Лазерное формирование микропипеток тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.27.03, кандидат технических наук Марковкина, Наталья Николаевна

• Марковкина, Наталья Николаевна
• кандидат технических наук
• 2005

Оглавление диссертации кандидат технических наук Марковкина, Наталья Николаевна

Введение

Глава 1. Обзор литературы и постановка задачи исследования

1.1 Основные области применения микропипеток

1.1.1 Биотехнологии

1.1.2 Микроскопия

1.1.3 Микроэлектроника

1.2 Требования к микропипеткам

1.3 Техника изготовления микропипеток

1.3.1 Методы и устройства вытяжки МП

1.3.2 Лазерная технология изготовления микропипеток

1.4 Выводы

Глава 2. Разработка экспериментальной установки и технологии с лазерным 40 нагревом для вытяжки МП.

2.1 Лазерно-технологический комплекс для формирования МП.

2.1.1.Выбор энергетического источника.

2.1.2. Разработка оптических систем для формирования 47 МП.

2.1.3.Анализ возможностей механических систем вытяжки.

2.2 Выбор материала для формирования МП.

2.3 Выводы

Глава 3. Экспериментальное и теоретическое исследование процесса формооб- 75 разования МП.

3.1 .Экспериментальное исследование процесса формообразования.

3.1.1 Методика эксперимента

3.1.2 Результаты эксперимента.

3.2.Теоретическое исследование процесса формообразования МП.

3.2.1 Анализ процесса лазерного нагревания МП

3.2.2 Математическая модель процесса вытяжки.

3.3. Выводы.

Глава 4. Оптимизация технологии формирования МП и демонстрация 99 практических приложений.

4.1 Требования к современной экспериментальной установке для 99 формирования МП

4.2 Модифицированная установка для вытяжки МП

4.2.1 Оптимизация оптической схемы

4.2.2 Энергетический расчет оптической схемы с гомогенизатором

4.2.3 Оптимизация механической системы

4.3 Оптимизация процесса формирования МП

4.4 Основные модификации МП и методы их формирования

4.5 Практические применения МП

4.5.1 Светово довод

4.5.2 Офтальмология 122 Заключение

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Лазерное формирование микропипеток»

Актуальность

В настоящее время исследовательские и производственные микро- и нанотехнологии в самых разнообразных областях современной жизни -от фотоники и микроэлектроники до медицины и генной инженерии- стимулируют разработку компактного и высокоточного инструментария. Для проведения исследований на уровне молекул и клеток необходим инструмент, выполняющий функции универсальной микроиглы - трубочки, позволяющий проводить операции с зонами воздействия микронных и субмикронных размеров [1-5].

Необходимость в создании такого инструмента была вызвана интенсивными исследованиями в области клеточной физиологии, в частности нейрофизиологии, в 40-х годах XX века [6-15]. Серьезным препятствием в исследованиях того времени являлось несовершенство техники изготовления различных модификаций микроинструментов.

Микроинструменты, открывшие новые перспективы решения трудновыполнимых задач науки, в том числе и особенно биомедицины и биотехнологий, стали называться микропипетками (МП), а техника для их изготовления - микропипеточными пуллерами [16].

Создание МП техники - пуллеров, было спровоцировано стремлением к повышению качества формируемых микроинструментов.

Первые МП были изготовлены вручную: посредством кислородной горелки и ручной вытяжки [17]. Полученные таким образом микропипетки могли быть использованы лишь для решения ограниченного класса задач, а для формирования микроинструментов, предназначенных для более деликатных применений, таких например, как нейрофизиология, требовались более контролируемые способы. Переход от ручного метода к МП-пуллерам позволил добиться управления процессом формирования, обеспечивая при этом надежные МП с разумно тонкими стенками, более короткой длиной наконечника и значением апертуры наконечника менее 1 мкм [16,18-23]. Такая конфигурация МП наиболее благоприятна для вне- и внутриклеточных исследований, облегчая проникновение и инъекцию в клетки и ткани. В результате внедрения пуллеров была открыта перспектива формирования МП с разнообразными конфигурациями. МП стали доступными инструментами для измерения мембранных потенциалов клеток, для доставки веществ к труднодоступным зонам воздействия, для идентификации клеток различных тканей. Эволюция МП техники привела к появлению новых типов МП -автоматических высокоточных микропипеток с цифровой индикацией объема. Для этих целей требуются МП с апертурой наконечника от десятков нанометров до нескольких миллиметров.

Как видно из приведенного выше краткого обзора некоторых результатов, достигнутых с помощью техники микропипеток,можно выделить два основных вида таких инструментов - собственно микропипетки (МП) для передачи биологических (или иных) субстратов, и микроэлектроды, т.е. микропипетки с вставленными в трубочку металлическими проволочками для приложения электрического потенциала к исследуемому объекту.

