7.3 Механізми виробництва 116 7.3.1 Лінійне поглинання 116 7.3.2 Термокавітація 117 7.3.3 Лазерно нагріті частинки 117 7.3.4 Нелінійне поглинання 117 7.3.5 Напруження при розтягуванні 117 7.4. Динаміка пухирців і методи виявлення 118 7.4.1 Високошвидкісне відео 118 7.4.2 Зображення, розв'язані часом 118 7.4.3 Модульована просторова передача 119 7.4.4 Відхилення пробного пучка 119 7.4.5 Інтерферометрія Маха-Зендера 120 7.4.6 Ультразвукова/акустична виявлення 120 7.5 Застосування 120 7.5.1 Хірургія рогівки 121 7.5.2 Літотрипсія 121 7.5.3 Вимірювання внутрішньоочного тиску 121 7.5.4. Деструкція клітин та тканин 121 7.5.5. Механічні властивості рідин, тканин та клітин 121 7.5.6. Індуковані бульбашками потоки 121 7.5.7 Доставка ліків 122 7.5.8 Ультразвукове дослідження 122 7.5.9 Факоемульсифікація 122 7.6 Дослідження кавітації в Мексиці 122 7.6.1 UNAM 122 7.6.2 CICESE 123 7.6.3 INAOE 124 7.6 .4 UASLP 124 7.6 .5. Доктор Леонардо Траверсоні (незалежний дослідник) 124 7.7 ЛІТЕРАТУРА 124 8. Обробка зображень 129 8.1 Вступ 130 8.2. Список літератури 135 9. Візуальна оптика 139 9.1 Вступ 140 9.2 Національна ситуація 140 9.3 Національна лабораторія зорової оптики 141 5

Інфрачервона спектроскопія

1. ФОТОДИНАМІЧНА ТЕРАПІЯ Dra. Teresita Spezzia Mazzocco. Національний інститут оптичної та електронної астрофізики Д-р Єва Рамон Гальєгос Школа біологічних наук IPN доктор Гектор Уго Череседо Нуньєс Фізичний факультет, Університет Веракрузана Дра. Альма Рід Валор Вища школа механіки та електротехніки Д-р Сурен Столік Ісакіна Вища інженерна школа Механіка та електротехніка Доктор Хуан Мануель де ла Роза Васкес Вища школа механіки та електротехніки Доктор Габріель Рамос Ортіс Оптичний дослідницький центр, Дракона Данія Ернандес Санчес Графенемекс, SA де К.В. 9

2. Оптична мікроскопія та спектроскопія Крістофер Вуд, Національна лабораторія удосконаленої мікроскопії, UNAM Леон Іслас Суарес, медичний факультет, UNAM Рауль Рангель Рохо, кафедра оптики, CICESE Meritxell Riquelme Pérez, кафедра експериментальної мікробіології, CICESE Габріель Рамос Ортіс, Centro de de Ortiz Оптичні дослідження Хорхе Маурісіо Флорес Морено, Центр оптичних досліджень Росаріо Поррас Агілар, INAOE Константинос Фаладжіс, Відділ оптики, CICESE Хорхе Кастро Рамос, ІНАОЕ Алексіс Васкес Вілла, IPICYT Enoch Gutiérrez Herrera, CCADET, UNAM 28

атомно-абсорбційна спектроскопія атомно-абсорбційна спектроскопія біологічна 710 атомно-абсорбційна спектроскопія тканина 590 атомно-абсорбційна спектроскопія рак 248 атомно-абсорбційна спектроскопія біофотоніка 0 атомно-абсорбційна спектроскопія біомедична 0 4 7 2 0 0 Всього 1548 13 рентгенівська спектроскопія рентгенівська спектроскопія біологічна рентгенівська спектроскопія тканина рентген спектроскопія рак рентгенівська спектроскопія біомедична рентгенівська спектроскопія біофотоніка 6036 3422 2232 2794 4 54 41 26 24 0 Всього 14 488 145 Молекулярна спектроскопія Молекулярна спектроскопія біологічна Молекулярна спектроскопія тканини Молекулярна спектроскопія рак Молекулярна спектроскопія біомедична Молекулярна спектроскопія 1265 78 3611 біофотоніка 0 3241 35 18 біофотоніка 0 3241 35 18 15 895 86 Інфрачервона спектроскопія Інфрачервона спектроскопія біологічна Інфрачервона спектроскопія тканини Інфрачервона спектроскопія рак Інфрачервона спектроскопія біомедична Інфрачервона спектроскопія біофотоніка 6146 9248 3519 2987 43 37 32 20 21 0 Всього 21 943 110 УФ-Vis біологічна УФ-спектроскопія -Vis спектроскопія біологічна UV-Vis спектроскопія тканини UV-Vis спектроскопія рак УФ-Vis спектроскопія біомедична УФ-Vis спектроскопія біофотоніка 1911 288 1090 579 0 26 6 19 8 0 Всього 3868 59 39

