vestiftИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-технических наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Physical-technical series1561-83582524-244XThe Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1561-8358-2026-71-3-233-242vestift-955Research ArticleРАДИОЭЛЕКТРОНИКА И ПРИБОРОСТРОЕНИЕRADIOELECTRONICS AND INSTRUMENT-MAKINGПортативная оптическая микрофлюиидная система для анализа агрегации тромбоцитов в потоке цельной кровиPortable optical microfluidic system for analysing trombocite aggregation in whole blood flowhttps://orcid.org/0000-0002-7574-3437БыковА. А.BykovA. A.

Быков Алексей Александрович – кандидат технических наук, руководитель отдела разработок и инноваций

ул. Средняя Калитниковская, 30, 109029, Москва

Alexey A. Bykov – Cand. Sci. (Engineering), Head of the Development and Innovation Department

30, Srednyaya Kalitnikovskaya St., 109029, Moscow

ax.bykov@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2762-5460КоробкинаЮ.-Д. Д.KorobkinaYu.-J. D.

Коробкина Юлия-Джессика Дмитриевна – кандидат биологических наук, научный сотрудник лаборатории внутриклеточной сигнализации и системной биологии

ул. Средняя Калитниковская, 30, 109029, Москва

Yulia-Jessica D. Korobkina – Cand. Sci. (Biology), Researcher of the Laboratory of Intracellular Signaling and Systems Biology

30, Srednyaya Kalitnikovskaya St., 109029, Moscow

juliajessika@gmail.comЯстребовИ. А.YastrebovI. A.

Ястребов Иван Александрович – студент физического факультета

Ленинские горы, 1, 119991, Москва

Ivan A. Yastrebov – Student of the Physics Department

1, Leninskie Gory, 119991, Moscow

vantorio8@gmail.comhttps://orcid.org/0009-0007-9759-7614БелыхА. Ю.BelykhA. Yu.

Белых Андрей Юрьевич – инженер отдела разработок и инноваций

ул. Средняя Калитниковская, 30, 109029, Москва

Andrey Yu. Belykh – Engineer of the Development and Innovation Department

30, Srednyaya Kalitnikovskaya St., 109029, Moscow

andbelix@mail.ruhttps://orcid.org/0009-0009-9211-7081КорнееваА. А.KorneevaA. A.

Корнеева Анастасия Алексеевна – ведущий инженер отдела разработок и инноваций

ул. Средняя Калитниковская, 30, 109029, Москва

Anastasia A. Korneeva – Leading Engineer of the Development and Innovation Department

30, Srednyaya Kalitnikovskaya St., 109029, Moscow

aa.korneeva13@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4720-7319СвешниковаА. Н.SveshnikovaА. N.

Свешникова Анастасия Никитична – доктор физико-математических наук, профессор РАН, заведующий лабораторией внутриклеточной сигнализации и системной биологии; профессор кафедры физики колебаний физического факультета

ул. Средняя Калитниковская, 30, 109029, Москва

Ленинские горы, 1, 119991, Москва

Anastasia N. Sveshnikova – Dr. Sci. (Physics and Mathematics), Professor of the Russian Academy of Sciences, Head of the Laboratory of Intracellular Signaling and Systems Biology; Professor of the Department of Oscillation Physics, Faculty of Physics

30, Srednyaya Kalitnikovskaya St., 109029, Moscow

1, Leninskie Gory, 119991, Moscow

a.sveshnikova@physics.msu.ruФедеральное государственное бюджетное учреждение науки «Центр теоретических проблем физико-химической фармакологии РАН»РоссияCenter for Theoretical Problems of Physico-Chemical Pharmacology, Russian Academy of SciencesRussian FederationФедеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова»РоссияLomonosov Moscow State UniversityRussian FederationФедеральное государственное бюджетное учреждение науки «Центр теоретических проблем физико-химической фармакологии РАН»; Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова»РоссияLomonosov Moscow State UniversityRussian Federation202629092026713233242Copyright © Быков А.А., Коробкина Ю.Д., Ястребов И.А., Белых А.Ю., Корнеева А.А., Свешникова А.Н., 20262026Быков А.А., Коробкина Ю.Д., Ястребов И.А., Белых А.Ю., Корнеева А.А., Свешникова А.Н.Bykov A.A., Korobkina Y.D., Yastrebov I.A., Belykh A.Y., Korneeva A.A., Sveshnikova А.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestift.belnauka.by/jour/article/view/955