В настоящее время МП находят широкое применение в качестве биосенсоров, микроигл, насадок растров МП головок, ближнепольных зондов, световодоводов. В методе клонирования МП позволяют извлекать ядра из клетки донора и трансплантировать в обезъядренную клетку [1]. МП, наполненные электролитом, осуществляют регистрацию электрической активности клетки [4], а также микроскопическое исследование живых клеток, основанное на сканировании поверхности образца [5]. В сканирующем нанолитографическом методе доставка жидкого фоторезиста на подложку происходит через нанометровую апертуру наконечника МП [2]. В ряде новых аналитических методов в различных сферах человеческой деятельности МП осуществляют точное дозирование, транспортировку и идентификацию проб объемом от пкл до мкл [23-25].

Универсальность МП основана отчасти на использовании в качестве исходного материала стекла, удовлетворяющего требованиям большинства приложений, а отчасти на возможности создания различных конфигураций МП, приспособленных к многообразным областям применениям [26-32].

Для формирования разновидностей МП существуют два основных технологических метода, адаптированные под разные типо-размеры микроинструментов: оплавление и вытяжка. Для получения МП с коротким конусным концом или приталенной МП, предназначенных для отсоса продуктов хирургических операций, применяется метод оплавления. Суть метода заключается в действии центробежных сил одновременно с интенсивным нагревом стеклянного капилляра. Тепловому воздействию подвергается участок заготовки в зависимости от назначения МП: либо торец стеклянного капилляра, либо участок на некотором расстоянии от торца [33].

Формирование МП с удлиненной формой наконечника, предназначенной для безболезненного проникновения в клетки и ткани, осуществляется с помощью метода вытяжки. Этот метод основан на действии мощного теплового источника на капиллярную заготовку с последующим приложением растягивающей силы [33-35].

Традиционным методом изготовления МП является вытяжка стеклянного капилляра при локальном нагреве источником тепла. На этом основан принцип работы пуллера - устройства для вытяжки МП [36-39].

История установок для вытяжки МП начинается с устройства Дю Бойса, разработанного на основе изучения процесса ручной вытяжки [18]. Главными требованиями к создаваемому устройству были подходящая температура стекла в момент формирования наконечника и относительно большая скорость вытяжки. Данные требования были выполнены с помощью платиновой нити накаливания для нагрева узкой зоны стеклянного капилляра, и крепежно-вытяжного механизма, включающего пружину. Степень нагрева платиновой нитью участка стеклянного капилляра регулировалась с помощью тока через нить, а расстояние от стекла до нити сохранялось постоянным. Крепежно-вытяжной механизм обеспечил необходимое натяжение капилляра в процессе вытяжки, параллельность трубки базе устройства и регулировку высоты над базой в момент охлаждения, во избежание деформации сформированной МП. Вытяжка начиналась автоматически с момента достижения температуры, при которой происходит уменьшение вязкости стекла. Конструкция Дю Бойса решила главные проблемы ручной вытяжки и стала прототипом других конструкций.

Пуллер Ливингстона являлся модификацией конструкции Дю Бойса [19]. В этой установке вытяжка МП осуществлялась с помощью пружины, вращающей в противоположных направлениях пару колес с зажимами для капилляра. Скорость вращения определялась напряжением пружины. При вращении колес капилляр опускался в область нагрева нитью накаливания, стекло разогревалось до температуры размягчения, и образовывалась МП. Главными недостатками этого устройства были тенденция к изгибу и излишняя длина наконечника МП.

В установке Александра-Настука пружина заменяется соленоидом [20]. Зажимы располагаются с одной стороны капилляра в двух точках с некоторым интервалом, на котором осуществляется нагрев платиновой нитью накаливания. Требуемый поток через сформированную в петлю полосу платины контролируется выключателем. В результате односторонней вытяжки из одного капилляра сформированы наконечники с различными длинами, не удовлетворяющими многим применениям.

Особой модификацией пуллеров является вертикальная установка, устраняющая проблемы формирования МП в горизонтальных пуллерах связанные с влиянием силы тяжести [22]. В вертикальном пуллере тяготение стало важным положительным фактором вытяжки,позволишим избежать изгиба МП и сократить длину получаемых наконечников.

До настоящего момента было предложено достаточное количество конструкций установок. Однако, несмотря на определенные успехи в совершенствовании МП-пуллеров оставались нерешенными вопросы, связанные с формированием высокоточных, химически чистых МП различных модификаций, предназначенных и доступных для разнообразных приложений.

Основными недостатками ранее существующих методов являлись низкая производительность и сложность контроля. В связи со значительным расширением сферы использования, повышением требований к точности производимых работ, а также быстрым износом МП, появилась потребность в существенной оптимизации технологии изготовления МП. В настоящее время эти задачи решаются с помощью современной технологии формирования МП с использованием лазерного нагрева [33,40].

