This paper highlights some of the key technologies of using two innovative molecular imaging modalites, magnetic resonance imaging (MRI) and nonlinear optical microscopy, for imaging intravenously injected ultra small paramagnetic iron oxide nanoparticles cross linked with antibodies (CLUSPIO) in the amyotrophic lateral sclerosi s (ALS) experimental model in vivo or ex vivo , respectively. Intensive efforts have been made in investigating the causes of abnormalities in lipid metabolism, monitored in some neurodegenerat ive disorders systems. It has been shown that an abnormal accumulation of some common lipids in motor nerve cells may play a critical role in the development of amyotrophic lateral sclerosis. The presented experiments were performed on brain specimens from the transgenic rat model expressing multiple copies of mutated (G93A) human SOD-1 gene, after CD4+ lymphocytes were magnetically labeled with i.v.i. CLUSPIO antibodies. In vivo MRI revealed marked signal intens ity enhancements in specific pathological regions of the ALS rat brain as compared to the wild type. Surface-enhanced coherent anti-Stokes Raman scattering (SECARS) microscopy indicated cellular interactions based on lipids association to anti-CD4 CLUSPIO., L. Machtoub, D. Bataveljić, P. R. Andjus., and Obsahuje bibliografii a bibliografické odkazy
The paper deals with physical mechanisms of disintegration of solid particles in new device called WJM-“Water Jet Mill” and a global description of the said system includes internal milling cycles and particle size separators of a liquid suspension. A disintegration agent here is a high energy liquid jet influence with outlet velocity about 660 m∙s-1 and high level of cavitation in disintegration zones. Dominate disintegration mechanism affected by cavitation bubble implosions direct on a particle surface inside a liquid suspension brings about a particle refinement to the level under 100 nm followed with a small mechanical damage of ar impact target. in the paper, results of aggregates morphology of silicon nanoparticles prepared using disintegrator WJM have been presented via separated chapter of Atomic Force Microscopy AFM, Scanning Electronic Microscopy SEM, confocal optical microscopy, and laser diffraction. and Práce prezentuje fyzikální mechanismy desintegrace pevných částic v novém zařízení, pracovně nazývaném WJM (Water Jet Mill) a globální popis uvedeného systému včetně interních mlecích cyklů a rozměrových separátorů partikulární kapalinové suspenze. Desintegračním činitelem je zde působení vysokoenergetického kapalinového paprsku s výtokovou rychlostí cca 660 m∙s-1 a vysokou mírou kavitace v desintegračních zónách. Z dosahované míry zdrobnění až do oblasti pod 100 nm a z malého mechanického poškození impaktního terče vyplývá dominantní mechanismus dezintegrace implozí kavitačních bublin přímo na povrchu částic uvnitř kapalinové suspenze. V samostatných oddílech mikroskopie atomárních sil AFM, skenující elektronové mikroskopie SEM, konfokální optické mikroskopie a laserové difrakce jsou následně prezentovány výsledky analýzy morfologie agregátů nanočástic křemíku připravených v desintegrátoru WJM.
The paper presents selected activities of the Institute of Photonics and Electronics in the field of preparation of nanoparticle-doped active optical fibers. Nanoparticle-doped optical fibers were prepared by ''in-situ'' crystallization of dopants during the thermal processing of the fibers and by embedding the ''off-line'' generated nanoparticles into the core of the fibers. The background losses of the fibers prepared by the ''off-line'' method were significantly lowered. ''Off-line'' deposition of Tm-doped alumina nanoparticles extended the luminescence lifetime of 30 % up to 674 ms comparing with the fibers doped with ''in-situ'' formed nanoparticles. Selected erbium-doped fiber prepared by the ''off-line'' deposition was tested as the active medium in a fiber-ring laser. and Článek popisuje vybrané činnosti Ústavu fotoniky a elektroniky, v.v.i. v oblasti přípravy aktivních vláken dopovaných nanočásticemi. Nanočásticemi dopovaná vlákna byla připravena metodou ''in-situ'', která spočívá v řízené krystalizaci dopantů v průběhu tepelného zpracování vláken. Druhá metoda ''off-line'' spočívala v dopování vláken již připravenými nanokrystaly. Optická vlákna připravená metodou ''off-line'' vykazovala nižší základní útlum. V případě, kdy byly do vlákna naneseny ''off-line'' připravené nanokrystaly aluminy dopované thuliem bylo pozorováno prodloužení luminescence na hodnotu 674 ms, což je o 30 % více než u srovnatelného vlákna, u kterého byly nanokrystaly vytvořeny metodou ''in-situ'', tedy řízenou krystalizací dopantů. Vybrané optické vlákno dopované erbiem bylo testováno jako aktivní prostředí v kruhovém vláknovém laseru.
The paper presents the current possibilities of the environmental electron microscopy laboratory at the ISI CAS in Brno in imaging epoxy resin surface nanostructures with nanoparticles. The results show morphological artifacts emerging due to sample coating or its evaporation caused by the thermal effects of the electron beam, and further provide a comparison between samples observed under the conditions approaching vacuum and samples observed under a relatively high gas pressure in the environmental scanning electron microscope. Samples are displayed in a completely natural state in a relatively high gas pressure and, given the environmental conditions, at a very high resolution in a modified ESEM QUANTA 650 FEG. and Článek prezentuje současné možnosti laboratoře environmentální elektronové mikroskopie ÚPT AVČR v Brně při zobrazování povrchových nanostruktur epoxidové pryskyřice s nanočásticemi. Výsledky poukazují na morfologické artefakty vznikající pokovením vzorku či jeho odpařováním vlivem tepelných účinků elektronového svazku a dále přinášejí možnost porovnání zobrazení vzorků v podmínkách blížících se vakuu a při relativně vysokém tlaku plynů environmentálního rastrovacího elektronového mikroskopu. Vzorky jsou v podmínkách relativně vysokého tlaku plynů zobrazovány ve zcela přirozeném stavu a vzhledem k tomu s velmi vysokým rozlišením pomocí upraveného EREM QUANTA 650 FEG.
