7.3 Механизми за производство 116 7.3.1 Линейна абсорбция 116 7.3.2 Термокавитация 117 7.3.3 Лазерно нагрявани частици 117 7.3.4 Нелинейна абсорбция 117 7.3.5 Напрежение при опън 117 7.4. Динамика на балончета и методи за откриване 118 7.4.1 Високоскоростно видео 118 7.4.2 Разрешени във времето изображения 118 7.4.3 Модулирана пространствена пропускливост 119 7.4.4 Деформация на тестовия лъч 119 7.4.5 Интерферометрия на Mach-Zehnder 120 7.4.6 Ултразвукова/акустична откриване 120 7.5 Приложения 120 7.5.1 Хирургия на роговицата 121 7.5.2 Литотрипсия 121 7.5.3 Измерване на вътреочно налягане 121 7.5.4. Унищожаване на клетки и тъкани 121 7.5.5. Механични свойства на течности, тъкани и клетки 121 7.5.6. Индуцирани от балон потоци 121 7.5.7 Доставка на лекарство 122 7.5.8 Ултразвуково изобразяване 122 7.5.9 Факоемулсификация 122 7.6 Изследване на кавитация в Мексико 122 7.6.1 UNAM 122 7.6.2 CICESE 123 7.6.3 INAOE 124 7.6 .4 UASLP 124 7.6 .5. Д-р Леонардо Траверсони (независим изследовател) 124 7.7 ЛИТЕРАТУРА 124 8. Обработка на изображения 129 8.1 Въведение 130 8.2. Референции 135 9. Визуална оптика 139 9.1 Въведение 140 9.2 Национална ситуация 140 9.3 Национална лаборатория по оптика на зрението 141 5

биотониката

1. ФОТОДИНАМИЧНА ТЕРАПИЯ Dra. Teresita Spezzia Mazzocco. Национален институт по оптична и електронна астрофизика Д-р Ева Рамон Галегос Училище за биологични науки IPN д-р Хектор Уго Череседо Нуньес Физически факултет, Университет Веракрузана Дра. Алма Рийд Валор Висше училище по механика и електротехника Д-р Сурен Столик Исакина Висше инженерно училище Механика и електротехника Д-р Хуан Мануел де ла Роса Васкес Висше училище по механика и електротехника Д-р Габриел Рамос Ортис Оптичен изследователски център, AC Драния Дания Ернандес Санчес Графенемекс, SA де C.V. 9

2. Оптична микроскопия и спектроскопия Кристофър Ууд, Национална лаборатория за усъвършенствана микроскопия, UNAM León Islas Suarez, Медицински факултет, UNAM Raúl Rangel Rojo, Катедра по оптика, CICESE Meritxell Riquelme Pérez, Катедра по експериментална микробиология, CICESE Gabriel Ramos Ortiz, Centro de de Оптични изследвания Хорхе Маурисио Флорес Морено, Център за оптични изследвания Rosario Porras Aguilar, INAOE Konstantinos Falaggis, Отдел оптика, CICESE Хорхе Кастро Рамос, INAOE Алексис Васкес Вила, IPICYT Enoch Gutiérrez Herrera, CCADET, UNAM 28

атомно-абсорбционна спектроскопия атомно-абсорбционна спектроскопия биологична 710 атомно-абсорбционна спектроскопия тъкан 590 атомно-абсорбционна спектроскопия рак 248 атомно-абсорбционна спектроскопия биофотоника 0 атомно-абсорбционна спектроскопия биомедицински 0 4 7 2 0 0 Общо 1548 13 спектроскопия рак рентгенова спектроскопия биомедицинска рентгенова спектроскопия биофотоника 6036 3422 2232 2794 4 54 41 26 24 0 Общо 14 488 145 Молекулярна спектроскопия Молекулярна спектроскопия биологична Молекулярна спектроскопия тъкан Молекулярна спектроскопия рак Молекулярна спектроскопия биомедицинска Молекулярна спектроскопия 1265 78 3611 биофотоника 0 3241 35 18 биофотоника 0 3241 35 18 биофотоника 0 3241 35 18 15 895 86 Инфрачервена спектроскопия Инфрачервена спектроскопия биологична Инфрачервена спектроскопия тъкан Инфрачервена спектроскопия рак Инфрачервена спектроскопия биомедицинска Инфрачервена спектроскопия биофотоника 6146 9248 3519 2987 43 37 32 20 21 0 Общо 21 943 110 UV-Vis спектроскопия биологична UV -Vis спектроскопия биологична UV-Vis спектроскопия тъкан UV-Vis спектроскопия рак UV-Vis спектроскопия биомедицинска UV-Vis спектроскопия биофотоника 1911 288 1090 579 0 26 6 19 8 0 Общо 3868 59 39