С 1950г. изготовлением технологических установок для формирования МП - пуллеров-, занимается компания "Sutter Instrument Со", которая вышла в мировые лидеры и к концу 90-х годов перешла на лазерные источники нагрева [40]. Предложенная технология вытяжки в пуллерах этой фирмы является несовершенной, так как лазер установлен напрямую в той же схеме, где ранее в качестве теплового источника нагрева применялась платиновая нить накаливания. Простейшая оптическая схема пуллера с односторонним нагревом приводит к заметному браку, а иногда и просто к растрескиванию заготовки, особенно у пипеток малого диаметра из-за склонности к изгибу конца МП. К недостаткам данного устройства можно отнести ограничение при работе с внешним диаметром капилляров, предназначенных для формирования МП: для формирвоания МП из капилляров различных диаметров используются модели пуллеров P-2000/G и P-2000/F. Стоимость каждой модели пуллера составляет 12 250 $. Представленные модели пуллеров предназначены для формирования МП методом вытяжки.

Таким образом, оптимизация лазерной технологии и разработка прототипа отечественной лазерной установки, обеспечивающей создание коммерчески доступных МП различных конфигураций и размеров, и поныне является актуальной задачей формирования МП.

Цель и задачи работы

Цель работы: исследование, разработка и оптимизация лазерной технологии формирования МП.

Достижение указанной цели потребовало решения следующих основных задач:

1. Создание установки для вытяжки микропипеток с лазерным нагревом;

2. Исследование процесса, разработка и оптимизация технологии лазерной вытяжки микропипеток;

3. Изучение параметров полученных микропипеток и демонстрация их практических применений.

Для решения поставленных задач были разработаны и выбраны следующие методы исследования:

1.Проведен анализ основных литературных данных по методам изготовления и применению микропипеток.

2.Проведено экспериментальное исследование процесса лазерной вытяжки микропипеток, в том числе с применением видеосъемки.

3.Предложена математическая модель процесса формирования микропипеток на основе модели Ньютона.

4. Использованы методы оптической и электронной микроскопии для оценки качества полученных микропипеток.

Личный вклад автора

Все представленные экспериментальные исследования и теоретические расчеты проведены при личном участии автора. Научная новизна диссертации

• Впервые решена математическая задача о вытяжке МП, позволяющая в полной постановке, учитывающей изменение вязкости с температурой и температуры во времени, проводить анализ влияния различных факторов на параметры получаемых МП.

• Впервые изучена кинетика процесса лазерного формообразования МП методом вытяжки с использованием микровидеосъемки.

• Впервые предложены и разработаны схемные решения в оптике для лазерной вытяжки на базе торического зеркала и гомогенизирующей камеры, позволяющие значительно улучшить качество МП, управляемость и воспроизводимость процесса вытяжки.

Научные положения, выносимые на защиту

1. Основными параметрами, определяющими качество МП и их форму, являются равномерность зоны лазерного воздействия и ее размеры.

2. Равномерность зоны лазерного воздействия может быть обеспечена либо за счет зеркальной оптики при соблюдении условия перпендикулярности пучка и оси заготовки (торическое зеркало), либо за счет гомогенизатора.

3. При реализации численной модели лазерной вытяжки МП, предназначенной для быстрых оценок параметров процесса, достаточно учесть деформацию капилляра только в самой горячей зоне облучения.

Практическая ценность работы

• Выявлены оптимальные режимы и технология формирования МП стандартных конфигураций.

• Продемонстрированы наиболее современные и перспективные приложения МП

• Изготовлены различные модификации МП, прошедшие экспериментальную проверку в качестве аппликаторов при глазных операциях в НИИ «Микрохирургии глаза», ближнепольных оптических зондов в ВНЦ ГОИ им. Вавилова.

Реализация на практике

Изготовленные образцы МП были опробованы в качестве:

-ближнепольных оптических зондов

-световодоводов

-офтальмологических аппликаторов

Апробация работы

Результаты проведенных в работе исследований докладывались: на международных конференциях NATO-ASI (Крит, Греция, 2003), ILATA-III (Санкт-Петербург, Россия, 2003), ILAA-2000 (Санкт-Петербург, Россия, 2000), на Международной школе по оптическим микро-и нанотехнологиям OMAN (Санкт-Петербург, Россия, 2002); на конференциях ППС СПбГУИТМО, «Современные направления приборостроения, информационных и гуманитарных наук» (Санкт-Петербург, СПбГУИТМО, 2004).

Публикации

По теме диссертации опубликовано 6 статей, опубликованных в научно-технических журналах и сборниках трудов.

Заключение диссертации по теме «Квантовая электроника», Марковкина, Наталья Николаевна

Основные результаты и перспективы развития данной работы:

1. Разработана экспериментальная установка для формирования МП из стеклянных капилляров на базе теплового нагрева СОг-лазера и механической вытяжки гравитационным, упругим и электромагнитным способами.

