7.3 Mecanisme de producție 116 7.3.1 Absorbție liniară 116 7.3.2 Termocavitație 117 7.3.3 Particule încălzite cu laser 117 7.3.4 Absorbție neliniară 117 7.3.5 Stresul la tracțiune 117 7.4. Dinamica bulei și metode de detectare 118 7.4.1 Video de mare viteză 118 7.4.2 Imagini rezolvate în timp 118 7.4.3 Transmitanță spațială modulată 119 7.4.4 Deflexia fasciculului de testare 119 7.4.5 Interferometrie Mach-Zehnder 120 7.4.6 Ultrasonic/acustic detecție 120 7,5 Aplicații 120 7,5.1 Chirurgie corneeană 121 7,5.2 Litotricție 121 7,5.3 Măsurarea presiunii intraoculare 121 7,5.4. Distrugerea celulelor și a țesuturilor 121 7.5.5 Proprietăți mecanice ale fluidelor, țesuturilor și celulelor 121 7.5.6. Fluxuri induse de bule 121 7.5.7 Livrarea medicamentului 122 7.5.8 Imagerie cu ultrasunete 122 7.5.9 Facoemulsificare 122 7.6 Investigarea cavitației în Mexic 122 7.6.1 UNAM 122 7.6.2 CICESE 123 7.6.3 INAOE 124 7.6 .4 UASLP 124 7.6 .5. Dr. Leonardo Traversoni (Cercetător independent) 124 7.7 REFERINȚE 124 8. Prelucrarea imaginilor 129 8.1 Introducere 130 8.2. Referințe 135 9. Optică vizuală 139 9.1 Introducere 140 9.2 Situație națională 140 9.3 Laboratorul național de optică vizuală 141 5

mexic

1. TERAPIA FOTODINAMICĂ Dra. Teresita Spezzia Mazzocco. Institutul Național de Astrofizică Optică și Electronică Dra. Eva Ramón Gallegos Școala de Științe Biologice IPN Dr. Héctor Hugo Cerecedo Núñez Facultatea de Fizică, Universitatea Veracruzana Dra. Alma Reed Valor Școala Superioară de Inginerie Mecanică și Electrică Dr. Suren Stolik Isakina Școala Superioară de Inginerie Mecanică și electricitate Dr. Juan Manuel de la Rosa Vásquez Școala superioară de inginerie mecanică și electrică Dr. Gabriel Ramos Ortiz Centrul de cercetare optică, AC Dra. Dania Hernández Sánchez Graphenemex, SA de C.V. 9

2. Microscopie și spectroscopie optică Christopher Wood, Laboratorul Național de Microscopie Avansată, UNAM León Islas Suarez, Facultatea de Medicină, UNAM Raúl Rangel Rojo, Departamentul de Optică, CICESE Meritxell Riquelme Pérez, Departamentul de Microbiologie Experimentală, CICESE Gabriel Ramos Ortiz, Centro de Cercetare optică Jorge Mauricio Flores Moreno, Centrul de cercetare optică Rosario Porras Aguilar, INAOE Konstantinos Falaggis, Departamentul de optică, CICESE Jorge Castro Ramos, INAOE Alexis Vázquez Villa, IPICYT Enoch Gutiérrez Herrera, CCADET, UNAM 28

spectroscopie de absorbție atomică spectroscopie de absorbție atomică biologică 710 spectroscopie de absorbție atomică țesut 590 spectroscopie de absorbție atomică cancer 248 spectroscopie de absorbție atomică biofotonic 0 spectroscopie de absorbție atomică biomedical 0 4 7 2 0 0 Total 1548 13 spectroscopie de raze X spectroscopie de raze biologice x spectroscopie de raze țesut x raze spectroscopie cancer spectroscopie cu raze x spectroscopie biomedicală cu raze x biofotonic 6036 3422 2232 2794 4 54 41 26 24 0 Total 14 488 145 Spectroscopie moleculară Spectroscopie moleculară biologică Spectroscopie moleculară țesut Spectroscopie moleculară cancer Spectroscopie moleculară biomedicală Spectroscopie moleculară 1265 78 3611 biofotonică 0 3241 15 895 86 Spectroscopie cu infraroșu Spectroscopie cu infraroșu biologic Spectroscopie cu infraroșu țesut Spectroscopie cu infraroșu cancer Spectroscopie cu infraroșu biomedical Spectroscopie cu infraroșu biofotonic 6146 9248 3519 2987 43 37 32 20 21 0 Total 21 943 110 Spectroscopie biologică UV-Vis -Vis spectroscopie biologică UV-Vis spectroscopie țesut UV-Vis spectroscopie cancer Spectru UV-Vis biomedical UV-Vis spectroscopie biofotonic 1911 288 1090 579 0 26 6 19 8 0 Total 3868 59 39

