ქეთევან ჩუბინიძე

ჰემანგიომა არის ბავშვთა სისხლძარღვთა კეთილთვისებიანი სიმსივნის ერთ-ერთი ყველაზე გავრცელებული ტიპი, რომელსაც გააჩნია ადგილობრივი ქსოვილის განადგურების, ინფექციის, სისხლდენის და ტკივილის პოტენციალი. ამ ნაშრომში, ჩვენ ვთავაზობთ კანქვეშა ჰემანგიომის ვიზუალიზაციის არაინვაზიურ, სწრაფ და იაფ მეთოდს, რომელიც დაფუძნებულია მონოდისპერსულ სფერულ ოქროს ნანონაწილაკებზე (GNPs), რომელიც ფუნქციონირებს ახლო ინფრაწითელი ფლუორესცენტური საღებავით 3, 3'დიეთილთიატრიკარბოციანინოიდიდი. ფლუორესცენტური საღებავებით ფუნქციონირებული GNR-ები გვთავაზობენ უამრავ თვისებას, რაც მათ შესაფერისს ხდის ბიოლოგიურ პროგრამებში გამოსაყენებლად. კერძოდ, ამ ტიპის ვიზუალიზაციისას, GNRs/NIR საღებავის კომპლექსი შეყვანილი იქნა ბიოფსიის დროს ამოღებული ჰემანგიომის ნიმუშში და ნაჩვენებია, რომ ამ სახის მოდალობა ემსახურება როგორც ეფექტური კონტრასტული აგენტი ჰემანგიომის ვიზუალიზაციას, რომელიც მდებარეობს ღრმად ეპიდერმისის ქვეშ. . მიღებული ნიმუში იქნა გამოკვლეული და გამოკვლეული ოპტიკური და კონფოკალური მიკროსკოპის გამოყენებით. ნიმუშს ექვემდებარებოდა გარე წითელი ლაზერული შუქი, რომელსაც შეუძლია ღრმად შეაღწიოს ბიოლოგიურ ქსოვილში. როდესაც სინათლის სხივი აღწევს GNR/NIR საღებავების კომპლექსს, საღებავი ასხივებს NIR სინათლეს, რომელიც შემდეგ იქნა აღებული CCD კამერით და შეისწავლა სპექტროსკოპიული და მიკროსკოპული ტექნიკის სერიით. ჩვენი შედეგები მიუთითებს, რომ GNP-ებს შეუძლიათ ხელი შეუწყონ GNPs/NIR საღებავის ნანოკომპოზიტის ტრანსპორტირებას კანზე და ამით საშუალებას გვაძლევს ვიზუალურად წარმოვაჩინოთ კანქვეშა ჰემანგიომის ფორმირების ლოკალიზაცია, ფლუორესცენციის საშუალებით.

თხევადი კრისტალების (LCs) და ნანონაწილაკების კომპოზიციები ქმნიან რბილ შედედებულ სისტემებს სითხისა და სივრცის წესრიგის ორი უკიდურესად სასარგებლო თვისების გაერთიანების გზით სხვადასხვა უჩვეულო სპეციფიკურ ფიზიკურ და ბიოლოგიურ თვისებებთან, რომლებიც შეიცავს ნანონაწილაკებს და ნანოკომპოზიტებს, როგორიცაა ფერომაგნიტური, ანტიმიკრობული, ანთების საწინააღმდეგო და ანტი- კანცეროგენული თვისებები. მათ შეუძლიათ მნიშვნელოვანი როლი შეასრულონ კიბოს რამდენიმე სახის თერაპიაში ნანო-სითხეების შესაბამისი კომბინაციების სახით მაგნიტური ჰიპერთერმიისთვის და ქიმიურ, ფოტოდინამიკურ, ნეიტრონის დაჭერის, ჰადრონის და ჩვეულებრივი რადიოთერაპიის სახით ახალი კონცეფციისა და. სტრატეგია მუშავდება საქართველოში გერმანიის, აშშ-ის, რუსეთის, უკრაინის, აზერბაიჯანისა და სხვა ქვეყნების კოლეგებთან თანამშრომლობით. ისინი ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას კიბოს მკურნალობის მეთოდების შემუშავებისთვის აქტიური ანტისიმსივნური აგენტების კონტროლირებადი და გახანგრძლივებული განთავისუფლებით. ამიტომ ნარევების ტოქსიკურობა ზუსტად უნდა შეფასდეს, როდესაც გამოიყენება ბიო-სენსინგისთვის და როგორც ნანო-ნარკოტიკების ჭკვიანი მიწოდების სისტემის ძირითადი კომპონენტი, რომელიც შეიცავს სხვადასხვა მაგნიტური და არამაგნიტური ნანონაწილაკების ნარევს, რომელიც უზრუნველყოფს კონტროლირებად ჰიპერთერმულ, ქიმიურ ეფექტს. , რადიაციული და ფოტოდინამიკური თერაპიული ზემოქმედება. ცხრა მაგნიტური ნანონაწილაკის და მათი ნარევების 324 სხვადასხვა კომპოზიცია და ცხრა თხევადი კრისტალის კონტროლირებადი ტემპერატურა, ოპტიკური გამოსხივება და pH და მათი ნარევები შედგებოდა და განისაზღვრა მათი Curie ტემპერატურა და ნემატურ-იზოტროპული ფაზის გარდამავალი ტემპერატურა. უმეტეს ნარევების კური და ნემატურ-იზოტროპული ფაზის გარდამავალი ტემპერატურა შეიძლება ზუსტად შეესაბამებოდეს ჰიპერთერმიის მკურნალობის ინტერვალის ეგრეთ წოდებულ თერაპიულ ინტერვალს 41-45 C0, მაშინ როცა მათი მწვავე ტოქსიკურობა მხოლოდ 30-40%-ით მეტია ტოქსიკურობასთან შედარებით. ფიზიოლოგიური ხსნარი.

