕДЕТ DOI: https://doi.org/10.22184/1993-8578.2022.15.2.88.94 В этой статье мы поговорим не о приборах, а о языке сканирующей зондовой микроскопии: об используемых словах, терминах, обозначениях. Программное обеспечение "ФемтоСкан Онлайн" широко используется в научных сообществах и до недавнего времени было представлено на двух языках: русском и английском. Теперь "ФемтоСкан Онлайн" стало доступно и на китайском языке, самом распространенном языке в мире. О том, как был произведен перевод интерфейса программы, мы расскажем в этой статье. В 1990 году МГУ посетил Нобелевский лауреат Хайнрих Рорер. На память осталась фотография и воспоминания об обаянии этого замечательного ученого и человека. А также дарственная надпись I wish all the best in local probing. В 1990 году еще не появился ни термин scanning probe microscopy, ни "сканирующая зондовая микроскопия". В 1993 году в журнале "Электронная промышленность" вышла серия статей, где мы описали методы локального зондирования поверхности [1]. Краткая триада "сканирующая зондовая микроскопия" появилась позже. Наноиндустрия #7-8/2021
И.В.Яминский, А.И.Ахметова
Построение, обработка и анализ трехмерных изображений в биомедицинской сканирующей зондовой микроскопии DOI: 10.22184/1993-8578.2021.14.7-8.430.433 Сканирующая зондовая микроскопия становится важным и информативным инструментом в биомедицине и медицинской диагностике благодаря разработке эффективных алгоритмов обработки данных. Программное обеспечение позволяет проводить измерения размеров, объемов, площади объектов, контурных длин, углов кристаллических структур, шероховатости поверхности, форм-фактора, коэффициентов трения и упругости, величины адгезии. Приведены данные визуализации бактериальных и клеточных структур и результаты их последующей характеризации. Наноиндустрия #5/2021
О.В.Синицына, М.М.Воробьев, И.В.Яминский
Автоматизированный поиск наночастиц на изображениях зондовой микроскопии с использованием нейронной сети DOI: 10.22184/1993-8578.2021.14.5.276.280 Использование автоматизированного поиска объектов в зондовой микроскопии дает ряд серьезных преимуществ: высокую скорость обработки данных, минимизацию влияния экспериментатора на процесс измерений, возможность увеличить объем данных, используемых для анализа. В данной работе на примере данных атомно-силовой микроскопии белковых наночастиц мы показали, что для поиска наночастиц, размеры которых сравнимы с уровнем шума, более точный результат дает алгоритм с использованием нейронной сети, тогда как более крупные наночастицы более точно выделяет пороговый алгоритм. Наноиндустрия #1/2021
И.В.Яминский, А.И.Ахметова
Программное обеспечение "ФемтоСкан Онлайн" в исследовании вирусов DOI: 10.22184/1993-8578.2021.14.1.62.67 Исследование вирусов стало особенно актуальной задачей на сегодняшней день. Сканирующая зондовая микроскопия позволяет получать уникальную информацию о морфологии и свойствах вирусов, недоступную другими методами, и может объяснить, например, способность вирусов противостоять многим внешним факторам среды, приспосабливаться к условиям. Механические и геометрические свойства, адгезия, склонность к агрегации, способность кристаллизоваться – эти данные можно получать с помощью зондовой микроскопии. В этих исследованиях специализированное программное обеспечение является важным инструментом для обработки и анализа полученных результатов. Наноиндустрия #6/2020
И.В.Яминский, А.И.Ахметова
Цифровая платформа бионаноскопии на базе зондового микроскопа DOI: 10.22184/1993-8578.2020.13.6.360.363 Цифровая платформа бионаноскопии может быть использована для решения широкого круга задач биологии и медицины. Ее возможности применимы для изучения остро стоящих проблем биологии и медицины: раннего обнаружения вирусов, резистентности бактерий к антибиотикам, вопросов топологии сетей нейронов. Наноиндустрия #6/2020
И.В.Яминский, А.И.Ахметова
Сканирующая зондовая микроскопия в решении задач вирусологии DOI: 10.22184/1993-8578.2020.13.6.340.344 Сканирующая зондовая микроскопия позволяет получать трехмерную визуализацию вирусов в различных средах: в жидкости и на воздухе. Помимо трехмерной топографии, можно измерять такие свойства, как механическая жесткость, адгезия, склонность к кристаллизации, агрегация частиц на подложке и т. д. Характеристика вирусов животных и человека является предметом многочисленных исследований из-за их потенциального вреда для высших организмов. Наноиндустрия #3-4/2020
И.В.Яминский, А.И.Ахметова, М.А.Павлова
Раннее обнаружение вирусных инфекций с использованием твердотельных пьезокерамических биосенсоров DOI: 10.22184/1993-8578.2020.13.3-4.188.195 Раннее обнаружение возбудителей вирусных заболеваний является фундаментальной задачей современной биомедицины. Эффективное решение этой задачи особенно востребовано в условиях возникшей в настоящее время мировой коронавирусной пандемии. Вместе с тем и по ее окончании разработка новых и каждый раз более эффективных биосенсоров на вирусные инфекции будет продолжаться интенсивным образом. Вирусы – это попутчики человека в прошлом, настоящем и будущем.