Определение характеристических параметров эритроцитов методами динамической проточной цитометрии

• Автор: Тарасов, Петр Александрович
• Шифр специальности: 03.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 110 с. : ил.

1.1 Биофизика эритроцита. .

1.1.1 Мембрана клетки.

1.1.2 Цитоплазма, метаболизм.

1.1.3 Формирование распределения клеток по параметрам

1.2 Измерение параметров эритроцитов .

1.2.1 Существующие экспериментальные решения.

1.2.2 Методы, используемые в диагностике.

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА.

2.1 Сканирующий проточный цитометр

2.1.1 Оптическая система.

2.1.2 Гндроднпамнчсская система

2.2 Анализ гидродинамических эффектов в проточном цитомегрс .
2.2.1 Вращение сфероида в параболическом профиле скоростей.
2.2.2 Ориентация сфероида при гидрофокусировке.
2.2.3 Установление потока после гнлрофокусировки.
2.2.4 Выводы.
ГЛАВА 3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ГЕМОЛИЗА С УЧЕТОМ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЭРИТРОЦИТОВ ПО ПАРАМЕТРАМ
3.1 Коллоидноосмотический гемолиз
3.1.1 Модель осмотического теста на резистентность.
3.2 Модель лизиса в изотопическом растворе хлорида аммония. .
3.2.1 Стадия сферизации
3.2.2 Стадия растяжения мембраны.
3.2.3 Распад клетки
3.2.4 Обсуждение детальной схемы гемолиза в ЫН4С
3.3 Формирование распределении эритроцитов человека по морфологическим индексам У,НВС,8 в норме
3.3.1 Качественная схема старения эритроцитов взрослого человека в русле крови.
ГЛАВА 4. ИЗМЕРЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ЭРИТРОЦИТОВ С ПОМОЩЬЮ СКАНИРУЮЩЕГО ПРОТОЧНОГО ЦИТОМЕТРА
4.1 Измерение сфсрнзованных эритроцитов
4.1.1 Коллоидиоосмотнчсскос набухание клеток, регистрация сферической фазы
4.1.2 Сфернзацня с сохранением объема
ф 4.2 Измерение нативных эритроцитов а
4.2.1 Сравнение экспериментальных индикатрис светорассеяния эритроцитов с расчетами в квазнклассичсском приближении
4.2.2 Сравнение экспериментальных индикатрис светорассеяния эритроцитов с расчетами методом аппроксимации дискретными диполями.
4.2.3 Определение параметров распределения эритроцитов с использованием корреляционного метода
Экспериментальное исследование коллоидноосмотического гемолиза
4.3.1 Осмотический тссг на резистентность
4.3.2 Лизис в изотоническом растворе ЫНС1.
4.3.3 Дискриминация процессов, идущих не по коллоидноосмотическому механизму на примере лизиса в соляной кислоте.
4.3.4 Оценка диаметра минимального капилляра кровотока.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ


В третьей главе рассмотрены подходы к определению параметров эритроцитов с помощью СПЦ, разработанные к моменту написания данной работы измерение эритроцитов, сферизованных с сохранением объема, нативных клеток и анализ кинетики гемолиза. В заключении кратко сформулированы основные результаты диссертационной работы. Разработанная гидродинамическая система сканирующего проточного питометра обеспечивает доставку нативных эритроцитов в зону измерения в заданной ориентации, при которой длинная ось клетки отклоняется на угол, не превышающий 6 градусов относительно направления потока. При этом, за время измерения индикатрисы светорассеяния, дезориентация клетки в тестируемой зоне не превышает 2 градусов. Эритроциты с индексом сферичности 0. Фурьеобразу их индикатрисы светорассеяния. При этом амплитуда основного пика Фурьсобраза, нормированная на амплитуду нулевой частоты, равна или больше 0 Разработанный и экспериментально обоснованный подход позволяет определять индекс сферичности эритроцитов в широком диапазоне объемов 0 фл и концентраций гемоглобина гдл. Характеристические параметры среднее значение и полуширина распределения по популяции эритроцитов человека в норме имеют следующие величины произведение эффективной проницаемости мембраны к осмолитам на площадь клетки среднее 1. Основные результаты диссертации представлены в 7 публикациях, включенных в прилагаемый перечень. Биомедицинская оптика ВЮБ, СанХосе, США, января г. IV международном совещательном семинаре Фундаментальные науки в деятельности Международного НаучноТехнологического Центра, Новосибирск, апреля, на Европейской Конференции по Биомедицинской Оптике Мюнхен, Германия, июня г. ХХНом Конгрессе Международного Общества Аналитической Цитологии Монтпелье, Франция, мая г. Уй Международной школе молодых ученых и специалистов Томск, нюня 3 июля г. Институте химической кинетики и горения СО РАН Новосибирск, г. Национального Агентства Италии по Изучению Новых Технологий, Источников Энергии и Окружающей среды ЕЫЕА, г. Фраскати, г Результаты исследований вошли в курс лекций Биокинетика кафедры биомедицинской физики Новосибирского госуниверситета. Глава 1. Рассмотрим несколько аспектов, связанных с темой данной работы, как имеющих значение для биофизики эритроцита в целом, так и сфокусированных на изучении свойств красных кровяных телец и разработке методов измерения их параметров. Мембрана эритроцита легко гнется, но слабо растяжима. В последнее время в литературе появляются указания на то, что образование поры в мембране можно рассматривать как случайный процесс 9, вероятность которого зависит от степени натяжения мембраны 0, 1. Мембрана эритроцита хорошо проницаема для воды и растворов неэлектролитов 4. При этом проницаемость для ионов на несколько порядков ниже и преимущественно обусловлена транспортными белками. Поверхность эритроцита на четверть покрыта трансмембранным белком полосы 3, 6 молекул на клетку. Две трети молекул белка полосы 3 совершают макроскопическое движение, частично ограниченное ячейкой цитоскелета в 0нм. Так называемый микроскопический коэффициент диффузии при этом составляет порядка смсек2. Перескок из ячейки в ячейку происходит в среднем 3 раза в секунду, остальная треть молекул белка остается связанной с цитоскелетом 9. Белком полосы 3 представлена самая мощная транспортная система ионов в эритроците. Данный белок осуществляет энергонезависимый обмен анионов и известен также под названием АЕ1 i x 1, анионный канат 1. Весовая доля белка анионного каната в белках мембраны эритроцитов млекопитающих различна 0. Недавно этот белок был внесен в общую классификацию кластеров дифференцировкн под названием 3. Данный белок осуществляет энергонезависимый трансмембранный перенос анионов в стехиометрии . Максимальная частота переноса таких анионов, как СГ, в расчете на одну молекулу белка составляет порядка 4 циклов в секунду. Вероятность спонтанного перехода молекулы белка в противоположную конформацию без связывания транспортных анионов на несколько порядков ниже. Скорость трансмембранного прохождения аннона но каналу белка не определяется ни зарядом, ни массой аниона.