Атомно-силова мікроскопія - Інфрачервона спектроскопія AFM-IR AFM-IR біологічна AFM-IR тканина AFM-IR рак AFM-IR біомедична AFM-IR біофотоніка 5 1 2 0 0 0 0 0 0 Всього 8 0 Спектроскоп з індукованою лазером і LIBS LIBS біологічні LIBS тканина ЛІБС рак ЛІБС біомедична ЛІБС біофотоніка 228 334 105 50 0 0 1 0 0 0 Всього 717 1 спектроскопія КРС спектроскопія КРС біологічна спектроскопія КРМ тканина спектроскопія КРС рак спектроскопія КРС біомедична спектроскопія КРС біофотоніка 3864 3548 2663 1424 52 35 26 27 16 0 Всього 11 551 104 3 Покращений поверхнево-оптичний спектроскоп та SERS SERS біологічна SERS тканина SERS рак SERS біомедична SERS біофотоніка 1060 292 829 373 11 6 2 5 3 0 Всього 2565 16 Поверхнево посилена просторова компенсація КРС (SESORS) СЕЗОРИ біологічні СЕЗОРИ тканинні СЕЗОРИ СЕЗОРИ біомедичний СЕНСОР 3 6 3 2 0 0 0 0 0 0 40

Всього 14 0 Вібраційна Спектроскопія y ВІБРАЦІЙНА СПЕКТРОСКОПІЯ 1528 біологічна 688 ВІБРАЦІЙНА СПЕКТРОСКОПІЯ відбивна спектроскопія 13 Диференційна спектроскопія відбиваюча спектроскопія 410 біологічна спектроскопія відбивна спектроскопія 456 ВІБРАЦІЙНА СПЕКТРОСКОПІЯ раку 249 ВІБРАЦІЙНА СПЕКТРОСКОПІЯ 12 біомедична ВІБОГРАФІЧНА ДИРЕКТОФОГОФІОЗНАЧЕННЯ ДВИГОФОГОФОГОФОГОФІОЗНАЧЕННЯ 12ВІБОГОЛОГІЧНА СПЕКТРОСКОПІЯФізоскопічна біологічна спектроскопіяБіомедична ВІБОГРАФІЧНА СПЕКТРОСКОПІЯФізоскопічна біологічна спектроскопіяБіомедична віброскопічна фотографія 439 Спектроскопія дифузного відбиття біомедична 111 Спектроскопія дифузного відбиття біофотоніка 12 3 11 0 1 0 Всього 2227 15 Хемометрія ХІМЕТРИКА біологічна ХЕМЕТРІКА тканина ХЕМЕТРІКА рак ХЕМОМЕТРІЯ біомедична ХЕМОМЕТРІКА біофотоніка 2 1 0 952 621 49 загальна ЯМР 1 спектроскопія NMR 1 490 0 0 0 304 211 49 Загальна спектроскопія 9 а ЯМР-спектроскопії тканини 2283 6 резонансна ЯМР-спектроскопія рак 1440 3 магнітна ЯМР-спектроскопія біомедична 378 3 ядерна ЯМР-спектроскопія біофотоніка 0 0 (ЯМР) Всього 7160 21 Таблиця 1. - Кількість національних та міжнародних статей закінчення в різних областях спектроскопії. З таблиці 1 можна зробити висновок, що в спектроскопії та порівнянні з рештою світу у флуоресценції опубліковано 0,4% від загальної кількості; в атомній спектроскопії 41