ადამიანების დაახლოებით 1%-ს აწუხებს ეპილეფსია, ხოლო 35% არის წამლის მიმართ რეზისტენტული ფორმა. მკურნალობის სტრატეგიები ორიენტირებულია ფლავონოიდებზე. მიუხედავად კვერცეტინის დადებითი ფარმაკოლოგიური ეფექტისა, მისი გამოყენება ზღუდავს სუსტი ბიოშეღწევადობას. წამლების ჩატვირთვა ნანონაწილაკებზე ხელს უწყობს მათ მიწოდებას და ზემოქმედებას სამიზნე ლოკუსზე. მაგნიტური ნანონაწილაკების წამლის მიწოდების სისტემა შეიძლება კონტროლდებოდეს მაგნიტური ველით. ჩვენი კვლევის მიზანი იყო კვერცეტინით დატვირთული მაგნიტური ნანონაწილაკების (Q-MNP) ქცევითი/მორფოლოგიური/ელექტროფიზიოლოგიური ეფექტების გამოვლენა და მისი გავლენის გამოკვლევა კაინის მჟავაზე (KA)-ზე. ინდუცირებული ეპილეფსიური აქტივობა ჰიპოკამპში. კეტამინით ანესთეზირებულ ვირთხებში Q-MNP შეიყვანეს კუდის ვენაში. განხორციელდა ცალმხრივი მაგნიტური ველის ზემოქმედება თავის ტვინზე. ქცევითი ექსპერიმენტები ჩატარდა ღია ველის/T-ლაბირინთის ტესტებში. კორტიკალურ სტრუქტურებში Fe-ის ჩანართების გამოსავლენად გამოიყენეს პერლის ლურჯი ლაქა. მომზადდა ცხოველთა ორი ჯგუფის ტვინის ნაჭრები მარჯვენა და მარცხენა მხარის მაგნიტური ველის ექსპოზიციით. ელექტროფიზიოლოგიურ ექსპერიმენტებში ელექტროდები ორმხრივად იყო იმპლანტირებული ჰიპოკამპში. ცალმხრივი 5-ჯერადი KA შეყვანა განხორციელდა CA3-ველში ეპილეფტიფორმული აქტივობის გენერირებისთვის. Q-MNP ინექცია განხორციელდა 60 წუთიანი მაგნიტური ველის ექსპოზიციის პირობებში. მიღებული მონაცემების რეგისტრაცია/ანალიზი განხორციელდა პროგრამული უზრუნველყოფის Chart5.5-ით. სტატისტიკისთვის გამოყენებული იყო პროგრამული უზრუნველყოფა PRIZM. ექსპერიმენტებმა აჩვენა, რომ მაგნიტური ველი, ისევე როგორც მხოლოდ MNP, არ ცვლის ცხოველების ქცევას. თუმცა კვერცეტინი და/ან Q-MNN აუმჯობესებს ვირთხების სწავლის უნარს. მორფოლოგიურმა ექსპერიმენტებმა აჩვენა, რომ მაგნიტური ველის ზემოქმედების ზონაში მნიშვნელოვნად მაღალია Fe-ის ჩასმაების რაოდენობა არანამკურნალევ კონტრალატერალურ ადგილზე, რაც ვარაუდობს, რომ მაგნიტური ველის ზემოქმედება აუმჯობესებს Q-MNP-ის მიწოდებას ტვინში. ელექტროფიზიოლოგიურმა ექსპერიმენტმა აჩვენა, რომ Q-MNP ისევე როგორც მხოლოდ მაგნიტური ველი არ ცვლიდა ნეირონების აქტივობის საშუალო ამპლიტუდას/სიხშირეს, თუმცა ორივე ფაქტორის წინასწარი შეყვანა სტატიკურად ამცირებს KA-ით გამოწვეული განმეორებადი ეპილეფტიფორმული გამონადენის სიხშირეს/ამპლიტუდას.

ჭკვიანი მიკროინკაფსულაციის სისტემის შემუშავება, რომელიც დაპროგრამებულია გარემო სტიმულებზე აქტიური რეაგირებისთვის, სულ უფრო მეტ მნიშვნელობას იძენს წამლების შეყვანის ტრადიციულ ფორმებთან შედარებით. ამ კვლევაში ჩვენ წარმოგიდგენთ წამლის მიწოდების სისტემის ორ ახალ კონცეფციას, რომელიც დაფუძნებულია სინათლისა და pH-მგრძნობიარე თხევადი კრისტალების (LC) მიკროსფეროებზე. შემოთავაზებული სისტემა წარმოადგენს ემულსიას, რომელიც წარმოიქმნება LC მიკროსფეროსა და წყლის გარემოს შორის შეუთავსებლობის შედეგად. სინათლის კონტროლირებადი კონცეფცია აღწერს სინათლის აქტივირებულ წამლის მიწოდების კონტეინერებს, რომლებიც დაფუძნებულია სპიროპირანი (SP) დოპირებული LC მიკროსფეროებზე. ულტრაიისფერი/იისფერი შუქის ზემოქმედების შემდეგ, LC მიკროსფეროებში ჩაფლული SP მოლეკულები, ჰიდროფობიური, ზეთში ხსნადი ფორმიდან ჰიდროფილურ, წყალში ხსნად მეროციანინში (MR) გარდაიქმნება, რაც ასტიმულირებს MR მოლეკულების გადაადგილებას მთელს სივრცეში. LC/წყლის ბარიერი და იწვევს მათ ერთგვაროვან განაწილებას წყლის გარემოში. სხვადასხვა ტიპის pH სენსორები, რომლებიც დღეს გამოიყენება, ეფუძნება ოპტიკურ, ზედაპირულ, ქიმიურ და ბიოლოგიურ მოდიფიკაციას. ამასთან დაკავშირებით, ჩვენ ვიყენებთ LC/წყლის ემულსიას, მაგრამ LC მიკროსფეროების შიგნით SP მოლეკულების ნაცვლად იყო ჩაფლული pH-მგრძნობიარე ფლუორესცენტური საღებავის მოლეკულები, რომლებიც ჭკვიანურად რეაგირებენ გარემოს pH ცვლილებაზე, რაც იწვევს დაუყოვნებლივ გადაადგილებას LC/წყლის ინტერფეისზე. უახლოეს მომავალში, სინათლისა და pH კონტროლირებადი LC მიკროსფეროებზე დაფუძნებული წამლების მიწოდების სისტემების გამოყენებამ შეიძლება მრავალმხრივი გამოყენება მოიპოვოს ისეთ სფეროებში, როგორიცაა კიბოს თერაპია და მკურნალობა.

