Способ определения поляризационных характеристик частиц

Способ определения поляризационных характеристик частиц

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к способам исследования физических характеристик макрочастиц и может быть использовано в биофизике для оценки величины иммуногенности биообъектов, а также для оценки физиологического состояния клеток любой природы Целью изобретения является расширение функциональных возможностей способа при измерении дипольного момен та и поляризуемости биочастпц Для отого измерение производят в специально подобранной жидком среде в которой создают нестационарное электрическое ПОПР Регистрируют траекторию движения час гицн и рассчитывают дипольнь й момент и гслчри зуемость с учетом динамической вязкости среды и поляризуемости жидкости Р Ч:ЖЕЭ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ср +Е4: Кср =kK4

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4641682/25 (22) 25.01.89 (46) 15.04,91. Бюл. N. 14 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт молекулярной биологии Научнопроизводственного объединения "Вектор" (72) Т,С,Бакиров, В.M.Ãåíåðàëîâ и В.M.×åðмашенцев (53) 543,25(088.8) (56) Чирков Э.Н., Бабаев Ю.Н. Электромагнитная природа иммунитета и клеточной дифференцировки. Препринт 87 — 6?

АН УССР, Ин-т кибернетики им.В.M.Ãëóøкова, Киев, 1987, с.1 — 3.

Справочники по дипольным моментам.

М,; Высшая школа, 1971, с.б — 23.

Изобретение относится к.способам исследования физических характеристик микрочастиц и может быть использовано в биофизике для оценки величины иммуногенности биообъектов — микроорганизмов, вирусов и клеток, а также для оценки физиологического состояния клеток любой природы.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей способа при измерении дипольного момента и поляризуемости биочастиц, Способ реализуется в следующей последовательности операций.

Подбирают жидкую среду, обеспечивающую жизнедеятельность для конкретного вида биочастицы и отвечающую условиям

„„59„„1642353 А1 (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛЯРИЗАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЧАСТИЦ (57) Изобретение относится к способам исследования физических характеристик макрочастиц и может быть использовано в биофизике для оценки величины иммуногенности биообьектов, а также для оценки физиологического состояния клеток любой природы. Целью изобретения является расширение функциональных воэмо>кностей способа при измерении дипальнаго момента и поляризуемости биочастиц.,Для этого измерение производят в специально подобранной жидкой среде, в которой создают нестационарнае электрическое палл. Регистрируют траектарик> движения частицы и рассчитывают диflальíb. é маме}Iò и паляризуемость с учетом динамической вязкости среды и поляризуемости жидкости где е,р ик „-р — диэлектрическая проницаемость и электрапроводнасть используемой среды; г4 и к4 — та же для исследуемой частицы;

k > 1 — коэффициент превыв ения электраправадности, выбирается в диапазоне 5 — 20.

Для выбранной среды измеря от динамическую вязкость g и число п молекул жидкости среды в объеме, вытесненном частицей.

Б среде формиру!ат неоднородное элсктрическое поле, измеря:ат его характеристики: íà,lpq>KGHHocòü Е L1 градиент напряженности grad Е. Регистрируют траекторию и временные характеристики движения частицы и по результатам совместных измерений. определяют дипольный момент частицы P v поляризуемость частицы Lo.!

1р ,фь 3

6д

Ql > .й

1642353

Р. -о— ео Е (г) 55

6л>> г ч

grad E " .о

Р -о— а

Р = вЂ Я + 1 и я, е; (1)

6л rv

grad Е где ц — динамическая вязкость жидкости среды, r — радиус биочастицы; ч — скорость движения частицы;

Š— напряженность электрического поля;

L1 — поляризуемость одной молекулы жидкости среды; и — число молекул жидкости в объеме вытесненном биочастицей;

Ео — диэлектрическая, проницаемость вакуума.

Траектория частицы регистрируется путем фотографирования, Градиент неоднородного электрического полл рассчитывается на ЭВМ для используемого объема жидкости и формы электродов.