Microscopie cu forță atomică - Spectroscopie în infraroșu AFM-IR AFM-IR biologică AFM-IR țesut AFM-IR cancer AFM-IR biomedical AFM-IR biofotonică 5 1 2 0 0 0 0 0 0 Total 8 0 Spectroscop de descompunere indus de laser și LIBS LIBS biologice LIBS țesut LIBS cancer LIBS biomedical LIBS biofotonic 228 334 105 50 0 0 1 0 0 0 Total 717 1 Raman spectroscopie Raman spectroscopie biologică Raman spectroscopie țesut Raman spectroscopie cancer Raman spectroscopie biomedical Raman spectroscopie biofotonic 3864 3548 2663 1424 52 35 26 27 16 0 Total 11 551 104 3 Suprafață îmbunătățită Raman Spectroscop și SERS SERS țesut biologic SERS SERS cancer SERS biomedical SERS biofotonic 1060 292 829 373 11 6 2 5 3 0 Total 2565 16 Suprafață îmbunătățită spațial compensată Raman spectroscopic (SESORS) SESORS biologic SESORS țesut SESORS cancer SESORS biomedical SESORS biofotonic 3 6 3 2 0 0 0 0 0 0 40

Total 14 0 Vibrational Spectroscop y VIBRATIONAL SPECTROSCOPY 1528 biologic 688 VIBRATIONAL SPECTROSCOPY reflectance spectroscopy 13 Diffctance spectroscopy reflectanceos spectroscopy 410 spectroscopy biologic reflectance spectroscopy 456 VIBRATIONAL SPECTROSCOPY cancer 249 VIBRATIONAL SPECTROSCOPY 2 BICCOPYCOPY 439 Spectroscopie de reflectanță difuză biomedicală 111 Spectroscopie de reflectanță difuză biofotonic 12 3 11 0 1 0 Total 2 272 15 Chemometri cs CHEMOMETRICS biologic CHEMOMETRICS țesut CHEMOMETRICS cancer CHEMOMETRICS biomedical CHEMOMETRICS biophotonics 2 1 0 952 621 49 spectroscopie NMR 304 211 49 Spectroscopie totală 9 a țesutului spectroscopiei RMN 2283 6 rezonanță Spectroscopie RMN cancer 1440 3 spectroscopie magnetică RMN biomedicală 378 3 spectroscopie RMN nucleară biofotonică 0 0 (RMN) Total 7160 21 Tabelul 1.- Numărul articolelor naționale și internaționale terminări în diferitele domenii ale spectroscopiei. Din tabelul 1, putem deduce că în spectroscopie și comparându-ne cu restul lumii, în fluorescență se publică 0,4% din total; în spectroscopie atomică de 41

16 Verdín, J., Bartnicki Garcia, S. și Riquelme, M. (2009). Stratificarea funcțională a Spitzenkörper din Neurospora crassa. Microbiologie moleculară, 74 (5), 1044-1053. 17. Sánchez-León, et. la. (2011). Traficul de chitină sintază 1 (CHS-1) către Spitzenkörper și dezvoltarea septelor în hife ale Neurospora crassa: dependență de actină și dovezi ale populațiilor de microvesicule distincte. Celula eucariotă, 10 (5), 683-695. 18. Riquelme, M., Bredeweg, et. la. (2014). Complexul de exocist Neurospora crassa leagă veziculele Spitzenkörper de membrana plasmatică apicală în timpul creșterii polarizate. Biologia moleculară a celulei, 25 (8), 1312-1326. 19. Sánchez León, E., et. la. (2015). Rab GTPase YPT 1 se asociază cu cisterne Golgi și microvesicule Spitzenkörper în Neurospora crassa. Microbiologie moleculară, 95 (3), 472-490. 44