Functionalized gold nanoparticles with controlled optical properties are the subject of intensive studies and biomedical applications, including genomics, biosensors, immunoassays, clinical chemistry and laser phototherapy of cancer cells, the targeted delivery of drugs, optical bioimaging and the monitoring of cells. In this work, we propose two nanocomposites consisting of gold nanoparticle (GNP) and fluorescent dye decorated proteins, which can serve as the contrast agents for the detection of diseases at the early stage of development, using the simple and inexpensive imagine methods. As the proteins targeted by GNPs and fluorescent dyes, we selected Calmodulin (CaM) and Prostate specific membrane antigen (PSMA). During the experiments, we have prepared and investigated CaM, PSMA and GNPs based nanocomposites and demonstrated that CaM and PSMA conjugated with fluorescent dye and GNPs can increase the fluorescence intensity upon the excitation of pumping laser source.This ability of controlled targeting and visualization of CaM/PSMA by fluorescence can be beneficially used in the tracking of CaM and PSMA mediates processes in biological tissues and cells, such as inflammation, metabolism, apoptosis, muscle contraction, intracellular movement, malignant cells growth, etc. 

პროსტატის კიბო მამაკაცებში კიბოს სიკვდილის მეორე მიზეზია მთელ მსოფლიოში. ვიზუალიზაციის მეთოდების სირთულე რჩება პროსტატის ჯირკვალში პროსტატის კიბოს მცირე მოცულობის იდენტიფიცირებაში. გარდა ამისა, ისინი ნაწილობრივ ინვაზიურია. პროსტატის კიბოს გამოვლენის ვიზუალიზაციის მეთოდების შეზღუდვებმა მოტივაცია მოგვცა ალტერნატიული ტექნიკის ძიებაში. აქ ნაჩვენებია, რომ ახლო ინფრაწითელი გამოსხივება (NIR) შეიძლება წარმატებით იქნას გამოყენებული იზოლირებულ პროსტატიში სიმსივნური წარმონაქმნების ვიზუალიზაციისთვის.

კალმოდულინი (CaM) არის მრავალფუნქციური Ca2+ დამაკავშირებელი ცილა. ის ფუნქციონირებს როგორც უჯრედული მეტაბოლიზმის ცენტრალური რეგულატორი, უჯრედული კალციუმის დონის ცვლილებების საპასუხოდ, სხვადასხვა სამიზნეებთან ურთიერთქმედებით. CaM-ს აქვს აპოტენციური თერაპიული ეფექტი კიბოზე, რადგან მისი დამთრგუნველი მოქმედება უჯრედების პროლიფერაციაზე და მათი უნარი აღადგინოს მრავალი სიმსივნური უჯრედის, მათ შორის პროსტატის კიბოს უჯრედების, მრავალწამური რეზისტენტობის ტენდენცია. გარდა ამისა, უჯრედებში Ca2+-ის მრავალი ეფექტი განპირობებულია Ca2+-ის CaM-თან შეკავშირებით, რაც იწვევს CaM-ის შეკავშირებას და სამიზნე ცილების გააქტიურებას. შესაბამისად, ბიოლოგიურ ქსოვილებში ტერიტორიების დამიზნება და ვიზუალიზაცია, Ca2+/CaM კომპლექსის ზედმეტად გამოხატული კონცენტრაციით, შეიძლება იყოს სწორი თერაპიული მიდგომა კიბოს გამოვლენისა და განკურნების საქმეში. ბიოლოგიური ნივთიერების გამოსახულების მიღებას ფლუორესცენტური ეტიკეტებისა და ნანომასალების გამოყენებით, ზოგადად მოიხსენიება, როგორც ბიოგამოსახულება და ქმნის საკუთარ დიდ ველს. ამიტომ, საინტერესო შეიძლება იყოს ნანოკომპოზიტის გამოყენება, რომელიც შედგება CaM-ისგან, რომელიც შერწყმულია ფლუორესცენტურ საღებავთან და ოქროს ნანონაწილაკებთან (GNPs), როგორც პოტენციური ოპტიკური ინდიკატორი ბიოლოგიური უჯრედების, მათ შორის კიბოს უჯრედების მარკირებისთვის. ამ კვლევაში ჩვენ ვიკვლევთ CaM-ს, რომელიც ფუნქციონირებს ფლუორესცენტური საღებავით ნილოსის ლურჯი (Nb) და GNPs და ვაჩვენებთ, რომ კოვალენტურად დამაკავშირებელ CaM-ს აღგზნებულ ფლუორესცენტურ საღებავთან და GNP-ებთან შეუძლია გაააქტიუროს ზედაპირული პლაზმონთან დაწყვილებული ემისია, რაც გამოიწვევს ფლუორესცენციის ძლიერ გაძლიერებას. ეს ეფექტი წარმატებით შეიძლება გამოყენებულ იქნას CaM შუამავლობით გამოწვეული პროცესების დამიზნებისთვის, მარკირებისთვის და ვიზუალიზაციისთვის, როგორიცაა ანთება, მეტაბოლიზმი, აპოპტოზი, კუნთების შეკუმშვა, უჯრედშიდა მოძრაობა, კიბოს უჯრედების გამოვლენისა და მკურნალობისთვის.