Микроскопия с атомна сила - Инфрачервена спектроскопия AFM-IR AFM-IR биологична AFM-IR тъкан AFM-IR рак AFM-IR биомедицинска AFM-IR биофотоника 5 1 2 0 0 0 0 0 0 Общо 8 0 Спектроскоп с индуцирана от лазера разбивка и LIBS LIBS биологични LIBS тъкан LIBS рак LIBS биомедицина LIBS биофотоника 228 334 105 50 0 0 1 0 0 0 Общо 717 1 Раманова спектроскопия Раманова спектроскопия биологична Раманова спектроскопия тъкан Раманова спектроскопия рак Раманова спектроскопия биомедицинска Раманова спектроскопия биофотоника 3864 3548 2663 1424 52 35 26 27 16 0 Общо 11 551 104 3 Подобрена повърхностна комбинационна спектроскопия и SERS SERS биологична SERS тъкан SERS рак SERS биомедицинска SERS биофотоника 1060 292 829 373 11 6 2 5 3 0 Общо 2565 16 Повърхностно подобрена пространствено компенсирана Раманова спектроскопия (SESORS) SESORS биологични SESORS тъкан SESORS рак СЕЗОРИ биомедицински SESORS 3 6 3 2 0 0 0 0 0 0 40

Общо 14 0 Вибрационна Spectroscop у вибрационни СПЕКТРОСКОПИЯ 1528 биологична 688 вибрационни СПЕКТРОСКОПИЯ отражение спектроскопия 13 Diffctance спектроскопия reflectanceos спектроскопия 410 биологична спектроскопия отражение спектроскопия рак 456 вибрационни СПЕКТРОСКОПИЯ 249 вибрационна спектроскопия 12 биомедицинска вибрационна спектроскопия biophotonics 2933 Дифузни спектроскопия Diffuse 10000 спектроскопия biophotonics 13 2 0 3 2 рак 439 Дифузна отражателна спектроскопия биомедицински 111 Дифузна отражателна спектроскопия биофотоника 12 3 11 0 1 0 Общо 2 272 15 Хемометри cs ХЕМОМЕТРИИ биологични ХЕМЕТРИКИ тъкан ХЕМОМЕТРИКА рак ХЕМОМЕТРИИ биомедицински ХЕМОМЕТРИКА биофотоника 2 1 0 952 621 49 обща NMR 492 0 492 0 1 0 492 0 412 491 304 211 49 Обща спектроскопия 9 а на ЯМР спектроскопия тъкан 2283 6 резонансна ЯМР спектроскопия рак 1440 3 магнитна ЯМР спектроскопия биомедицински 378 3 ядрена ЯМР спектроскопия биофотоника 0 0 (ЯМР) Общо 7160 21 Таблица 1. - Брой национални и международни статии окончания в различните области на спектроскопията. От таблица 1 можем да заключим, че в спектроскопията и сравнявайки себе си с останалия свят, във флуоресценцията се публикуват 0,4% от общия брой; в атомна спектроскопия от 41

16 Verdín, J., Bartnicki Garcia, S., & Riquelme, M. (2009). Функционална стратификация на Spitzenkörper на Neurospora crassa. Молекулярна микробиология, 74 (5), 1044-1053. 17. Санчес-Леон и др. към. (2011). Трафик на хитин синтаза 1 (CHS-1) към Spitzenkörper и развиващи се прегради в хифи на Neurospora crassa: актинова зависимост и доказателства за различни популации на микровезикули. Еукариотна клетка, 10 (5), 683-695. 18. Riquelme, М., Bredeweg, et. към. (2014). Екзоцистният комплекс Neurospora crassa привързва везикулите Spitzenkörper към апикалната плазмена мембрана по време на поляризиран растеж. Молекулярна биология на клетката, 25 (8), 1312-1326. 19. Sánchez León, E., et. към. (2015). Rab GTPase YPT 1 се свързва с цистерни Golgi и микровезикули Spitzenkörper в Neurospora crassa. Молекулярна микробиология, 95 (3), 472-490. 44