2. Основными параметрами, определяющими качество МП и их форму, являются равномерность зоны лазерного воздействия и ее размеры.

3. Равномерность зоны лазерного воздействия может быть обеспечена либо за счет зеркальной оптики при соблюдении условия перпендикулярности пучка и оси заготовки, либо за счет многократных отражений от внутренних стенок гомогенизатора. Предложены новые оптические схемы на основе торического зеркала и гомогенизирующей камеры для формирования кольцевой зоны нагрева микрокапилляров, обеспечивающие их высокое качество и воспроизводимость параметров. Представлен расчет конструктивных параметров и фокусирующих свойств торического зеркала. Произведена оценка значения энергии в зоне нагрева гомогенизирующей камеры.

4. Проведено исследование кинетики формообразования с помощью видеосъемки. Выявлены четыре основные стадии процесса (1-нагрев без явных изменений диаметра капилляра; 2-медленное уменьшение диаметра капилляра; 3-быстрое уменьшение диаметра капилляра; 4-разрыв капилляра с образованием МП) и их временные зависимости от мощности лазерного излучения и приложенной силы.

5. Разработана математическая модель процесса вытяжки МП, учитывающая нестационарность лазерного нагрева и позволяющая проводить анализ влияния мощности излучения и растягивающей силы на параметры сформированных МП. Численная модель лазерной вытяжки МП, предназначенная для быстрого моделирования экспериментальных ситуаций, основана на учете деформации только в самой горячей зоне.

6. Сопоставление экспериментальных данных и математической модели процесса позволили выявить оптимальный режим вытяжки МП. В частности показано, что соотношение мощности излучения Р(Вт) к силе вытяжки F(H) в оптимальном режиме должно составлять 1: P/F=l.

7. Предложены и реализованы технологические методы формирования МП оплавленной, вытянутой и приталенной формы, необходимые для реализации различных этапов офтальмологических операций.

8. Предложен новый многофукциональный медицинский оптический инструмент - световодовод - на базе МП с металлическим покрытием, предназначенный для транспортировки лазерного излучения одновременно с перемещением растворов.

9. Продемонстрирована практическая возможность применения МП для транспортировки лазерного излучения и жидких сред.

Заключение

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Марковкина, Наталья Николаевна, 2005 год

1. Корочкин Л.И. Клонирование животных// Соросовский Образовательный Журнал. 1999, №4.С. 10-16.

2. Hong М.-Н., Kim К. Н., Bae, J., Jhe W. Scanning nanolithography using a material-filled nanopipette// Applied Physics Letter. 2000.- Vol. 77, № 16. P. 2604-2606.

3. Korchev Y.E., Raval M., Lab M.J., Gorelik J., Edwards C. R.W., Rayment Т., Klenerman D. Hybrid Scanning Ion Conductance and Scanning Near-Field Optical Microscopy for the Study of Living Cells// Biophysical Journal. 2000. -Vol. 78. P. 2675-2679.

4. Чизмаджев Ю.А. Как сливаются биологические мембраны// Соросовский Образовательный Журнал. 2001.Т.7, № 5.С.4-9.

5. Andrew I. Shevchuk et al. Simultaneous Measurement of Ca2+ and Cellular Dynamics: combined Scanning Ion Conductance and Optical Microscopy to Study Contracting Cardiac Myocytes// Biophysical Journal. -Vol. 81. P. 1759-1764.

6. Brown K.T., Flaming D.G. Advanced micropipette techniques for cell physiology // John Wiley and Sons , New York, 1995.

7. Graham J., Gerard R.W. Membrane potentials and excitation of impaled single muscle fibers// J. Cell. Сотр. Physiol. 1946.-Vol. 28. P. 99-107.

8. Ling G., Gerard R.W. The normal membrane potential of frog sartorious fibers// J. Cell. Сотр. Physiol. 1949.-Vol.34. P. 383-396.

9. Hodgkin A.L., Huxley A.F. Resting and action potentials in single nerve fibers// J. Physiol., Lond.1945.-Vol. 104. P.176-195.

10. Nastuk W.L., Hodgkin A.L. The electrical activity of single muscle fibers// J. Cell. Сотр. Physiol.1950.-Vol.35. P.39-73.

11. Nastuk W.L. Membrane potential changes at a single muscle end plate produced by acetylcholine//Fed. Proc. 1951.-Vol. 10. P.96.

12. Nastuk W.L. Membrane potential changes at a single muscle end-plate produced by transitory application of acetylcholine with an electrically controlled microjet// Fed. Proc.1953.-Vol.12. P.102.

13. Del Castillo J., Katz B. On the localization of acetylcholine receptors// J. Physiol., Lond.1955.-Vol. 128. P.157-181.