ჭკვიანი მიკროინკაფსულაციის სისტემის შემუშავება, რომელიც დაპროგრამებულია გარემო სტიმულებზე აქტიური რეაგირებისთვის, სულ უფრო მეტ მნიშვნელობას იძენს წამლების შეყვანის ტრადიციულ ფორმებთან შედარებით. პრეპარატის ლოკალურად მიწოდება, მიზანმიმართულ განლაგებაში და კონტროლირებად ნაწილებში, ჩვეულებრივი გზაა პრეპარატის ტოქსიკურობის გამო გვერდითი ეფექტების შესამცირებლად და, შესაბამისად, არასასურველი გვერდითი ეფექტების მაქსიმალურად შესამცირებლად. პრეპარატი შეიძლება იყოს ადსორბირებული, დაშლილი ან გაფანტული ნანონაწილაკების კომპლექსში ან, ალტერნატიულად, შეიძლება იყოს კოვალენტურად მიმაგრებული ზედაპირზე. შემუშავებულია დისტანციურად მოქმედი წამლის მიწოდების სისტემების ასორტი, რომელიც ეყრდნობა გარე სტიმულის გამოყენებას წამლის დატვირთვის გასათავისუფლებლად. იდეალურ შემთხვევაში, ასეთ სისტემებს შეეძლოთ განსაზღვრონ წამლის გათავისუფლების დრო, ხანგრძლივობა, დოზა და ადგილიც კი და დაუშვან თერაპიული აგენტის ნაკადის დისტანციური, არაინვაზიური, განმეორებადი და საიმედო გადართვა. თხევადი კრისტალური მასალები პერსპექტიული კანდიდატებია ბიომასალების სენსორებისთვის. LC შეკვეთა ძალიან მგრძნობიარეა მოლეკულური დონის ფიზიკური და ქიმიური ურთიერთქმედების მიმართ LC ინტერფეისზე, რაც იწვევს ოპტიკური გარეგნობის ცვლილებებს. ამ კვლევაში ჩვენ წარმოგიდგენთ წამლის მიწოდების სისტემის ორ ახალ კონცეფციას, რომელიც დაფუძნებულია სინათლისა და pH მგრძნობიარე თხევადი კრისტალების (LC) მიკროსფეროებზე. შემოთავაზებული სისტემა წარმოადგენს ემულსიას, რომელიც წარმოიქმნება LC მიკროსფეროებსა და წყლის გარემოს შორის შეუთავსებლობის შედეგად. LC-ზე დაფუძნებული სენსორები მარტივია, ეტიკეტების გარეშე და საშუალებას იძლევა რეალურ დროში მოხსენება მოხდეს სხვადასხვა ბიოლოგიური მოვლენის შესახებ, როგორიცაა ფოსფოლიპიდების ფერმენტული ჰიდროლიზი, სპეციფიური ფოსფოლიპიდ-ცილებთან შეკავშირება და დნმ-ის ჰიბრიდიზაცია. სინათლის კონტროლირებადი კონცეფცია აღწერს სინათლის აქტივირებულ წამლის მიწოდების კონტეინერებს, რომლებიც დაფუძნებულია სპიროპირანი დოპირებული LC მიკროსფეროებზე. ულტრაიისფერი/იისფერი შუქის ზემოქმედების შემდეგ, LC მიკროსფეროებში ჩამწყვდეული სპიროპირანის მოლეკულები, ჰიდროფობიური, ზეთის ხსნადი ფორმიდან გარდაიქმნება ჰიდროფილურ, წყალში ხსნად მეროციანინში, რაც ასტიმულირებს მეროციანინის მოლეკულების გადაადგილებას ნემატურ თხევად კრისტალზე. წყლის ბარიერი და იწვევს მათ ერთგვაროვან განაწილებას მთელ წყალში. რაც შეეხება მეორე კონცეფციას, ჩვენ ვიყენებთ იგივე LC/წყლის მიკრო ემულსიას, მაგრამ სპიროპირანის მოლეკულების ნაცვლად LC მიკროსფეროებში არის ჩაფლული pH მგრძნობიარე ფლუორესცენტური საღებავის მოლეკულა, რომელიც ჭკვიანურად რეაგირებს გარემოს pH ცვლილებაზე, რაც იწვევს მყისიერ გადაადგილებას LC-წყალში. ბარიერი და თანაბრად ნაწილდება წყლის გარემოში.