3.- Pensete și micromanipulare optice Braulio Gutiérrez Medina (IPICYT) José Luis Hernández Pozos (UAM-I) Héctor Hugo Cerecedo Núñez (UV) Ulises Ruiz Corona (INAOE) Rubén Ramos García (INAOE) Víctor Ruiz Cortés (CICESE) Remy Avila Foucat (CFATA-UNAM) Elisa Tamaríz Domínguez (UASLP) Karen Volke Sepúlveda (IF-UNAM) Iván Santamaría Holek Paulina Segovia Olvera (CICESE) 45

3.1 Introducere. Dr. Braulio Gutiérrez Medina Unul dintre instrumentele fotonice dezvoltate și aplicate cu mai mare succes în studiul sistemelor biologice este clema optică (sau capcană), care este capabilă să manipuleze materiale dielectrice, celule și macromolecule la scară micro și nanometrică utilizând lumina . În geometria sa cea mai simplă, o clemă optică constă dintr-un fascicul laser focalizat prin intermediul unui obiectiv de microscop cu deschidere numerică mare, până la atingerea dimensiunii minime stabilite prin difracție

5 Tomografie fotoacustică, fenomene fototermice și biosenzori Crecencio Garcia Segundo Laborator de imagistică biomedicală, fizică și computațională CCAEDET, UNAM [email protected]. 85

ICPPP15, 19-23 iulie 2009, Leuven, Belgia ICPPP16, 27 noiembrie-1 decembrie 2011, Merida, Yucatan, Mexic ICPPP17, 20-24 octombrie 2013, Suzhou, Jiangsu, China ICPPP18, 6-10 septembrie 2015, Novi Sad, Serbia ICPPP19, 16-20 iulie 2017, Bilbao, Spania Pentru o descriere sumară a progreselor tehnice și tehnologice a se vedea [3]. În termeni statistici, productivitatea și interesul pentru zonă sunt următoarele, Figura. Rezumatul statisticilor privind producția mondială în cercetarea tomografiei fotoacustice. Font SCOPUS 89

supravegheate de un omolog științific sau clinic, după caz. Aspectele generale ale limitărilor până în 2001 sunt descrise în [5] Deși s-au înregistrat progrese semnificative, nu există încă o validare clinică deschisă. În 2009, a fost raportată o posibilă metodologie de normalizare și standardizare a imaginilor biomedicale [6], cu toate acestea este încă luată în considerare într-o stare experimentală. În căutarea de imagistică cu infrarosu medical, Scopus a raportat 4.517 documente și 90.023 brevete. Înregistrările sunt din 1964 cu articolul de Wolfe [7]. Din grupurile mexicane există 14 publicații. În căutarea de termografie medicală, Scopus a raportat 2202 de documente și 4194 de brevete. 1964 coincide cu anul în care sunt raportate cinci contribuții suplimentare la Wolfe. Există 4 în Analele Academiei de Științe din New York și una în British Medical Journal. Cu căutarea de imagini fototermale, Scopus raportează 2.112 documente și 5.488 brevete. Aici 15 publicații sunt afiliate în Mexic, inclusiv: Guanajuato, Michoacan, Puebla, Mexico City, Veracruz și San Luis Potosi, Chihuahua și Sonora, în principal. Cifrele de mai jos includ datele statistice din căutarea Scopus Rezultate statistice pentru căutarea medicală în imagini cu infraroșu 91

Institutul Național de Astrofizică, Optică și Electronică INAOE Tonanzintla, Centrul Puebla de Cercetare Științifică și Învățământ Superior din Ensenada CICESE Ensenada, Universitatea Autonomă Baja California din Zacatecas UAZ Zacatecas, Zacatecas 95

6. MATERIALE PENTRU BIOFOTONICĂ Dr. Gabriel Ramos Ortiz (Centrul de Cercetare Optică, León, Mexic). Coordonator și membru al CTA. Dr. Miguel Camacho López (Universitatea Autonomă a Statului Mexic) Dr. Miguel Ángel Méndez Rojas (Universitatea din America, Puebla) Dr. Tzarara López Luke (Centrul de Cercetare în Optică) Dr. Luis Armando Díaz Torres (Centrul de Cercetare în Optică) 96