14. Brock L.G., Coombs J.S., Eccles J.C. The recording of potentials from motoneurons with an intracellular electrode// J. Physiol., Lond.1952.-Vol. 117. P.431-460.

15. Stretton A.O.W., Kravitz E.A. Neuronal geometry: Determination with a technique of intracellular dye injection// Science.1968.-Vol. 162. P. 132-134.

16. Frank K., Becker M.C. Microelectrodes for recording and stimulation// Physical Techniques in Biological Research, Academic Press, New York. 1964. -Vol. V. P.22-87.

17. Du Bois D. A machine for pulling glass micropipettes and needles//Science. 1931.-Vol. 73. P.344-345.

18. Livingston L.G., Duggar B.M. Experimental procedures in a study of the location and concentration within the host cell of the virus of tobacco mosaic// Biol. Bull.1934.-Vol. 67. P.504-512.

19. Alexander J.T., Nastuk W.L. An instrument for the production of microelectrodes used in electrophysiological studies//Rev. Scient. Instrum.1953.-Vol. 24. P.528-531.

20. Bertrand D., Cand P., Henauer R., Bader C.R. Fabrication of glass microelectrodes with microprocessor control // J.Neuroscience Methods. 1983.-Vol. 7. P.171-183.

21. Winsbury G.J. Machine for the production of microelectrodes// Rev. Scient. Instrum.1956.-Vol. 27. P.514-516.

22. Flaming D.G., Brown K.T. Micropipette puller design: form of the heating filament and effects of filament width on tip length and diameter// J. Neuroscience Methods. 1982.-Vol. 6. P.91-102.

23. Евгеньева И.И. Планарная хромотография и анализ органических веществ// Соросовский Образовательный Журнал. 1999. №11. С.50-55.

24. Cheung V.G., Morley М., Aguilar F., Massimi A., Kucherlapat R., Childs G. Making and reading microarrays// Nature genetics supplement. 1999. -Vol. 21. P. 15-19.

25. Warren B.E. X-ray diffraction study of the structure of glass// Chem. Reviews. 1940.-Vol. 26. P.237-255.

26. Morey G.W. Properties of Glass// Reinhold Publishing Corp., New York, 1954.

27. Volf M.B. Technical Glasses// Sir Isaac Pitman and Sons, Ltd., London, 1961.

28. Бартенев Г.М. Механические свойства и тепловая обработка стекла.- М.: Стройиздат, 1960.

29. Стекло. Справочник под ред. Н.М. Павлушкина. -М.: Стройиздат, 1973.

30. Карслоу Г., Егер Д. Теплопроводность твердых тел.- М.: Наука, 1964.

31. Мачулка Г.А. Лазерная обработка стекла.-М.:Советское радио, 1979.

32. Veiko V.P., Voznesensky N.B., Voronin Y.M., Voznesenskaja N.N., Markovkina N.N., Chuiko V.A. Laser-based micropipettes: design, technology and applications// 2001. -Vol. 4571.P.174-182.

33. Зыонг 3.B., Марковкина H.H., Яковлев Е.Б. Математическое моделирование процесса лазерной вытяжки микропипеток//Известие вузов. Приборостроение. 2003.Т.46,№ 6.С.42-45.

34. Zung V.Z., Markovkina N.N., Veiko V.P., Yakovlev E.B. Laser-assisted of formation micropipettes for biomedicine // Proceedings of SPIE. 2004. -Vol. 5399. P.245-252.

35. Chowdhury Т.К. Fabrication of extremely fine glass micropipette electrodes// J. Scient. Instrum. 1969.Series2.-Vol. 2. P.1087-1090.

36. Brown K.T., Flaming D.G. Beveling of fine micropipette electrodes by a rapid precision method//Science.l974.-Vol. 185. P.693-695.

37. Brown K.T., Flaming D.G. Instrumentation and technique for beveling fine micropipette electrodes// Brain Res. 1975.-Vol. 86. P. 172-180.

38. Brown K.T., Flaming D.G. New microelectrode techniques for intracellular work in small cells//Neuroscience. 1977.-Vol. 2. P. 813-827.40. http:www.sutter.com- Sutter Instrument Co, USA, 2003.

39. Paesler M.A., Moyer P.J. Near-Field Optics: Theory, Instrumentation and Applications// John Wiley and Sons, New York, 1996.

40. Дряхлушин В.Ф., Климов А.Ю., Рогов B.B., Филатов Д.О. Зонды для сканирующего ближнепольного микроскопа// Сборник материалов всероссийского совещания «Зондовая микроскопия-99» -Н. Новгород, 1999. С.121-124.

41. Betzig Е., Trautman J.K. Near-field optics: microscopy, spectroscopy and surface modification beyond the diffraction limit// Science. 1992.- VoI.257.P.189-195.

42. Hecht B. Forbidden light scanning near-field optical microscopy// Ph.D. thesis, University of Basel, Hartung-Gorre, Konstanz, 1996.