კიბო საზოგადოებრივი ჯანმრთელობის მთავარი პრობლემაა მთელ მსოფლიოში. ყოველწლიურად 11 მილიონზე მეტ ადამიანს უსვამენ კიბოს დიაგნოზს. ვარაუდობენ, რომ 2020 წლისთვის ყოველწლიურად 16 მილიონი ახალი შემთხვევა იქნება. ფილტვის, მსხვილი ნაწლავის, პროსტატის და სარძევე ჯირკვლის კიბო კვლავ რჩება კიბოს სიკვდილის ყველაზე გავრცელებულ მიზეზად, რაც შეადგენს მამაკაცებსა და ქალებს შორის კიბოს სიკვდილიანობის მთლიანი სიკვდილის თითქმის ნახევარს. პროსტატის კიბო (CaP) არის მეორე ყველაზე გავრცელებული კიბო, რომელიც დიაგნოზირებულია მამაკაცებში მსოფლიოში. კიბოს პაციენტის გადარჩენა დიდწილად დამოკიდებულია ადრეულ გამოვლენაზე და, ამრიგად, ტექნოლოგიების განვითარება, რომლებიც გამოიყენება კიბოს გამოვლენის მგრძნობიარე და სპეციფიკური მეთოდებისთვის, გარდაუვალი ამოცანაა კიბოს მკვლევარებისთვის. ბიომარკერებს მნიშვნელოვანი როლი აქვთ დღევანდელ დიაგნოზში. ბიომარკერი არის მოლეკულა, რომელიც რეგულირდება მაღლა ან ქვევით, სხეულის ფიზიკური მდგომარეობის მიხედვით. ეს ბიომარკერებს საინტერესოს ხდის, როგორც ბიომარკერების დონის გადახრები, რომლებსაც შეუძლიათ გამოავლინონ ინფორმაცია პაციენტის ჯანმრთელობის მდგომარეობის შესახებ. ცნობილია, რომ პროსტატის სპეციფიკური მემბრანული ანტიგენი (PSMA) არის პროსტატის ეპითელური უჯრედის მემბრანის ერთ-ერთი ყველაზე კარგად ჩამოყალიბებული და მაღალ სპეციფიკური ანტიგენი. PSMA არის II ტიპის ტრანსმემბრანული თუთიის მეტალოპეპტიდაზა, რომელიც მიეკუთვნება M28 პეპტიდაზას ოჯახს. მას აქვს ჰიდროლიზური ფერმენტის აქტივობა და ასევე ცნობილია როგორც FOLH1 (ფოთლის ჰიდროლაზა 1). ამ კვლევაში, როგორც CaP ბიომარკერი, ჩვენ შემოგვთავაზებთ ოქროს ნანონაწილაკებს (GNPs), რომლებიც ფუნქციონირებს PSMA და ფლუორესცენტური საღებავი Nile Blue (Nb). ჩვენს კვლევაში ჩვენ ვაჩვენეთ, რომ ფლუორესცენციის გაძლიერება ძლიერ არის დამოკიდებული: 1. GNP-ების ზომაზე, ფორმასა და კონცენტრაციაზე. 2. მანძილი GNR-ებს, ფლუორესცენტურ საღებავებსა და PSMA-ს შორის. 3. ფარდობითი სპექტრული პოზიციები GNP-ების პლაზმონის შეწოვასა და ფლუორესცენტური საღებავების შეწოვასა და გამოყოფას შორის. შედეგად, ჩვენ შევიმუშავეთ უაღრესად სანდო და მგრძნობიარე სკრინინგ ტესტის დიაგნოსტიკური საშუალებები პროსტატის კიბოს გამოვლენის ადრეულ ეტაპზე. გარდა ამისა, მიუხედავად იმისა, რომ GNP-ებს აქვთ პოტენციალი გააუმჯობესონ კონტრასტი სტრუქტურული გამოსახულების მოდალებთან, ფუნქციონალიზებული GNP შეიძლება იყოს გამოსადეგი ფოტოთერმული თერაპიის სფეროში, რომელიც იყენებს სინათლეს სიმსივნური უჯრედების განადგურების მიზნით. გარდა ამისა, ფლუორესცენტური საღებავი Nb შეიძლება შეიცვალოს შესაბამისი ინფრაწითელი საღებავით, რადგან სინათლის გამოსხივება ამ რეგიონში შეიძლება შეაღწიოს უფრო ღრმად ქსოვილებში, გაზარდოს სივრცითი გარჩევადობა და გამოიწვიოს ნაკლები ფოტოდაზიანება ვიდრე UV/ლურჯი პერტი, ასევე თავიდან აიცილოს გადახურვა. სიგნალი ბიოლოგიური ნიმუშების ავტოფლუორესცენციით

ფონი და მიზანი: დიაგნოზში უზარმაზარი მიღწევების მიუხედავად, პროსტატის კიბო რჩება კიბოს სიკვდილის მეორე მიზეზად მთელ მსოფლიოში. არსებული ვიზუალიზაციის მეთოდის ნაკლი არის ის, რომ მათ არ შეუძლიათ პროსტატის კარცინომის გამოვლენა განვითარების ადრეულ ეტაპზე. გარდა ამისა, მეთოდები ნაწილობრივ ინვაზიურია. ამ გარემოებამ გამოიწვია პროსტატის კიბოს გამოვლენის მარტივი, არაინვაზიური მეთოდის ძიება. ჩვენს ადრეულ გამოკვლევებში ჩვენ ვაჩვენეთ, რომ ახლო ინფრაწითელი გამოსხივება (NIR) აღწევს ბიოლოგიურ ქსოვილებში და განსაკუთრებით პროსტატის ქსოვილში. წინამდებარე ნაშრომში ჩვენ ვაჩვენებთ, რომ NIR შეიძლება გამოყენებულ იქნას პროსტატის კიბოს განვითარების ვიზუალიზაციისთვის in vitro. მეთოდები: ჩატარდა ექსპერიმენტები რადიკალური პროსტატექტომიის შედეგად მიღებულ პროსტატებზე. პროსტატის ტრანსილუმინაციისთვის გამოიყენებოდა ინფრაწითელი სინათლის დიოდები (850-920 ნმ). პოლარიზებული NIR დაფიქსირდა დამუხტვის დაწყვილებული მოწყობილობის (CCD) კამერით პროსტატის გავლის შემდეგ. პროსტატის ინფრაწითელი გამოსახულებები ვიზუალიზებული იყო კომპიუტერით, CCD კამერით. შედეგები: ექსპერიმენტებმა აჩვენა, რომ სიმსივნური და ჯანსაღი პროსტატის ქსოვილების ოპტიკური სიმკვრივე განსხვავდება ერთმანეთისგან. ამრიგად, NIR ადვილად აღწევს ჯანსაღ ქსოვილში, ვიდრე ავთვისებიანი. შესაბამისად, სიმსივნური გამონაყარი ჩანს, როგორც მუქი ლაქები ნათელ ფონზე NIR ტრანსილუმინაციის სურათებში. პოლარიზებული IR შუქი აუმჯობესებს ტრანსილუმინაციის გამოსახულების ხარისხს. პროსტატები გამოკვლეული იყო სტანდარტული ჰისტო-მორფოლოგიური მეთოდებით NIR გამოკვლევის შემდეგ. შედარებული იყო ინფრაწითელი და ჰისტომორფოლოგიური გამოკვლევების შედეგები კიბოს ლოკალიზაციის შესახებ. შედარება აჩვენებს ორივე აღმოჩენის დამთხვევას ყველა შემთხვევაში. შემუშავებული პროგრამული უზრუნველყოფა ზომავს პროსტატის ავთვისებიანი და ჯანსაღი ქსოვილების სიკაშკაშის ინტენსივობის თანაფარდობას NIR ტრანსილუმინაციის სურათებში. ექსპერიმენტული მონაცემების სტატისტიკურად სანდო რაოდენობის საფუძველზე, პროგრამული უზრუნველყოფა ითვლის მონაცემების ე.წ. ნდობის ინტერვალებს. ეს საშუალებას გაძლევთ დადგინდეს ნებისმიერი ახალი უცნობი პროსტატის სიმსივნე 95% ალბათობით. დასკვნები: პროსტატის კიბოს განვითარების NIR-ის გამოვლენის მეთოდი შეიძლება მომავალში გამოყენებული იქნას პროსტატის კიბოს ვიზუალიზაციისა და დიაგნოსტიკისთვის in vivo.

