Аппаратно-методический комплекс исследования клеток неоднородным переменным электрическим полем

• Автор: Генералов, Владимир Михайлович
• Шифр специальности: 05.11.17
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 273 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ СОКРАЩЕНИЙ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ИССЛЕДОВАНИЯ СВОЙСТВ КЛЕТОК ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ
ПОЛЕМ (Литературный обзор)
1.1 .Диэлектрофорез-этапы развития
1.2. Теория диэлектрофореза
1.3. Строение клетки
1.3.1. Электрические характеристики мембраны и цитоплазмы клетки.
] .4. Диэлектрические свойства биологических тканей
1.5. Выводы по главе
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Перечень основных материалов, средств измерений и вспомогательных устройств
2.2.Базовый изотонический раствор
2.3. Цельная кровь человека
2.4. Метод измерения равновесной частоты клетки в неоднородном переменном электрическом поле
2.5. Электрические сигналы зондирования клеток
ГЛАВА 3.РАЗРАБОТКА АППРАТНО-МЕТОДИЧЕСКОГО
КОМПЛЕКСА
3.1. Разработка метода измерения коэффициента объемной поляризуемости клетки в неоднородном переменном электрическом поле
3.2. Разработка электрооптической системы исследования клеток
3.2.2. Конструирование ячейки для измерений коэффициента поляризуемости клеток
3.2.3. Расчет характеристик электрического поля в измерительной камере

3.2.4. Общие сведения о программном обеспечении электрооптической системы исследования клеток
3.2.5. Контроль точности измерения коэффициента поляризуемости электрооптической системой исследования клеток
3.2.6. Сопоставление экспериментальной и расчетной величины поляризуемости латексных микрочастиц и эритроцитов
3.2.7. Оценка времени релаксации клетки в вязкой среде
3.2.8. Выводы по главе
ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
4.1. ИССЛЕДОВАНИЯ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ КЛЕТКИ С НЕОДНОРОДНЫМ ПЕРЕМЕННЫМ ЭЛЕКТРИЧЕКИМ ПОЛЕМ
4.1.1. Анализ эквивалентной электрической схемы клетки
4.1.2. Теоретическое и экспериментальное исследование влияния сквозных пор мембраны на амплитудно-частотную зависимость поляризуемости эритроцитов человека
4.2. ПРИМЕНЕНИЕ ЭЛЕКТРООПТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ КЛЕТОК В ВИРУСОЛОГИИ
4.2.1. Поляризуемость вирусной частицы
4.2.2. Индикация вируса краснухи
4.2.3. Индикация вируса гриппа
4.2.4. Разработка методического подхода применения электрооптической системы индикации клеток для специфической экспресс индикации вируса гриппа
4.2.5. Разработка метода измерения концентрации вирусов в клеточной суспензии с помощью электрооптической системы исследования клеток
4.2.6. Инактивации вирусов в растворах с низкой ионной силой
4.2.7. Манипуляция вирусами методом диэлектрофореза
4.3. ПРИМЕНЕНИЕ ЭЛЕКТРООПТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ
ИССЛЕДОВАНИЯ КЛЕТОК В МИКРОБИОЛОГИИ

4.3.1. Оценка влияния бензилпенициллина на величину равновесной частоты бактерий Bacillus subtilis
4.3.2. Оценка влияния хлорида золота (АиСГ ) на величину поляризуемости бактерий Pseudomonas species
4.4. ПРИМЕНЕНИЕ ЭЛЕКТРООПТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ИССЛЕДОВАНИЯ КЛЕТОК В МЕДИЦИНЕ
4.4.1. Разработка метода исследования электрических и вязкоупругих характеристик эритроцитов
4.4.2. Электрооптическая система исследования клеток в диагностике заболевания сердца
4.4.3. Электрооптическая система исследования клеток в диагностике патологии печени
4.5. ПРИМЕНЕНИЕ ЭЛЕКТРООПТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ИССЛЕДОВАНИЯ КЛЕТОК В БИОТЕХНОЛОГИИ
4.5.1. Концентрирование клеток по величине поляризуемости в неоднородном переменном электрическом поле проточной камеры
4.6. Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Акты внедрения
1. Акт внедрения электрооптической системы исследования клеток в медицине
2. Акт о внедрении раствора 0,3 М сахарозы в практику измерений
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Титульный лист методики измерения
поляризуемости биологических частиц и клеток крови, утвержденной в Сибирском научно-исследовательском институте метрологии
ПРИЛОЖЕНИЕ В. Патенты, полезные модели

изменением площади ее мембраны. Мембрана обладает большим сопротивлением к изменению площади поверхности. Модуль ее упругого сжатия составляет примерно 0,45 Н/м [76]. Изотропное растяжение в конечном итоге может привести к осмотическому гемолизу клетки. Вместе с тем, мембрана клеток легко деформируется при изгибах и сдвиге. Деформации сдвига и изгиба происходят при постоянной площади мембраны клетки. Модуль сдвига
мал и имеет порядок КГ6 Н/м. Сдвиговая деформация клетки в конечном итоге может привести к механическому гемолизу. Различные терапевтические воздействия изменяют стабильность мембраны. Отмечено уменьшение осмотической стабильности мембраны после гемосорбции, плазмофореза [76]. Известно, что мембранные липиды в зависимости от своей природы или от условий окружающей среды находятся в относительно упорядоченном -"твердом" или неупорядоченном - "жидком" состоянии. Текучесть "жидких" участков мембраны превышает текучесть липидов в "твердом" состоянии. Текучесть липидов клеточной мембраны является контролирующим или моделирующим фактором многих функций и свойств клеточной поверхности, включая проницаемость мембраны. Одним из факторов, определяющим текучесть мембраны, является содержание в ней холестерина [125]. Интерес к проблеме деформации клеток определяется экспериментальными материалами, которые указывают, что их жесткость, вязкость связаны с некоторыми заболеваниями человека [135, 149].
Концентрирование клеток является широко распространенным процессом в биологии, биотехнологии, медицине и др. Целью концентрирования является повышение относительного или абсолютного количества биочастиц в единице объема [19, 20]. Принято различать два вида концентрирования -по абсолютной и относительной величинам. В первом случае биочастицы переходят из большего объема в меньший. Во втором случае изменяется лишь соотношение между количествами целевых и посторонних компонентов. В настоящее время существует ряд широко распространенных средств и мето-