43. Novotny L., Pohl D.W., Regli P. Light propagation through nanometer-sized structures: the 2-D aperture SNOM// J.Opt. Soc. Am. A.1994.-Vol .11. P. 1768-1779.

44. Abbe M, Archiv. Microscop // Anat. Entwicklungsmech.1873. -Vol. 9. P.413.

45. Hecht В., Sick В., Wild U.P., Deckert V., Zenobi R., Martin O.J.F., Pohl D.W. Scanning near-field optical microscopy with aperture probes: fundamentals and applications // J. Chem. Phys.2000.- Vol. 112, №18. P.7761-7774.

46. Lewis A., Radko A., Ben-Ami N., Palanker D., Lieberman K. Near-field scanning optical microscopy in cell biology// Trends in Cell Biology. 1999. Vol. 9. P. 70-73.

47. Hsu J.W.P. Near-field scanning optical microscopy studies of electronic and photonic materials and devices// Materials Science and Engineering.2001. -Vol.33. P. 1-50.

48. Valaskovic G.A., Holton M., Morrison G.H. Parameter control characterization and optimization in the fabrication of optical fiber near-field probes// Applied Optics. 1995. -Vol.34. P.1215-1228.

49. Williamson R.L., Miles M.J. Melt-drawn scanning near-field optical microscopy probe profiles// Appl. Phys.1996. -Vol. 80. P.4804-4812.

50. Борен К., Хафмен Д. Поглощение и рассеяние света малыми частицами.- М.: Мир, 1986.

51. Атласов К.А., Вейко В.П., Калачев А.И., Капорский JI.H., Яковлев Е.Б. Экспериментальные и теоретические исследования процесса лазерной вытяжки оптических ближнепольных зондов// Изв. РАН. Сер. физ. 2001. Т.65, №6. С. 941 -945.

52. Atlasov K.A., Kalachev A.I., Veiko V.P., Yakovlev E.B., Kaporsky L.N. Laser technology of shaping the near-field optical probes with submicron scale tip// Proceedings of SPIE. 2001. Vol. 4157. P. 166-173.

53. Kalachev A.I., Smirnov I.B., Veiko V.P. et al. Pecularities of laser-assisted drawing-out processing of optical probes for SNOM// Proceedings of SPIE. 1999. -Vol. 3822. P. 199-206.

54. Kalkbrenner Т., Graf M., Durkan C., Mlynek J., Sandoghdar V. A high-contrast topography-free sample for near-field optical microscopy// Appl. Phys. Lett. 2000. — Vol.76. P.1206-1208.

55. Hoppener C., Molenda D., Fuchs H., Naber A. Simultaneous topographical and optical characterization of near-field optical aperture probes by way of imaging fluorescent nanospheres//Appl. Phys. Lett. 2002. -Vol.80. P. 1331.

56. Drezet A., Huant S., Woehl J.C. In situ characterization of optical near-field probes in aperture NSOM// Abstracts of conference "Near-Fields Optics -7" — Univ. Rochester (USA), 2002. P.90.

57. Obermuller C., Karrai K. Far field characterization of diffracting circular apertures// Appl. Phys. Lett. 1995. -Vol. 67, № 23. P.3408-3410.

58. Bouhelier A., Toquant J., Tamaru H., Guntherodt H.-J., Pohl D.W. Electrolytic formatioin of nanoapertures for scanning near-field optical microscopy// Appl. Phys. Lett. 2001. -Vol. 79, №5.P.683-685.

59. Sekatskii S.K., Mironov B.N., Lapshin D.A. et al. Analysis of fiber probes of scanning near-field optical microscope by field emission microscopy// Ultramicroscopy. 2001. Vol. 89. P. 83-87.

60. Seebacher S., Osten W., Juptner W., Veiko V.P., Voznesensky N.B. Determination of geometric properties of SNOM tips by means of combinated far-field and near-field evaluation//Proceedings of SPIE. 1999.-Vol. 3740. P.312-322.

61. Seebacher S., Osten W., Veiko V.P., Voznesensky N.B. Inspection of nano-sized SNOM-tips by optical far-field evaluation// Optics and Lasers in Engineering. 2001. P. 1-23.

62. Бубякин Г.В., Левинсон Г.Р., Смилга В.И., Тычинский В.П. Технологическое применение газовых лазеров. -Л.:ЛДНТП, 1970.

63. Gagliano F.P., Lumply R.H., Watkins L.S. Lasers in Industry//Proceedings IEEE. 1969. -Vol.57, №2.

64. Лыков A.B. Теория теплопроводности.-M.: Высшая школа, 1967.

65. Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомел А.С. Теплопередача.- М.: Энергия, 1969.

66. Шорин С.Н. Теплопередача.-М.: Высшая школа, 1964.