ფლუორესცენტური საღებავებით ფუნქციონირებული ოქროს ნანოროლები (GNR) გვთავაზობენ უამრავ თვისებას, რაც მათ შესაფერისს ხდის ბიოლოგიურ პროგრამებში გამოსაყენებლად, განსაკუთრებით ისეთი დაავადებების დიაგნოზში, როგორიცაა კიბო. მოლეკულური ვიზუალიზაციის ტექნიკა, რომელსაც შეუძლია ცოცხალ ქსოვილში კარგი შეღწევის სიღრმე, რჩება მნიშვნელოვანი გამოწვევა საბაზისო და კლინიკურ მეცნიერებაში, მათ შორის თანამედროვე ბიოლოგიასა და მედიცინაში. წინამდებარე ნაშრომში ჩვენ ვთავაზობთ GNR-ების ინ ვიტრო დემონსტრირებას, რომლებიც შერწყმულია ახლო ინფრაწითელ (NIR) ფლუორესცენტულ საღებავებთან, როგორც ეფექტური კონტრასტული აგენტი პროსტატის კიბოს უჯრედების ვიზუალიზაციისთვის. ამ ტიპის გამოსახულებისას, NIR საღებავი/GNR კომპლექსი შედის სუბიექტში, რომელიც შემდეგ ექვემდებარება უხილავი NIR სინათლის გარე წყაროს, რომელსაც შეუძლია შეაღწიოს ბიოლოგიურ ქსოვილში. როდესაც სინათლე მიაღწევს NIR საღებავს / GNR კომპლექსს, საღებავი ასხივებს შუქს, რომელსაც შემდეგ იღებენ დეტექტორი ან კამერა. ამით ჩვენ ექსპერიმენტულად ვაჩვენეთ, რომ: 1. NIR საღებავი/GNR კომპლექსი მიდრეკილია გავრცელდეს პროსტატის კიბოს უჯრედების მდებარეობისკენ (საეჭვო უბნები წინასწარ იყო განსაზღვრული ჰისტო-მორფოლოგიური გამოკვლევებით). 2. GNR-ებს შეუძლიათ მკვეთრად გაზარდონ ახლომდებარე ფლუორესცენტური საღებავის NIR სინათლის ინტენსივობა ფლუორესცენტური საღებავის დიპოლურ მომენტებსა და GNR-ების ზედაპირული პლაზმონის ველს შორის ურთიერთქმედების გამო. სამუშაოს მსგავსად, ჩვენ აღმოვაჩინეთ, რომ GNR-ებზე ელექტრული მუხტი და მანძილი GNR-ებსა და საღებავის მოლეკულებს შორის მნიშვნელოვან გავლენას ახდენს ფლუორესცენციის ინტენსივობაზე და ეს გაძლიერება ძლიერ დამოკიდებულია სატუმბი ლაზერის წყაროს აგზნების ტალღის სიგრძეზე. ლუმინესცენციის გაძლიერება ფლუორესცენტური საღებავის/GNRs კომპლექსის გამოყენებით გამოიწვევს მრავალ აპლიკაციას ბიომოლეკულური მარკირების წინსვლისთვის ახალი ოპტიკური კონტრასტული აგენტების წარმოებისთვის მაღალი მგრძნობელობითა და სპეციფიკურობით. ეს მეთოდი შეიძლება იყოს უაღრესად მომგებიანი კიბოს ადრეული სტადიის გამოვლენისა და ვიზუალიზაციისთვის, რადგან NIR დასხივების შემცირებული გაფანტვა და შთანთქმა (750-900 ნმ), რაც იწვევს სინათლის ღრმა შეღწევას ბიოლოგიურ ქსოვილებში.