Пример. Способ измерения дипольного момента и поляризуемости отдельной клетки "Чего", Клетки "Vего" в концентрации 4 млн клеток/мл объемом 0,1 мл вводят в кювету с раствором объемом 1 мл (30 г сахарозы на

100 мл дистиллированной воды). Электроды размещают в кювете на расстоянии 0,33 мм. От источника на электроды подают напряжение 12 В с частотой 82 кГц, Под действием неоднородного электрического полл клетки "Чего" начинают перемещаться от одного электрода к другому, Процесс перемещения клеток под микроскопом фотографируют с частотой 1 кадр за 3 с.

Измерение скорости v движения клетки осуществляется последовательным измерением координат положения клетки с помощью масштабной сетки (1 деление равно

10 мкм) с последующим вычислением пути, пройденного часгицей, и делением пути на время измерения (t = 24 с) определяется скорость движения клетки v = 1 мкм/с = -10 м/с.

-6

РадиУс клетки "Чего" равен г= 10 мкм =

=10 м, Вязкость раствора сахлрозы J

g = 0,112 10 кг/мс. Градиент электрического поля вычисляется с помощью решения уравнения Лапласа в пространстве между электродами численным методом. Градиент электрического поля в точке нахо>кдения клетки составляет grad Е = 1,2. 10 В/м .

9 2

Напряженность.Е поля рассчитываюттакже по распределению потенциала в пространстве между электродами и составляет в точке нахо>кдения клетки Е = 6,55 10 B/м.

Дипольный момент объема раствора, рав5

50 ного объему клетки, равен; Р = n L>

=1,16 10 Кл.м.

Таким образом, дипольный момент клетки "Чего", вычисленный по формуле (1), равен;Р=0,6. 10 Кл м,аполяризуемость

-22 клетки "Чего" вычисляют по формуле (2); =

=104 10 м

По величине дипольного момента P биообъекта можно оценить степень его иммуногенности: чем больше дипольный момент биообъекта, тем больше его иммуногенность, Качество иммунизирующего объекта следует рассматривать с позиции чужеродности его волновых свойств, определяемых величиной дипольного момента объекта и вектором его поляризации. Таким образом, измерение дипольного момента микроорганизмов и биочастиц позволяет оценить величину их иммуногенности, проводить диагностику физиологического состояния клеток, а также осуществлять контроль при целенаправленном изменении физиологического состояния клеточных мембран. Поляризуемость Lo обеспечивает заданную пространственную ориентацию биообъектов относительно друг друга, что характеризует их активность на стадии начального взаимодействия, например при взаимодействии клетки и вируса, Формула изобретения

Способ определения поляризационных характеристик частиц, заключающийся в том, что формируют неоднородное электрическое поле, измеряют его характеристики и параметры траектории движения в нем частицы и определяют дипольный момент и поляризуемость частиц по результатам совместных измерений, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей способа при измерении дипольного момента и поляризуемости биочастиц, измерения производят в жидкой среде, обеспечивающей жизнедеятельность биочастицы, причем диэлектрическая проницаемость среды не равна диэлектрической проницаемости биочастицы, а удельная электропроводность среды меньше удельной электропроводности частицы, дополнительно измеряют динамическую вязкость среды, число молекул жидкости среды в объеме, вытесненном частицей, и определяют дипольный момент P и поляризуемость (Ln) по формулам

1642353 ля;

Составитель К,Станчук

Редактор M.Циткина Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор И.Муска

Заказ 1143 Тираж 4Q6 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101 где т1 — динамическая вязкость жидкости среды; г — радиус биочастицы; ч — скорость движения частицы;

Š— напряженность электрического по- 5

L1 — яеляризуеместь одной молекулы жидкости среды;

n — число молекул жидкости в объеме, вытесненном биочастицей; ео — диэлектрическая проницаемость вакуума.