3. - Оптична пинсета и микроманипулация Браулио Гутиерес Медина (IPICYT) Хосе Луис Ернандес Позос (UAM-I) Хектор Хуго Череседо Нуньес (UV) Ulises Ruiz Corona (INAOE) Рубен Рамос Гарсия (INAOE) Víctor AICOES (CFATA-UNAM) Elisa Tamaríz Domínguez (UASLP) Karen Volke Sepúlveda (IF-UNAM) Iván Santamaría Holek Paulina Segovia Olvera (CICESE) 45

3.1 Въведение. Д-р Браулио Гутиерес Медина Един от фотонните инструменти, разработени и приложени с по-голям успех при изучаването на биологични системи, е оптичната скоба (или капана), която е в състояние да манипулира диелектрични материали, клетки и макромолекули в микро и нанометричен мащаб с помощта на светлина . В най-простата си геометрия оптична скоба е оформена от лазерен лъч, фокусиран с помощта на микроскопска обектива с висока числена апертура, докато достигне минималния размер, установен чрез дифракция (

5 Фотоакустична томография, фототермични явления и биосензори Crecencio Garcia Segundo Лаборатория за биомедицински, физически и изчислителни образи CCAEDET, UNAM [email protected]. 85

ICPPP15, 19-23 юли 2009 г., Льовен, Белгия ICPPP16, 27 ноември - 1 декември 2011 г., Мерида, Юкатан, Мексико ICPPP17, 20-24 октомври 2013 г., Суджоу, Дзянсу, Китай ICPPP18, 6-10 септември 2015 г., Нови Сад, Сърбия ICPPP19, 16-20 юли 2017 г., Билбао, Испания За кратко описание на техническия и технологичния напредък виж [3]. В статистическо отношение производителността и интересът към района е както следва, Фигура. Обобщение на статистическите данни за световното производство при изследване на фотоакустична томография. Шрифт SCOPUS 89

контролирани от научен или клиничен аналог, в зависимост от случая. Общите аспекти на ограниченията до 2001 г. са описани в [5]. Въпреки че е постигнат значителен напредък, все още няма открита клинична валидация. През 2009 г. беше докладвана възможна методология за нормализиране и стандартизиране на биомедицински изображения [6], но тя все още се разглежда в експериментално състояние. При търсенето на медицински инфрачервени образи Scopus докладва 4517 документа и 90 023 патента. Записите са от 1964 г. със статията на Улф [7]. От мексиканските групи има 14 публикации. В търсенето на медицинска термография Scopus докладва 2202 документа и 4194 патента. 1964 г. съвпада с годината, в която се отчитат пет допълнителни приноса за Улф. Има 4 в Аналите на Нюйоркската академия на науките и един в British Medical Journal. С търсенето на Photothermal Imaging Scopus отчита 2112 документа и 5488 патента. Тук са 15 публикации с принадлежност в Мексико, включително: Гуанахуато, Мичоакан, Пуебла, Мексико Сити, Веракрус и Сан Луис Потоси, Чихуахуа и Сонора, главно. Фигурите по-долу включват статистическите данни от търсенето в Scopus Статистически резултати за търсене на медицинско инфрачервено въображение 91

Национален институт по астрофизика, оптика и електроника INAOE Tonanzintla, Пуебла Център за научни изследвания и висше образование в Енсенада CICESE Енсенада, Баха Калифорния Автономен университет в Сакатекас

