Действие сил на клетки в суспензии в поле стоячей ультразвуковой волны

• Автор: Садикова, Диана Габдельфартовна
• Шифр специальности: 03.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Пущино
• Количество страниц: 124 с. : ил.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ

1.1. Пондеромоторные силы

1.2. Основные концепции и обзор методов ультразвукового разделения и концентрирования частиц в суспензиях
1.3 Состояние исследований по действию сил на частицы и клетки в ультразвуковом поле.

1.4 Изменение скорости ультразвука и сжимаемости в растворах и суспензиях.

1.5. Метрология ультразвукового поля

1.6. Биологические эффекты ультразвука.

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

3.1. Метрология ультразвуковых полей
3.2 Параметры необходимые для расчета сил, действующих в
ультразвуковом поле на клетки в суспензии
3.3. Силы, действующие на клетки в поле стоячей ультразвуковой волны
3.4 Условия удержания клеток в ультразвуковом поле в потоке жидкости
3.5. Концентрирование клеток в поле стоячей ультразвуковой волны
3.6. Жизнеспособность клеток
3.7 Распределение клеток и кавитационных пузырьков в
ультразвуковом поле
3.8. Акустические течения
ПРИЛОЖЕНИЕ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Найдены граничные условия, позволяющие подбирать условия для эффективного разделения и концентрирования клеток в камере для проточного селектирования. Теоретически исследованы повреждающие факторы, которые могут возникнуть при концентрировании клеток в ультразвуковом поле. Показано, что основные повреждающие факторы, которыми могут являться акустические микротечения и образование сдвиговых напряжений, возникающих около клеток, не вызывают повреждений исследуемых клеток в исследованном нами диапазоне средних плотностей энергии и частот ультразвукового поля. Практическая значимость работы. Результаты данного исследования могут быть использованы для разработки и оптимизации ультразвуковых методов быстрого выделения, сепарации и концентрирования клеток различного типа в суспензиях. Они могут найти применение в биологии, биотехнологии, молекулярной биологии, гидробиологии, экологии, медицинской диагностике. ГЛАВА 1. Известно, что концентрирование и разделение клеток в проточной системе зависит от сил, которые возникают в ультразвуковом поле. Для возможности предсказания поведения клеток в ультразвуковом поле необходимо комплексное исследование сил радиационного давления, Стокса, Бьеркнеса, Бернулли и гравитационной силы, которые объединены под общим названием пондеромоторные силы. В стоячей ультразвуковой волне, амплитуда давления может быть максимальной в пучности и нулевой в узле. Частицы в суспензии имеют тенденцию двигаться и концентрироваться в положении минимума акустической потенциальной энергии. Соак1еу У. Т., . Рис. Динамика изменения распределений клеток в ноле стоячей ультразвуковой волны а распределение клеток непосредственно перед включением поля, Ь поле включено несколько минут, клетки мигрировали в плоскость узла переменного давления Поэта К. Кривые пространственное изменение амплитуды переменного давления. В поле стоячей ультразвуковой волны клетки начинают двигаться практически незамедлительно из положения местонахождения в положение с минимумом энергии в узел давления или максимумом энергии в пучность давления в зависимости от соотношения плотностей и сжимаемостей клеток и среды, и находятся там до тех пор, пока присутствует ультразвуковое поле. Пондеромоторными силами в ультразвуковом поле называют совокупность сил, действующих на вещество или тело, помещенное в поле. В результате действия сил в суспензиях могут наблюдаться процессы коагуляции, диспергирования, кавитации, акустические течения Ультразвук, гл. Голямина, . Силы, действующие на частицы в ультразвуковом поле, делятся на несколько типов 1 приводящие частицы в движение к узлу или пучности переменного давления радиационная сила, 2 препятствующие этому движению сила трения, сила гравитации, 3 взаимодействия частиц друг с другом сила Бьеркнеса, ВандерВаальса. Рассмотрим более подробно силы, действующие на частицы в ультразвуковом поле. Из сил, действующих на частицы в ультразвуковом поле, наиболее важной является сила радиационного давления или радиационная сила. Теорию радиационной силы впервые предложил лорд Релей i, . Под радиационным давлением звука понимают среднее по времени давление на препятствие, помещенное в звуковое поле. При использовании этой формулы предполагается, что размеры препятствия значительно превышают поперечные размеры пучка. Для случая, когда размеры препятствия не превышают поперечные размеры пучка Кинг i . V., а затем и шиока с Кавасима i К. i . Уравнения 1. Как можно заметить из уравнений 1. Как предположили авторы работы iv . ., iv М. ., , это различие может быть связано с различными фазовыми соотношениями между первичным и рассеянными полями в бегущей и стоячей волне, соответственно. В то время как радиационная сила постоянна в пространстве, радиационная сила показывает пространственную зависимость в соответствии с множителем i2 от которого зависит изменение знака радиационной силы. В поле стоячих волн возможны два положения равновесия узлы и пучности давления.