16 Вердін, Дж., Бартніцкі Гарсія, С., та Рікельме, М. (2009). Функціональна стратифікація Spitzenkörper Neurospora crassa. Молекулярна мікробіологія, 74 (5), 1044-1053. 17. Санчес-Леон та ін. до. (2011). Транспорт хітинсинтази 1 (CHS-1) до Шпіценкерперу та розвиваючі перегородки в гіфах Neurospora crassa: актинова залежність та докази різних популяцій мікровезикул. Еукаріотична клітина, 10 (5), 683-695. 18. Рікельме М., Бредевег та ін. до. (2014). Екзоцистний комплекс Neurospora crassa прив’язує пухирці Spitzenkörper до верхівкової плазматичної мембрани під час поляризованого росту. Молекулярна біологія клітини, 25 (8), 1312-1326. 19. Санчес Леон, Е. та ін. до. (2015). Рап GTPase YPT 1 асоціюється з цистернами Гольджі та мікровезикулами Spitzenkörper у Neurospora crassa. Молекулярна мікробіологія, 95 (3), 472-490. 44

3. - Оптичний пінцет і мікроманіпуляція Брауліо Гутьеррес Медіна (IPICYT) Хосе Луїс Ернандес Позос (UAM-I) Гектор Уго Череседо Нуньєс (УФ) Улісес Руїс Корона (ІНАОЕ) Рубен Рамос Гарсія (ІНАОЕ) Віктор Русіс Корса (CFATA-UNAM) Еліза Тамаріс Домінгуес (UASLP) Карен Волке Сепульведа (IF-UNAM) Іван Сантамарія Холек Пауліна Сеговія Ольвера (CICESE) 45

3.1 Вступ. Доктор Брауліо Гутьєррес Медіна Одним із фотонічних інструментів, розроблених і застосовуваних з більшим успіхом для вивчення біологічних систем, є оптичний затискач (або пастка), який здатний маніпулювати діелектричними матеріалами, клітинами та макромолекулами в мікро- та нанометричному масштабі за допомогою світла . У своїй найпростішій геометрії оптичний затискач складається з лазерного променя, сфокусованого за допомогою мікроскопічного об'єктива з великою числовою апертурою, до досягнення мінімального розміру, встановленого дифракцією (

5 Фотоакустична томографія, фототермічні явища та біосенсори Креченсіо Гарсія Сегундо Лабораторія біомедичних, фізичних та обчислювальних зображень CCAEDET, UNAM [email protected]. 85

ICPPP15, 19-23 липня 2009 р., Лювен, Бельгія ICPPP16, 27 листопада - 1 грудня 2011 р., Меріда, Юкатан, Мексика ICPPP17, 20-24 жовтня 2013 р., Сучжоу, Цзянсу, Китай ICPPP18, 6-10 вересня 2015 р., Новий Сад, Сербія ICPPP19, 16-20 липня 2017 р., Більбао, Іспанія Короткий опис технічних і технологічних досягнень див. [3]. У статистичному відношенні продуктивність та зацікавленість у районі виглядає наступним, рис. Короткий зміст статистики світового виробництва у дослідженнях фотоакустичної томографії. Шрифт SCOPUS 89

під наглядом наукового або клінічного колеги, залежно від обставин. Загальні аспекти обмежень до 2001 р. Описані в [5]. Хоча було досягнуто значного прогресу, відкритої клінічної валідації все ще немає. У 2009 р. Було повідомлено про можливу методологію нормалізації та стандартизації біомедичних зображень [6], однак вона все ще розглядається в експериментальному стані. У пошуках медичної інфрачервоної візуалізації Scopus повідомив про 4517 документів та 90 023 патентів. Записи датовані 1964 р. Зі статтею Вульфа [7]. З мексиканських груп є 14 публікацій. У пошуках медичної термографії Скопус повідомив про 2202 документи та 4194 патенти. 1964 рік збігається з роком, коли повідомляється про п'ять додаткових внесків до Вульфа. В Анналах Нью-Йоркської академії наук є 4, а в Британському медичному журналі - один. За допомогою пошуку фототермічних зображень Scopus повідомляє 2112 документів та 5488 патентів. Тут 15 публікацій, що мають представництво в Мексиці, в тому числі: «Гуанахуато», «Мічоакан», «Пуебла», «Мехіко», «Веракрус» та «Сан-Луїс Потосі», «Чіуауа» та «Сонора». Наведені нижче цифри включають статистичні дані пошуку Scopus. Статистичні результати пошуку Medical Infrared Imagin 91

Національний інститут астрофізики, оптики та електроніки INAOE Тонанзінтла, Пуебла Центр наукових досліджень та вищої освіти Енсенади CICESE Енсенада, Нижній Каліфорнійський автономний університет Сакатекаса УАЗ Закатекас, Закатекас 95