67. Вейко В.П., Либенсон М.Н. Лазерная обработка.- Л.:Лениздат, 1973.

68. Голубев B.C., Лебедев Ф.В. Физические основы технологических лазеров.-М.: Высшая школа, 1987.

69. Григорьянц А.Г. Основы лазерной обработки материалов. — М.: Машиностроение, 1989.

70. Рэди Дж.Ф. Действие лазерного излучения .-М.: Мир, 1974.

71. Лазеры в технологии. Под ред. Стельмаха.—М.: Энергия, 1975.

72. Рыкалин Н.Н., Углов А.А., Кокора А.Н. Лазерная обработка материалов.-М.:Машиностроение, 1975.

73. Мазурин О.В., Стрелыдана М.В., Швайко-Швайковская Т.П. Свойства стекол и стеклообразующих расплавов//Справочник. Т.З. —Л.: Наука, 1977.

74. Ходаковский М.Д., Задорожная Т.Д. и др. //Физика и химия стекла. 1976. Т.2, №2. С.186.

75. Вейко В.П., Шахно Е.А. Сборник задач по лазерным технологиям. СПб, СПбГУИТМО, 2003.

76. Лансберг Г.С. Оптика. М. :Наука, 1976.

77. Матвеев А.Н. Оптика. М. :Высшая школа, 1985.

78. Bom М., Wolf Е. Principles of optics 6-th ed. Pergamon. Oxford. 1970.

79. Калачев А.И. Кандидатская диссертация. Разработка и исследование лазерной технологии вытяжки БОЗ. СПбГИТМО (ТУ). 2002.

80. Huang Н., Miura R. М., Ireland W. P., Puil Е. Heat-induced stretching of a glass tube under tension: Applications to glass microelectrodes// CAMS Report 0203-26.23 2003.

81. Purves R.D. The mechanics of pulling a glass micropipettes// Biophys. J. 1980.- Vol.29. P.523-530.

82. Tasaki K., Tsukahara Y., Ito S., Wayner M.J., Yu W.Y. A simple direct and rapid method for filling microelectrodes// Physiol, and Behavior. 1968.- Vol. 3. P. 1009-1010.

83. Леко B.K., Мазурин O.B. Свойства кварцевого стекла. Л.: Наука, 1985.

84. Господинов П.Н., Русинов В. М., Радев С. П. , Ярин А. Л. Вытягивание стеклянных микрокапилляров: теория и эксперимент// Инженерно-физический журнал. 1992. Т. 63, №6. С 722-727.

85. Шахно Е.А. Математические методы описания лазерных технологий.- СПб.: СПбГИТМО (ТУ), 2002.

86. Camper S.A. Research applications of transgenic mice// BioTechniques. 1986. -Vol. 5. P. 638-650.

87. Cleveland D.W., Pittenger M.F., Feramisco J.R. Elevation of tubulin levels by microinjection suppresses new tubulin synthesis// Nature. 1983. -Vol.305. P. 738-740.

88. Gordon J.W., Ruddle F.H. Gene transfer into mouse embryos: Production of transgenic mice by pronuclear injection// Meth. Enzymol. 1983. -Vol. 101. P. 411-432.

89. Graessmann M., Graessmann A. Microinjection of tissue culture cells // Meth. Enzymol. 1983. -Vol. 101. P. 482-491.

90. Hammer R.E., Pursel V.G., Rexroad C.E., Wall Jr.R.J., Bolt D.J., Ebert K.M., Palmiter R.D., Brinster R.L. Production of transgenic rabbits, sheep and pigs by microinjection// Nature. 1985. -Vol. 315. P. 680-683.

91. Hogan В., Constantini F., Lacy E. Manipulating the Mouse Embryo- A Laboratory Manual. Gold Spring Harbor Press, NY, 1986.

92. Hoppe P.C. Techniques of fertilization in vitro. In R.L. Dixon (Ed), Reproductive Toxicology, Raven Press, NY, 1985.

93. Howlett S.K., Bolton V.N. Sequence and regulation of morphological and molecular events during the first cell cycle of mouse embryogenesis // J.Embryol. Exp. Morph.1985.-Vol. 87.P. 175-206.

94. Maniatis Т., Fritsch E.F., Sambrook J. Molecular Cloning A Laboratory Manual.-Gold Spring Harbor Laboratory, NY, 1982.

95. Scheer U., Hinssen U.H., Franke W.W., Jackusch B.M. Microinjection of actin — binding proteins and actin antibodies demonstrates involvement of nuclear actin in transcription of lampbrush chromosomes// Cell. 1984. Vol. 39. P.l 11-122.

96. Murphy D., Hanson J. The production of transgenic mice by the microinjection of cloned DNA into fertilized one cell eggs. In D.M. Glover (Ed), DNA Cloning, Vol. Ill, IRL Press, Washington, DC, 1987.