ამ კვლევაში ჩვენ აღვწერთ სინათლის გააქტიურებულ ფლუორესცენტულ გაძლიერებას და ოპტიკურად კონტროლირებად წამლის მიწოდებას ოქროს ნანონაწილაკების (GNPs) კონიუგირებული ორგანული საღებავის ნანოკომპოზიტის (a) და სპიროპირანი დოპირებული თხევადი კრისტალური მიკროსფეროების საფუძველზე. პირველი პლატფორმა მიზნად ისახავს კიბოს უჯრედების ვიზუალიზაციას, ხოლო მეორეს (b), წამლის სპეციფიკური მოლეკულების მიწოდებას მიზანმიმართულ განლაგებაში და კონტროლირებად ნაწილებში. ) პოლი (ვინილის სპირტი) ფილმში. NbD-ის ლუმინესცენციის ზრდა გამოწვეულია მისი ურთიერთქმედებით GNP-ების ზედაპირის პლაზმონებთან. GNP-ებზე ელექტრული მუხტი და მანძილი GNP-ებსა და ლუმინესცენტური საღებავის მოლეკულებს შორის მნიშვნელოვან გავლენას ახდენს ლუმინესცენციის ინტენსივობაზე და ეს გაძლიერება ძლიერ არის დამოკიდებული შუქის ტალღის სიგრძეზე. ლუმინესცენციის გაძლიერება GNPs/NbD კომპლექსის გამოყენებით გამოიწვევს ბევრ აპლიკაციას ბიომოლეკულური მარკირების წინსვლისთვის ახალი ოპტიკური კონტრასტული აგენტების წარმოებისთვის მაღალი მგრძნობელობისა და სპეციფიკის მქონე. ამ შედეგებს შეიძლება დიდი მნიშვნელობა ჰქონდეს ქიმიოთერაპიაში, კიბოს დიაგნოზში. (ბ) ამ ნაშრომში ჩვენ ვაჩვენეთ ახალი, მსუბუქი კონტროლირებადი წამლის მიწოდების სისტემა, რომელიც დაფუძნებულია სპიროპირანის (SP) დოპირებული თხევადი ბროლის (LC) მიკროსფეროებზე. ექსპერიმენტულმა შედეგებმა აჩვენა, რომ ულტრაიისფერი/იისფერი შუქის ზემოქმედებისას, LC სფეროებში მდებარე ფოტოქრომული მოლეკულები განიცდიან ურთიერთკონვერსიას ჰიდროფობიური, ზეთის ხსნადი, არაპოლარული SP მდგომარეობიდან ჰიდროფილურ, წყალში ხსნად, მაღალპოლარულ მეროციანინში (MC). ) სახელმწიფო. სინათლის ინდუცირებული ფოტოიზომერიზაცია დესტაბილიზაციას ახდენს LC წყლის ინტერფეისზე, ასტიმულირებს MC მოლეკულების გადაადგილებას LC-წყლის ბარიერში და იწვევს მათ ერთგვაროვან განაწილებას წყალში. ზემოთ აღნიშნული ორი შედეგის კომბინაციით შესაძლებელია ახალი პლატფორმის შემუშავება, რომელშიც სინერგიულად იქნება ინტეგრირებული ფლუორესცენტის ოპტიკურად სტიმულირებული გაძლიერება, ფოტო სტიმულირებული წამლის მიწოდების სისტემებთან, რომლებიც გვთავაზობენ კონტროლირებადი მიწოდებისა და გათავისუფლების ფართო სპექტრის შესაძლებლობებს. ნარკოტიკების შეყვანა სხეულში, შესაფერის დროს და სასურველ ადგილას, რათა ერთდროულად ვიზუალურად წარმოიდგინოთ და ებრძოლოთ სხვადასხვა სახის დაავადებებს, მათ შორის კიბოს.

სინათლის გამოყენება, როგორც სადიაგნოსტიკო საშუალება კიბოს უჯრედების ადრეული გამოვლენისა და ვიზუალიზაციისთვის განვითარების ეტაპი ბოლო წლებში საგრძნობლად გაიზარდა. გამორჩეული ოპტიკის გამო თვისებები, ოქროს ნანონაწილაკების (GNPs) კომბინაცია ფლუორესცენტურ საღებავებთან სულ უფრო იზრდება გამოიყენება როგორც ეტიკეტირების ინსტრუმენტები ბიოლოგიურ გამოსახულებაში. ლუმინესცენტური მოლეკულების ურთიერთქმედება პლაზმონებთან მეტალის ნანოსტრუქტურებში და ნანომასშტაბიან შეზღუდვასთან დაკავშირებული ფიზიკური მოვლენები სინათლემ მიიპყრო ფიზიკოსების ინტერესი ბოლო წლების განმავლობაში. ფლუორესცენტული რეზონანსული ენერგიის გადაცემა (FRET) არის არარადიაციული პროცესი, რომლის დროსაც აღგზნებული მდგომარეობის დონორი გადასცემს ენერგიას პროქსიმალური ძირითადი მდგომარეობის მიმღები დიპოლ-დიპოლების შორ მანძილზე ურთიერთქმედების გზით. ცოტა ხნის წინ ჩვენ აჩვენეს, რომ ხილული სინათლის ემისია პოლიმერული მატრიციდან, რომელიც შეღებილია ლუმინისცენციის საღებავით და GNP-ებით, შეიძლება გაძლიერდეს ზედაპირული პლაზმონის შეერთების გამოყენებით. GNP-ებს შეუძლიათ გააძლიეროს მიმდებარე ლუმინესცენტური საღებავის ლუმინესცენცია დიპოლებს შორის ურთიერთქმედების გამო საღებავის მომენტები და GNP-ების ზედაპირის პლაზმური ველი. GNP-ების პლაზმური სიხშირის დამთხვევით სინათლის წყაროს გადატუმბვის სიხშირესთან, ჩვენ დავაკვირდით ნანოპოპოზიტის ლუმინესცენტურ გაძლიერებას, რომელიც შედგება GNP-ებით დაწყვილებული უმინესცენტური საღებავისაგან Nile blue 690 perchlorate. Nb 690-ის ლუმინესცენციის ზრდა გამოწვეულია მისი ურთიერთქმედებით GNP-ების ზედაპირთან. პლაზმონები. აგზნების სინათლის წყაროს ტალღის სიგრძე GNP-ებზე, შორის მანძილი GNP და საღებავის მოლეკულები მნიშვნელოვან გავლენას ახდენენ ლუმინესცენციის ინტენსივობაზე. ეს ინსტრუმენტი ამისთვის ლუმინესცენციის მანიპულირება შეიძლება იყოს უაღრესად მომგებიანი ოპტიკური, მოლეკულური ზონდირებისა და გამოსახულების დროს, ბიოტექნოლოგიის გამოყენებისთვის, როგორიცაა კლინიკურ დიაგნოსტიკაში საჭირო, საკვების ხარისხის კონტროლისა და წამლების მიწოდებისთვის. ალბათ ყველაზე მნიშვნელოვანი აპლიკაცია შეიძლება მოიძებნოს, როგორც რევოლუციური ინსტრუმენტი კიბოს უჯრედების ულტრამგრძნობიარე და არაინვაზიური გამოვლენის, ვიზუალიზაციისა და დიაგნოსტიკისთვის მისი განვითარების ადრეულ ეტაპზე.