6.2 Utilizarea materialelor în tehnicile și dispozitivele biofotonice Acest capitol nu urmărește să facă o descriere detaliată a principiilor optice și fundamentelor pe care se bazează utilizarea materialelor în biofotonică, ci mai degrabă să prezinte într-un mod general stadiul tehnicii și activități care sunt dezvoltate în acest domeniu în Mexic. Într-un mod general și ilustrativ, unele aplicații ale materialelor în biofotonic sunt exemplificate mai jos. Terapie fototermică: un agent (fotosensibilizator) capabil să absoarbă radiațiile optice este direcționat selectiv către un țesut sau organ; După ce agentul absoarbe radiația, acesta generează în mod eficient căldură pentru a da terapie termică (eliminarea celulelor canceroase) în regiunea respectivă a organismului, așa cum se arată în Figura 1. Fig. 1 Schema procesului de fototerapie termică În prezent, agenții pentru acest tip de terapie constau din nanoparticule metalice a căror dimensiune și design morfologic favorizează o terapie eficientă. 98

Fig. 10 Numărul de articole științifice din lume legate de terapia fototermică (graficul din stânga) și numărul de citate obținute prin aceste lucrări (graficul din dreapta). Se observă că acest subiect a avut o creștere constantă în ultimii ani. În cazul lucrărilor generate de cercetători mexicani, sunt disponibile următoarele statistici: Fig. 10 Numărul de articole științifice generate de oamenii de știință mexicani legate de terapia fototermală (graficul din stânga) și numărul de citate obținute prin aceste lucrări (graficul din dreapta). Mai jos sunt câteva lucrări găsite în acest domeniu, precum și instituțiile de afiliere. 104

Căutați în ISI Web despre lucrări în terapie cu materiale magnetice Căutați cuvinte cheie: magnetic ȘI (cancer SAU terapie SAU nanoparticule) 105

În cazul materialelor magnetice și a utilizării lor pentru terapie și diagnostic prin bioimagistică, s-au găsit înregistrări de 4500 de lucrări din întreaga lume, dintre care aproximativ 300 corespund unor lucrări generate de cercetători mexicani. Statisticile pentru Mexic sunt următoarele: Fig. 11 Numărul de articole generate de oamenii de știință mexicani referitoare la materialele magnetice din biofotonic (graficul din stânga) și numărul de citate obținute de aceste lucrări (graficul din dreapta). Se observă că acest câmp al materialelor magnetice este unul dintre cele mai active din zona biofotonică din Mexic. Câteva lucrări în acest domeniu sunt citate mai jos 106

Căutați în ISI Web pe lucrări de diagnostic și bioimagistică folosind materiale luminescente Căutați cuvinte cheie: (fluorescență SAU luminiscentă) ȘI (cancer SAU terapie SAU nanoparticule) Motorul de căutare a obținut un total de aproximativ 200 de documente generate de cercetători din Mexic în această zonă. Statisticile privind aceste locuri de muncă sunt: ​​107

Fig. 12 Numărul de articole generate de oamenii de știință mexicani referitoare la materiale luminescente în biofotonic (graficul din stânga) și numărul de citate obținute prin aceste lucrări (graficul din dreapta). Câteva lucrări în acest domeniu sunt citate mai jos 108

Căutare în ISI Web despre lucrări în biosenzori și senzori chimici luminiscenți și colorimetrici Cuvinte cheie de căutare: (Fluorescență SAU luminiscentă) ȘI (senzori) Motorul de căutare a generat în total aproximativ 100 de documente generate de cercetători din Mexic în această zonă. Statisticile privind aceste lucrări sunt: ​​Fig. 13 Numărul de articole generate de oamenii de știință mexicani referitoare la biosenzori și senzori chimici luminiscenți (graficul din stânga) și numărul de citări obținute prin aceste lucrări (graficul din dreapta). Câteva lucrări în acest domeniu sunt citate mai jos 109

Căutați în ISI Web despre lucrări în SERS Cuvinte cheie: spectroscopie Raman îmbunătățită de suprafață SAU SERS Motorul de căutare a generat în total aproximativ 100 de documente generate de cercetători din Mexic în această zonă. Statisticile privind aceste locuri de muncă sunt: ​​110

Fig. 14 Numărul de articole generate de oamenii de știință mexicani referitoare la SERS (graficul din stânga) și numărul de citate obținute prin aceste lucrări (graficul din dreapta). 111