97. Крылов К.И., Прокопенко В.Т., Митрофанов А.С. Применение лазеров в машиностроении и приборостроении.-JI.: Машиностроение, 1978.

98. Лазерное технологическое оборудование. Обзор. "Радиоэлектроника за рубежом", вып. 13, 1976.

99. Вейко В.П., Либенсон М.Н., Мелючев A.M., Таипов Р.А., Чельный А.А. Лазерная технология.-М.: ЦНИИ, Электроника, 1970.

100. Вейко В.П., Метев С.М. Лазерные технологии в микроэлектронике.- София: Издательство Болгарской АН, 1991.

101. Миркин Л.И. Физические основы обработки материалов лучами лазера.- М.: МГУ, 1975.

102. Применение лазеров. Под ред. М. Росса. — М.: Мир, 1974.

103. Тархов Г.Н. Обработка материала сфокусированным излучением ОКГ.-М.:ЭНИМС,1965.

104. Аллен Л., Джонс Д. Основы физики газовых лазеров. М.: Наука, 1970.

105. Газовые лазеры. Сборник статей. Под ред. Н.Н.Соболева. — М.: Мир, 1968.

106. Калева Т.Ф., Огнин В.Н., Соболев Н.Н. СОг-лазер при комнатной температуре//Квантовая электроника. Под ред. Н.Г. Басова. — М.: Сов. Радио, 1973.

107. Вейко В.П., Либенсон М.Н. Обработка материалов излучением оптических квантовых генераторов. Л.: ЛДНТП, 1969.

108. Вейко В.П. Лазерная обработка пленочных элементов. Л.: Машиностроение,1986.

109. Яковлев Е.Б. Аномальный характер изменения вязкости стекла при лазерном нагревании//Изв. Вузов. Приборостроение. 2001. Т.44.№6. С.26-31.

110. Яковлев Е.Б. Лазерное оборудование, автоматизация и контроль технологических процессов. Конспект лекций. Часть 1. Учебное пособие. -СПб.: СПбГИТМО (ТУ), 2002.

111. Кошкин Н.И., Ширкевич М.Г. Справочник по элементарной физике. М.: Наука, 1988.

112. Кошкин Н.И. Элементарная физика: справочник. М.: Наука, 1991.

113. Таблицы физических величин. Справочник под ред. акад. И.К. Кикоина. — М.:Атомиздат,1976.

114. Мачулка Г.А., Гурьянов В.М., Муратова Л.П. Лазерная резка стекла// Стекло и керамика. 1972, №10.

115. Белоусов Е.К., Кондратенко B.C., Мачулка Г.А., Чуйко В.А. Управляемое термораскалывание стекла лазерным излучением диапазона 10,6 мкм // Электронная промышленность. 1978, №9.

116. Болынов В.Ф., Гурьянов В.М., Мачулка Г.А. Муратова Л.П. Лазерная технологическая установка для резки профильного стекла//Квантовая электроника. Под ред. Н.Г. Басова. №6.- М.: Сов.радио, 1971.

117. Weidmann G.W., Holloway D.G. Slow crack propagation in glass//Phys. And Chemistry of Glasses. 1974. -Vol.l5.№5.

118. Борода В.И., Вартарьянц А.Ц., Карпов H.H., Мачулка Г.А. Термораскалывание стеклянных труб с помощью лазерного излучения диапазона 10,6 мкм//Электронная промышленность. 1976, №1.

119. Chui G.K. Laser cutting of hot glass//Ceramic Bulletin, 1975, -Vol.45, №5.

120. Вейко В.П., Березин Ю.Д., Чуйко В.А. Лазерные технологии формирования волоконно-оптических инструментов//Изв. РАН. Сер.физ.1997.Т.61, №8.С.1627-1631.

121. Яковлев Е.Б. Изменение структуры стекла при лазерном нагревании/Юптич. журн. 1996. №2.С.5-9.

122. Закрытое Акционерное Обществоit1. УНП Лазерный центр ИТМО"пер. Гривцова, д. 14, Санкт-Петербург, 190000 Тел.:[phone] • Факс:[phone]. Эл. почта: [e-mail] ИНН 7826159870, КПП 782601001 ОКПО 59497728, ОГРН 1037851005444

123. УТВЕРЖДАЮ» яеральный директор ЦН Лазерный центр ИТМО»1. А.Г. Фатеев1. А.Г. Фатеев2005 г.1. АКТо внедрении результатов диссертационной работы Н.Н. Марковкиной на предприятии ЗАО «УНП Лазерный центр ИТМО»

124. Результаты работы и опытные образцы микропипеток были использованы в ЗАО «УНП Лазерный центр ИТМО» при создании офтальмологических аппликаторов для клиники «Микрохирургия глаза».1. Члены комиссии:1. А.В.Беликов1. А.В.Скрипник1. В.Л.Селиванов