Система микроманипулирования сенсиллами насекомых на основе сплава Ti50Ni25Cu25 с эффектом памяти формы
Russian science foundation, 22-19-00783
Russian science foundation, 23-29-00779
R
фон Гратовски С.В.
1, Жуковская М.И.
2, Луничкин А.М.
2, Шеляков А.В.
3, Ситников Н.Н.
4, Коледов В.В.
1,5, Бородако К.А.
1,3, Петренко С.Ф.
51Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН, Москва, Россия
2Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова РАН, Санкт-Петербург, Россия
3Национальный исследовательский ядерный университет "МИФИ", Москва, Россия
4Государственный научный центр РФ Исследовательский центр им. М.В.Келдыша, Москва, Россия
5Научно-технологический университет "Сириус", Сочи, Россия
Email: svetlana.gratowski@yandex.ru, mzhukovskaya@rambler.ru, bolverkdc@mail.ru, alex-shel@mail.ru, sitnikov_nikolay@mail.ru, victor_koledov@mail.ru, borodako_kir@mail.ru
Поступила в редакцию: 4 марта 2023 г.
В окончательной редакции: 16 мая 2023 г.
Принята к печати: 25 мая 2023 г.
Выставление онлайн: 23 июля 2023 г.
Для противодействия насекомым-вредителям необходимы фундаментальные знания об их физиологии и поведенческих реакциях. Однако ввиду малого размера насекомых вообще, и их сенсорных образований (сенсилл) в частности, изучение физиологии сенсорных систем насекомых до последнего времени было ограничено недостаточной точностью и избирательностью экспериментального механического воздействия. Для ликвидации данного пробела в изучении насекомых предложена физическая технология, основанная на микромеханическом устройстве - микропинцете на основе слоистого структурного композита из сплава Ti50Ni25Cu25 с эффектом памяти формы (ЭПФ), совмещенном с системой температурного контроля и трехкоординатным пьезоэлектрическим микропозиционером. Микропинцет с ЭПФ селективно захватывает мельчайшие сенсиллы изучаемых насекомых, давая возможность их прецизионной механической стимуляции с одновременной регистрацией физиологических ответов, генерируемых сенсиллами, методами отведения импульсов в нервных центрах насекомого. Ключевые слова: сплавы с эффектом памяти формы, микропинцет с ЭПФ, сенсиллы насекомых, отведение импульсов в нервных центрах насекомого. DOI: 10.21883/JTF.2023.08.55987.37-23
- M. Dijkstra, J.J. Van Baar, R.J. Wiegerink, T.S. Lammerink, J.H. De Boer, G.J. Krijnen. J. Micromech. Microeng., 15 (7), S132 (2005). DOI: 10.1088/0960-1317/15/7/019
- S.N. Gorb. Insect-Inspired Technologies: Insects as a Source for Biomimetics. (In: A. Vilcinskas (eds) Insect Biotechnology. Biologically-Inspired Systems, Springer, Dordrecht, 2011). DOI: 10.1007/978-90-481-9641-8_13
- H. Altner, H. Sass, I. Altner. Cell Tissue Res., 176 (3), 389 (1977). DOI: 10.1007/BF00221796
- D. Klocke, A. Schmitz, H. Soltner, H. Bousack, H. Schmitz. Beilstein J. Nanotechnol., 2 (1), 186 (2011). DOI: 10.3762/bjnano.2.22
- Т.В. Кузнецова, И.Ю. Северина. ЖЭБФ, 45 (4), 425 (2009)