6. МАТЕРІАЛИ ДЛЯ БІОФОТОНІКИ Доктор Габріель Рамос Ортіс (Центр оптичних досліджень, Леон, Мексика). Координатор і член CTA. Доктор Мігель Камачо Лопес (Автономний університет штату Мексика) Доктор Мігель Анхель Мендес Рохас (Університет Америки, Пуебла) Д-р Тцарара Лопес Лука (Центр досліджень в оптиці) Доктор Луїс Армандо Діас Торрес (Центр досліджень в оптичному) 96

6.2 Використання матеріалів у біофотонічних техніках та пристроях Цей розділ не має на меті дати детальний опис оптичних принципів та основ, на яких базується використання матеріалів у біофотоніці, а натомість представити загальним чином стан техніки та діяльність, яка розвинена в цій галузі в Мексиці. Загалом та наочно деякі приклади використання матеріалів у біофотоніці наведені нижче. Фототермічна терапія: засіб (фотосенсибілізатор), здатний поглинати оптичне випромінювання, вибірково спрямовується на тканину або орган; Після того як агент поглинає випромінювання, він ефективно генерує тепло для надання теплової терапії (усуваючи ракові клітини) у зазначеній ділянці організму, як показано на малюнку 1. Рис. 1 Схема процесу теплової фототерапії В даний час засоби для терапії цього типу складаються з металеві наночастинки, розмір та морфологія яких сприяють ефективній терапії. 98

Рис. 10 Кількість наукових статей у світі, пов’язаних з фототермічною терапією (графік ліворуч) та кількість цитат, отриманих цими роботами (графік праворуч). Зазначається, що ця тема впродовж останніх років постійно зростає. У випадку робіт, створених мексиканськими дослідниками, доступна така статистика: Рис. 10 Кількість наукових статей, створених мексиканськими вченими, що стосуються фототермічної терапії (лівий графік) та кількість цитат, отриманих цими роботами (правий графік). Нижче наведено кілька робіт, знайдених у цій галузі, а також інституцій приналежності. 104

Шукати в Інтернеті ISI про роботи з терапії магнітними матеріалами Ключові слова для пошуку: магнітна І (рак АБО терапія АБО наночастинки) 105

Що стосується магнітних матеріалів та їх використання для терапії та діагностики за допомогою біовізуалізації, було знайдено 4500 робіт з усього світу, з яких приблизно 300 відповідають роботам, створеним мексиканськими дослідниками. Статистика для Мексики така: Рис. 11 Кількість статей, створених мексиканськими вченими, пов’язаних з магнітними матеріалами в біофотоніці (графік ліворуч) та кількість цитат, отриманих цими роботами (графік праворуч). Помічено, що це поле магнітних матеріалів є одним з найактивніших в області біофотоніки в Мексиці. Кілька робіт у цій галузі цитуються нижче 106

Пошук в Інтернеті ISI за роботами з діагностики та біовізуалізації за допомогою люмінесцентних матеріалів Ключові слова для пошуку: (флуоресценція АБО люмінесцентна) І (рак АБО терапія АБО наночастинки) Пошукова система дала загалом близько 200 документів, створених дослідниками з Мексики в цій області. Статистика цих робочих місць: 107

Рис. 12 Кількість статей, створених мексиканськими вченими, що стосуються люмінесцентних матеріалів у біофотоніці (графік ліворуч) та кількість цитат, отриманих цими роботами (графік праворуч). Кілька робіт у цій галузі цитуються нижче 108

Шукати в Інтернеті ISI за роботами з біосенсорів та люмінесцентних та колориметричних хімічних датчиків Ключові слова для пошуку: (флуоресценція АБО люмінесцентна) І (датчики) Пошукова система дала загалом близько 100 документів, створених дослідниками з Мексики в цій області. Статистика цих робіт така: Рис. 13 Кількість статей, створених мексиканськими вченими, що стосуються біосенсорів та люмінесцентних хімічних датчиків (графік ліворуч) та кількість цитат, отриманих цими роботами (графік праворуч). Кілька робіт у цій галузі цитуються нижче 109

Шукайте в Інтернеті ISI про роботи в SERS Ключові слова пошуку: поліпшена поверхнева спектроскопія СРСР АБО SERS Пошукова система дала загалом близько 100 документів, створених дослідниками з Мексики в цій області. Статистика цих робочих місць: 110

Рис. 14 Кількість статей, створених мексиканськими вченими, пов’язаних із SERS (графік ліворуч) та кількість цитат, отриманих цими роботами (графік праворуч). 111