This paper introduces plasmonic antennas and deals with the use of electron microscopy to map localized plasmon resonances in metallic nanoparticles. The best spatial and spectral resolution is achieved by using scanning transmission electron microscopy applied simultaneously with spectroscopic methods sensitive to ultraviolet, visible and infrared light, like electron energy loss spectroscopy (EELS) and cathodoluminescence. As an example, we present the mapping of localized plasmon resonances in gold nanospheres and triangular-shaped nanoparticles. and Tento článek, věnovaný problematice plazmonických antén, se zabývá využitím elektronové mikroskopie k mapování lokalizovaných plazmonových rezonancí v kovových nanočásticích. Nejlepšího prostorového a dobrého spektrálního rozlišení je dosaženo použitím rastrovací prozařovací elektronové mikroskopie spolu se spektroskopickými metodami citlivými v oblasti ultrafialového, viditelného a infračerveného světla - spektroskopií energiových ztrát elektronů EELS (Electron Energy Loss Spectroscopy) a katodoluminiscence. Jako příklad uvádíme mapování lokalizovaných plazmonových rezonancí ve zlatých nanokuličkách a nanočásticích trojúhelníkového tvaru.
The article describes a process and results of equisetum arvense evaluation as a plant interesting from the point of view of its construction, structure and chemical composition and its origin in the period of the Palaeozoic. A computed micro tomography, a scanning electron microscopy complemented by an energy dispersive analysis and a transmission electron microscopy was used to experimental evaluation. A characteristic construction of plant segments, a specific structure identified in different parts of plant and chemical composition showing the presence of amorphous silicon dioxide nanoparticles was described on the performed analysis basis. and Článek popisuje postup a výsledky hodnocení přesličky rolní (equisetum arvense) jako rostliny zajímavé z hlediska své stavby, struktury, chemického složení a jejího původu sahajícího do období prvohor. Pro experimentální hodnocení byla použita počítačová mikrotomografie, rastrovací elektronová mikroskopie, doplněná o energiově disperzní analýzu, a transmisní elektronová mikroskopie. Na základě provedených analýz byla popsána charakteristická stavba rostlinných segmentů, specifická struktura identifikovaná v odlišných místech rostlinných částí a chemické složení vykazující přítomnost amorfních nanočástic oxidu křemičitého o rozměrech v jednotkách nanometrů.
Surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS) traditionally requires special substrates, typically in the form of noble metal nanostructures, and facilitates detection of molecules at extremely low concentrations. In this work, we present fabrication of novel type of SERS active substrates that combine promising properties of metal nanostructures and graphene, and demonstrate their application in biosensing. The graphene-metal hybrids are fabricated by guided assembly of colloidal gold nanoparticles on e-beam pre-patterned silicon substrate. Gold nanoparticles are then subsequently covered with graphene. The usefulness of such structures in SERS biosensing is tested upon detection of Rhodamine 6G molecules. and Povrchem zesílená Ramanova spektroskopie (SERS) tradičně využívá speciálně upravených povrchů, nejčastěji ve formě kovových nanostruktur, a umožňuje detekci látek o velmi nízkých koncentracích. Tato práce pojednává o přípravě nového typu substrátu vhodného pro metodu SERS kombinujícího výhodné vlastnosti jak kovových struktur, tak i grafenu. Grafen-kovové hybridní nanostruktury byly vyrobeny řízenou depozicí zlatých kuliček na elektronovým svazkem ozářený křemíkový substrát a následným překrytím vrstvou grafenu. Možnost využití výsledných struktur v oblasti biosenzorů byla dále testována při detekci molekul rhodaminu nanesených na jejich povrch.
In this article, we present a novel device dedicated for the grazingincidence small-angle X-ray scattering measurements on solid and liquid surfaces. Presented apparatus includes the last generation of compact X-ray microfocus source with the total power consumption less than 30 W and focusing X-ray optics. The Montel optics consists of parabolically curved and laterally graded multilayer mirrors. The first experimental small-angle X-ray scattering results of nanoparticle self-assembled array demonstrate excellent performance of developed instrument. and V článku predstavujeme zariadenie určené pre meranie malouhlového RTG rozptylu pod malým uhlom dopadu z tuhých a kvapalných povrchov. Zariadenie využíva poslednú generáciu kompaktných mikrofokusných zdrojov röntgenového (RTG) žiarenia s celkovým výkonom nepresahujúcim 30 W a zaostrovacou RTG optikou, taktiež známou pod menom Montelova optika, ktorá sa skladá z dvoch parabolicky zakrivených a laterálne gradovaných mnohovrstvových zrkadiel. Prvé experimentálne výsledky malouhlového RTG rozptylu zo súboru samo-organizovaných nanočastíc demonštrujú veľmi dobré parametre vyvinutého zariadenia.