ამ აბსტრაქტში ჩვენ აღვწერთ ვერცხლის და ოქროს ნანონაწილაკებს (NPs), რომლებიც ჩართულია თხევად კრისტალში (LC) და პოლიმერულ ნანოკომპოზიტებში. LC და პოლიმერულ მატრიცებში დაშლილი NP-ების სისტემებმა ყურადღება მიიპყრო ახალი მასალების შესაძლო განვითარებაზე, რომელიც დაფუძნებულია ნაწილაკების კონტროლირებად შეკრებაზე. ამ კონფორმაციული თავისუფლების მოთხოვნის დაკმაყოფილების მიმზიდველი გზა იქნება NP-ების განთავსება მოქნილ, რეგულირებად და ორგანულ გარემოში, როგორც LC-ები და პოლიმერები. LC ფაზები გვხვდება დნმ-ში, ცილებს, ლიპიდებსა და პოლისაქარიდებში. ჩვენი კვლევა დაყოფილია სამ მიმართულებად: 1. სინათლისა და სითბოს გარდაქმნა ნანოკომპოზიტებში, რომლებიც ინკორპორირებულია ვერცხლისა და ოქროს ნანონაწილაკებით. ეს მეთოდი ეყრდნობა ქოლესტერინის LC-ების ოპტიკურ თვისებებს, რომლებიც შემოიფარგლება მიკროწვეთებში, რომლებიც გაფანტულია საშუალოზე და აერთიანებს მაღალი სივრცითი გარჩევადობის და კარგი ტემპერატურის სიზუსტის უპირატესობებს სწრაფ წაკითხვასთან. ამ ნაშრომში, ჩვენ ვთავაზობთ იდეას, გამოვიყენოთ თერმოტროპული ქოლესტერიული LC მიკროწვეთები არაინტრუზიული ვიზუალიზაციისა და ტემპერატურის განაწილების მიკროსკალაზე გაზომვისთვის. კერძოდ, ჩვენ ყურადღებას ვამახვილებთ ოპტიკური ენერგიის სითბოს გადაქცევის ვიზუალიზაციაზე ლითონის NP-ებში. ოქროს ან ვერცხლის NP-ებს შეუძლიათ ეფექტურად გაათავისუფლონ სითბო ოპტიკური აგზნების დროს. ლაზერის სხივით აღგზნებისას, ლაზერული ელექტრული ველი ძლიერად ამოძრავებს მუხტის მობილურ მატარებლებს NP-ების შიგნით და მატარებლების მიერ მიღებული ენერგია იქცევა სითბოდ. სითბოს გამომუშავება განსაკუთრებით ძლიერი ხდება პლაზმონის რეზონანსის რეჟიმში. NPs ტემპერატურა შეიძლება მნიშვნელოვნად გაიზარდოს და სითბო შეიძლება გავრცელდეს მიმდებარე გარემოში. ჩვენს მეთოდში, NP-ების მიმდებარე ტემპერატურა შეიძლება შეფასდეს ფერის რეგულირების მონიტორინგით

ჩვენ წარმოგიდგენთ ახალ მეთოდს სინათლის სითბურში გადაქცევის კალიბრაციისთვის წყალხსნარში, რომელიც შეიცავს ნანონაწილაკები. სინათლისა და სითბოს ზუსტ კონტროლს დრამატული მნიშვნელობა აქვს მეცნიერების ბევრ დარგში და ლითონის ნანონაწილაკებმა დიდი მნიშვნელობა შეიძინეს, როგორც სითბოს გადასატანად მცირე უბნები ინტენსიური შუქით დასხივებისას. შემოთავაზებული მეთოდი საშუალებას გაძლევთ გაზომოთ ემპერატურა ნანონაწილაკების მიმდებარე გარემოში, ექსპოზიციის დროის მიხედვით ლაზერული გამოსხივება, თერმოქრომული ქოლესტერინის თხევადი კრისტალების თვისებების გამოყენებით. ეს მეთოდი გადალახავს თხევად კრისტალებში ნანონაწილაკების შერევის პრობლემებს, უზრუნველყოფს ტემპერატურის კითხვას მიკრომასშტაბში, რადგან ქოლესტერინის თხევადი კრისტალი შემოიფარგლება მიკროწვეთებში და ის მგრძნობიარეა ტემპერატურის ცვალებადობის მიმართ, 28°C-49°C, შესაფერისი ბიოლოგიური. აპლიკაციები. ქვემოთ მოცემულ სურათზე ნაჩვენებია მასალაში დარჩენილი ფერადი კვალი ლაზერის სხივის გამორთვის შემდეგ

დისერტაციის რეცენზირება

სამაგისტრო ნაშრომების ხელმძღვანელობა

სადოქტორო თემის ხელმძღვანელობა/თანახელმძღვანელობა

უცხოურ ენებზე მონოგრაფიის სამეცნიერო რედაქტირება

ქართულ ენაზე მონოგრაფიის სამეცნიერო რედაქტირება

რეფერირებული ან პროფესიული ჟურნალის/ კრებულის მთავარი რედაქტორობა

სამეცნიერო პროფესიული ჟურნალის/ კრებულის რეცენზენტობა

რეფერირებული სამეცნიერო ან პროფესიული ჟურნალის/ კრებულის სარედაქციო კოლეგიის წევრობა

საერთაშორისო ორგანიზაციის მიერ მხარდაჭერილ პროექტში/გრანტში მონაწილეობა

სახელმწიფო ბიუჯეტის სახსრებით მხარდაჭერილ პროექტში/ გრანტში მონაწილეობა

პატენტის ავტორობა

უფლება ქართულ ან უცხოურ სასაქონლო ნიშანზე, სასარგებლო მოდელზე

საქართველოს მეცნიერებათა ეროვნული აკადემიის ან სოფლის მეურნეობის აკადემიის წევრობა

საერთაშორისო პროფესიული ორგანიზაციის წევრობა

კონფერენციის საორგანიზაციო/ საპროგრამო კომიტეტის წევრობა

ჯილდო ეროვნული/ დარგობრივი პრემია, ორდენი, მედალი და სხვ.

საპატიო წოდება

მონოგრაფია

სახელმძღვანელო

სტატია მაღალ რეიტინგულ და ადგილობრივ ჟურნალებში

პუბლიკაცია სამეცნიერო კონფერენციის მასალებში, რომლებიც ინდექსირებულია Web of Science-ში და Scopus-ში