Разработан портативный оптический флуоресцентный микроскоп, который позволяет производить оценку образцов крови для экспресс-диагностики различных заболеваний и определения их стадий путем анализа флуоресцентных маркеров и оптических изображений клеток. К особенностям микроскопа можно отнести возможность наклона оптической оси и предметного столика с проточной камерой. Отклонение оптической оси способствует движению клеток в камере за счет собственной силы тяжести и эмитирует естественное движение потока клеток в организме. Такая постановка эксперимента позволила производить исследование, не прибегая к применению шприцевых и перистальтических насосов, которые могут оказывать влияние на исследуемые клетки, повреждая их и усложняя интерпретацию результатов анализа. Проведена серия исследований проб крови в проточных камерах, в которой показано, что для роста тромбоцитарного тромба на подложке из фибриллярного коллагена разработанная портативная система воспроизводит результаты на уровне полноценного стационарного флуоресцентного микроскопа. Компактность и портативность разработанного прибора позволяет с легкостью производить его транспортировку и выполнять исследования в условиях полевых лабораторий и медицинских учреждений, не имеющих специального оснащения для диагностики малораспространенных и редких заболеваний.

A portable optical fluorescence microscope has been developed for evaluating blood samples to perform rapid diagnostics and staging of various diseases by analyzing fluorescent markers and optical cell images. Distinctive features of the microscope include the ability to tilt both the optical axis and the stage equipped with a flow chamber. Tilting the optical axis enables cell movement within the chamber driven by gravity, mimicking the natural flow of cells in the body. This experimental setup allows investigations to be conducted without syringe or peristaltic pumps, which can affect the studied cells, damage them, and complicate the interpretation of analysis results. A series of blood sample studies in flow chambers demonstrated that the developed portable system reproduces results on par with a full-scale stationary fluorescence microscope for platelet thrombus growth on a fibrillar collagen substrate. The compact and portable design of the device ensures easy transportation, enabling research in field laboratories and medical institutions that lack specialized equipment for diagnosing uncommon and rare diseases.