- J.C. Tuthill, R.I. Wilson. Curr. Biol., 26 (20), R1022 (2016). DOI: 10.1016/j.cub.2016.06.070
- A.A. Polilov. PLoS ONE, 12 (5), e0175566 (2017). DOI: 10.1371/journal.pone.0175566
- D. Shaller. Cell Tissue Res., 191 (1), 121 (1978). DOI: 10.1007/BF00223221
- А.М. Луничкин, М.И. Жуковская. ЖЭБФ, 57 (1), 44 (2020). DOI: 10.31857/S004445292101006X
- F. Marion-Poll, T.R. Tobin. J. Neurosci. Methods, 37 (1), 1 (1991). DOI: 10.1016/0165-0270(91)90015-R
- М.А. Landolfa, J.P. Miller. J. Comp. Physiol. A, 177 (6), 749 (1995). DOI: 10.1007/BF00187633
- А.М. Луничкин, А.Н. Князев. ЖЭБФ, 53 (6), 425 (2017)
- K. Joshi, A. Mian, J. Miller. J. Biomech. Eng., 138 (8), 081006 (2016). DOI: 10.1115/1.4033915
- C. Magal, O. Dangles, P. Caparroy, J. Casas. J. Theor. Biol., 241 (3), 459 (2006). DOI: 10.1016/j.jtbi.2005.12.009
- M. Kanou, T Shimozawa. J. Comp. Physiol. A, 154 (3), 357 (1984). DOI: 10.1007/BF00605235
- K.A. Slinker, C. Kondash, B.T. Dickinson, J.W. Baur. Adv. Mater. Technol., 1 (9), 1600176 (2016). DOI: 10.1002/admt.201600176
- F. Marion-Poll. Entomol. Exp. Appl., 80 (1), 116 (1996). DOI: 10.1111/j.1570-7458.1996.tb00900.x
- S. von Gratowski, V. Koledov, V. Shavrov, S. Petrenko, A. Irzhak, A. Shelyakov, R. Jede. Advanced System for Nanofabrication and Nanomanipulation Based on Shape Memory Alloy (In: Frontiers in Materials Processing, Applications, Research and Technology, Springer, Singapore, 2018)
- V. Koledov, V. Shavrov, S. Von Gratowski, S. Petrenko, A. Irzhak, A. Shelyakov. Conference Proceedings International Conference on Manipulation, Manufacturing and Measurement on the Nanoscale, 3M-NANO (Taipei, Taiwan, 2014), 70573474. DOI: 10.1109/3M-NANO.2014.7057347
- A. Shelyakov, N. Sitnikov, K. Borodako, V. Koledov, I. Khabibullina, S. von Gratowski. J. Micro-Bio Robot., 16 (1), 43 (2020). DOI: 10.1007/s12213-020-00126-3
- A.V. Shelyakov, N.N. Sitnikov, A.P. Menushenkov, R.N. Rizakhanov, A.A. Ashmarin. Bull. Russ. Acad. Sci. Phys., 79 (9) 1134 (2015). DOI: 10.3103/S106287381509018X
- A. Kamantsev, A. Mashirov, P. Mazaev, V. Koledov, V. Shavrov, V. Dikan, A. Shelyakov. Microsc. Microanal., 21 (S3), 1999 (2015). DOI: 10.1017/S1431927615010776
- Г. И. Рожкова. Нейрофизиология церкальной системы насекомых (Наука, М., 1993)
- R. Heub lein, H. Gras, W. Gnatzy. Functional Coupling of Cercal Filiform Hairs and Campaniform Sensilla in Crickets (In: S.N. Gorb (eds) Functional Surfaces in Biology, Springer, Dordrecht, 2009), DOI: 10.1007/978-1-4020-6697-9_12
- P. Schlossmacher, N. Boucharat, H. Rosner, G. Wilde, A.V. Shelyakov. J. De Physique, IV: JP, 112(II), 731 (2003). DOI: 10.1051/jp4:2003986
- A. Shelyakov, N. Sitnikov, S. Saakyan, A. Menushenkov, R. Rizakhanov, A. Korneev. Mater. Sci. Forum, 738-739, 352 (2013). DOI: 10.4028/www.scientific.net/MSF.738-739.352
Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.
Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.