6. МАТЕРИАЛИ ЗА БИОФОТОНИКА Д-р Габриел Рамос Ортис (Център за оптични изследвания, Леон, Мексико). Координатор и член на CTA. Д-р Мигел Камачо Лопес (Автономният университет на щата Мексико) Д-р Мигел Анхел Мендес Рохас (Университетът на Америка, Пуебла) Д-р Tzarara López Luke (Център за изследвания в оптиката) Д-р Луис Армандо Диас Торес (Център за изследвания в оптичен) 96

6.2 Използване на материали в биофотонни техники и устройства Тази глава няма за цел да направи подробно описание на оптичните принципи и основи, на които се основава използването на материалите в биофотониката, а да представи по общ начин състоянието на техниката и дейностите които са разработени в тази област в Мексико. Като цяло и илюстративен начин някои приложения на материали в биофотоника са илюстрирани по-долу. Фототермична терапия: Агент (фотосенсибилизатор), способен да абсорбира оптичното лъчение, селективно се насочва към тъкан или орган; След като агентът абсорбира радиацията, той ефективно генерира топлина, за да даде топлинна терапия (елиминирайки раковите клетки) в споменатия регион на организма, както е показано на Фигура 1. Фиг. 1 Схема на процеса на термична фототерапия В момента агентите за този тип Терапия се състои от метални наночастици, чийто размер и морфологичен дизайн благоприятстват ефективната терапия. 98

Фиг. 10 Брой научни статии в света, свързани с фототермалната терапия (графика вляво) и броя на цитиранията, получени от тези произведения (графика вдясно). Забелязва се, че тази тема е имала постоянен растеж през последните години. В случай на произведения, създадени от мексикански изследователи, са налице следните статистически данни: Фиг. 10 Брой научни статии, генерирани от мексикански учени, свързани с фототермалната терапия (лява графика) и броя на цитиранията, получени от тези работи (дясна графика). По-долу са дадени няколко произведения, намерени в тази област, както и институциите за принадлежност. 104

Търсене в ISI Web за произведения в терапията с магнитни материали Ключови думи за търсене: магнитно И (терапия с рак ИЛИ наночастици) 105

В случай на магнитни материали и тяхното използване за терапия и диагностика чрез биоизобразяване, бяха открити записи на 4500 произведения от цял ​​свят, от които приблизително 300 съответстват на произведения, създадени от мексикански изследователи. Статистическите данни за Мексико са както следва: Фиг. 11 Брой статии, генерирани от мексикански учени, свързани с магнитни материали в биофотониката (лява графика) и броя на цитиранията, получени от тези работи (дясна графика). Забелязва се, че това поле на магнитни материали е едно от най-активните в областта на биофотониката в Мексико. Няколко произведения в тази област са цитирани под 106

Търсене в ISI Web за произведения в диагностиката и биоизобразяването с помощта на луминесцентни материали Ключови думи за търсене: (Флуоресценция ИЛИ луминесцентна) И (рак ИЛИ терапия ИЛИ наночастици) Търсачката даде общо около 200 документа, генерирани от изследователи от Мексико в тази област. Статистическите данни за тези работни места са: 107

Фиг. 12 Брой статии, генерирани от мексикански учени, свързани с луминесцентни материали в биофотониката (графика вляво) и броя на цитиранията, получени от тези работи (графика вдясно). Няколко произведения в тази област са цитирани под 108

Търсене в ISI Web върху произведения в биосензори и луминесцентни и колориметрични химически сензори Ключови думи за търсене: (Флуоресценция ИЛИ луминисцентни) И (сензори) Търсачката даде общо около 100 документа, генерирани от изследователи от Мексико в тази област. Статистическите данни за тези произведения са: Фиг. 13 Брой статии, генерирани от мексикански учени, свързани с биосензори и луминесцентни химически сензори (графика вляво) и броя на цитиранията, получени от тези работи (графика вдясно). Няколко произведения в тази област са цитирани под 109

Търсене в ISI Web за работи в SERS Ключови думи за търсене: повърхностно подобрена Раманова спектроскопия ИЛИ SERS Търсачката е предоставила общо около 100 документа, генерирани от изследователи от Мексико в тази област. Статистическите данни за тези работни места са: 110

Фиг. 14 Брой статии, генерирани от мексикански учени, свързани със SERS (графика вляво) и броя на цитиранията, получени от тези произведения (графика вдясно). 111