флуоресцентная микроскопияпроточная камерахемотаксисгранулоцитытромбоцитытромбовоспалениеfluorescence microscopyflow chamberchemotaxisgranulocytesplateletsthromboinflammationработа выполнялась при поддержке Министерства науки и высшего образования Россий- ской Федерации в рамках Программы фундаментальных научных исследований государственных академий наук (125122615105-3).the study was supported by the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation (125122615105-3).ReferencesAlexa Dyes, a Series of New Fluorescent Dyes that Yield Exceptionally Bright, Photostable Conjugates / N. PanchukVoloshina, R. P. Haugland, J. Bishop-Stewart [et al.] // Journal of Histochemistry & Cytochemistry. – 1999. – Vol. 47, iss. 9. – P. 1179–1188. https://doi.org/10.1177/002215549904700910Panchuk-Voloshina N., Haugland R. P., Bishop-Stewart J., Bhalgat M. K., Millard P. J., Mao F., Leung W.-Y., Haug- land R. P. Alexa Dyes, a Series of New Fluorescent Dyes that Yield Exceptionally Bright, Photostable Conjugates. Journal of Histochemistry & Cytochemistry, 1999, vol. 47, iss. 9, pp. 1179–1188. https://doi.org/10.1177/002215549904700910DiOC6(3): a Useful Dye for Staining the Endoplasmic Reticulum / R. W. Sabnis, T. D. Deligeorgiev, M. N. Jachak, T. S. Dalvi // Biotechnic & Histochemistry. – 1997. – Vol. 72, iss. 5. – P. 253–258. https://doi.org/10.3109/10520299709082249Sabnis R. W., Deligeorgiev T. D., Jachak M. N., Dalvi T. S. DiOC6(3): a Useful Dye for Staining the Endoplasmic Reticulum. Biotechnic & Histochemistry, 1997, vol. 72, iss. 5, pp. 253–258. https://doi.org/10.3109/10520299709082249Structural Characterization of B-DNA d(CGTGAATTCACG)2 in Complex with the Specific Minor Groove Binding Fluorescent Marker Hoechst 33342 / H. Sbirkova-Dimitrova, R. Rusew, H. Gerginov [et al.] // Crystals. – 2025. – Vol. 15, iss. 1. – Art. ID 20. https://doi.org/10.3390/cryst15010020Sbirkova-Dimitrova H., Rusew R., Gerginov H., Heroux A., Shivachev B. L. Structural Characterization of B-DNA d(CGTGAATTCACG)2 in Complex with the Specific Minor Groove Binding Fluorescent Marker Hoechst 33342. Crystals, 2025, vol. 15, iss. 1, art. ID 20. https://doi.org/10.3390/cryst15010020Interaction of diamidino-2-phenylindole (DAPI) with natural and synthetic nucleic acids / G. Manzini, M. L. Barcellona, M. Avitabile, F. Quadrifoglio // Nucleic Acids Research. – 1983. – Vol. 11, iss. 24. – P. 8861–8876. https://doi.org/10.1093/nar/11.24.8861Manzini G., Barcellona M. L., Avitabile M., Quadrifoglio F. Interaction of diamidino-2-phenylindole (DAPI) with natural and synthetic nucleic acids. Nucleic Acids Research, 1983, vol. 11, iss. 24, pp. 8861–8876. https://doi.org/10.1093/nar/11.24.8861Lippincott-Schwartz, J. Development and Use of Fluorescent Protein Markers in Living Cells / J. Lippincott-Schwartz, H. G. Patterson // Science. – 2023. – Vol. 300, iss. 5616. – P. 87–91. https://doi.org/10.1126/science.1082520Lippincott-Schwartz J., Patterson H. G. Development and Use of Fluorescent Protein Markers in Living Cells. Science, 2023, vol. 300, iss. 5616, pp. 87–91. https://doi.org/10.1126/science.1082520Imaging Platelet Processes and Function-Current and Emerging Approaches for Imaging in vitro and in vivo / S. J. Montague, Y. J. Lim, W. M. Lee, E. E. Gardiner // Frontiers in Immunology. – 2020. – Vol. 11. – Art. ID 78. https://doi.org/10.3389/fimmu.2020.00078Montague S. J., Lim Y. J., Lee W. M., Gardiner E. E. Imaging Platelet Processes and Function-Current and Emerging Approaches for Imaging in vitro and in vivo. Frontiers in Immunology, 2020, vol. 11, art. ID 78. https://doi.org/10.3389/fimmu.2020.00078Dissecting thrombus-directed chemotaxis and random movement in neutrophil near-thrombus motion in flow chambers / J.-J. D. Korobkin, E. A. Deordieva, I. P. Tesakov [et al.] // BMC Biology. – 2024. – Vol. 22, iss. 1. – Art. ID 115. https://doi.org/10.1186/s12915-024-01912-2Korobkin J.-J. D., Deordieva E. A., Tesakov I. P., Adamanskaya E.-I. A., Boldova A. E., Boldyreva A. A., Galkina S. V. [et al.]. Dissecting thrombus-directed chemotaxis and random movement in neutrophil near-thrombus motion in flow cham- bers. BMC Biology, 2024, vol. 22, iss. 1, art. ID 115. https://doi.org/10.1186/s12915-024-01912-2Заказнов, Н. П. Лупа и микроскоп / Н. П. Заказнов, С. П. Кирюшин, В. И. Кузичев // Теория оптических систем / Н. П. За казнов, С. П. Кирюшин, В. И. Кузичев. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1992. – Гл. 13. – С. 190–204.Zakaznov N. P., Kiryushin S. P., Kuzichev V. I. Theory of Optical Systems. Ch. 13. Magnifier and Microscope. Moscow, Mashinostroenie Publ., 1992, pp. 190–204 (in Russian).Fluorescence Microscopy / A. Diaspro, P. Bianchini, F. Cella Zanacchi [et al.] // Springer Handbook of Microscopy / eds.: P. W. Hawkes, J. C. H. Spence. – Cham: Springer, 2019. – P. 1039–1088. https://doi.org/10.1007/978-3-030-00069-1_21Diaspro A., Bianchini P., Cella Zanacchi F., Lanzanò L., Vicidomini G., Oneto M., Pesce L., Cainero I. Fluorescence Microscopy. Hawkes P. W., Spence J. C. H. (eds.). Springer Handbook of Microscopy. Cham, Springer Publ., 2019, pp. 1039–1088. https://doi.org/10.1007/978-3-030-00069-1_21Stephens, D. J. Light Microscopy Techniques for Live Cell Imaging / D. J. Stephens, V. J. Allan // Science. – 2003. – Vol. 300, iss. 5616. – P. 82–86. https://doi.org/10.1126/science.1082160Stephens D. J., Allan V. J. Light Microscopy Techniques for Live Cell Imaging. Science, 2003, vol. 300, iss. 5616, pp. 82–86. https://doi.org/10.1126/science.1082160Ex vivo observation of granulocyte activity during thrombus formation / D. S. Morozova, A. A. Martyanov, S. I. Obydennyi [et al.] // BMC Biology. – 2022. – Vol. 20, iss. 1. – Art. ID 32. https://doi.org/10.1186/s12915-022-01238-x 12. Вейнберг, Т. И. Каталог цветного стекла / Т. И. Вейнберг. – М.: Машиностроение, 1967. – 62 с.Morozova D. S., Martyanov A. A., Obydennyi S. I., Korobkin J.-J. D., Sokolov A. V., Shamova E. V., Gorudko I. V. [et al.]. Ex vivo observation of granulocyte activity during thrombus formation. BMC Biology, 2022, vol. 20, iss. 1, art. ID 32. https://doi.org/10.1186/s12915-022-01238-xVeinberg T. I. Colored Glass Catalog. Moscow, Mashinostroenie Publ., 1967. 62 p. (in Russian).Veinberg T. I. Colored Glass Catalog. Moscow, Mashinostroenie Publ., 1967. 62 p. (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.