Электромагнитные поля в биосфере - Красногорская Н.В.
Скачать (прямая ссылка):
структур на основе математического аппарата, развитого применительно к
диэлектричеоким измерениям /14/.
Для клеток в форме эллипсоидов вращения, ориентированных вдоль силовых
линий ЭП, выражение для диэлектрофоретичеокой силы имеет вид /15/:
г- 2 '77п ?*/> ГJElJSEaZJSI 7gzctci Ег (I)
. А - ¦т'Ла.о Щ + 7 >
где о. и о - продольная и поперечная полуоои эллипсоида; .57 и > г -
комплексные диэлектрические факторы среды и частиц /9, 15/; Пх -
коэффициент деполяризации эллипсоида /16, о. 43/; Б - напряженность ЭП.
Дейотвупций на клетку в ЭП аффективный вращающий момент (М) оия можно
предотавить в виде суммы двух слагаемых /17/. Одно из них определяет
вклад в момент электрооомотического скольжения жидкости и существенно
только на достаточно низких частотах /Ла?\ где 1> - коэффи-
циент диффузии ионов ДЭС) и в случае, если при этом дзета-потенциал
клетки удовлетворяет неравенству ?/г (У/4)^1. Второе слагаемое определяет
момент оил, действующий на клетку с ДЭС, и имеет вид /18/:
М= С0? oL 1 (2)
где оС - угол между продольной ооью частицы и направлением поля; у" , Yj_
- продольная и поперечная поляризуемость клетки, определяемые вы-
''"'""к я-с* у,
?,,ш-3Ы <3)
В случае бактериальных клеток tk (Г/4) ^ 0,5, следовательно, влиянием
электрооомотического скольжения жидкооти можно пренебречь..Поэтому расчет
ориентирующего момента проводили по формуле, полученной на основе
выражений (2) и (3):
-- Г о " с'1 с " Сл Сл г-м
[/ - М________________ _ JL_ г, А Ч S-f ^3 * О 2 _ w-j 4^/(4)
E*JLtloC COS oL ~ 3 1 ])(5")z + (sf)z
(yW(-L) r- , _ r i i - ¦ ti(-L)
Si - tf 7ix(p(€e ~-4J) с>г ~Af+1 tjcty) (Ac ~ Aj)
S4(J~E1( A?U/- Ai) - A f(cJ J- 3,)}
У =
?/, Ai-Ш и удельная проводимость среда; i 0 - диэлектричеокая
проницаемость вакуума; ¦/ - частота ЭП.
Эффективную диэлектрическую постоянную (ДП) ?е и удельную проводи-
кость^ггл-то:-: зя,н"-!г?-Л1- частотно зависимыми с учетом основных
релакса-
233
ционных механизмов электрической поляризации клетки: их °С - и fi -
дисперсии /19/: "(х. г"ш ни;
рЧ(х) ^ р C/ti ?s ~ ^/"- ¦ / ц \
е Л и г////:^г 1+ (t/f#)z ;
. // i , I "СА> лЧСм) .иШ j
Лр -Ли4- М -Лт . As - .Ил.. .
' (6)
где ?5, У15 , Amti'u " низко-, средне- и высокочастотные
значения эффективной дщ и проводимооти клеток; fu и характеристические
частоты - и ф -дисперсии соответственно.
Экспериментальные исследования диэлектрофореза клеток обычно прово-дилиоь
на основе микроокопичеоких методик измерения: I) по толщине осадка
клеток, образовавшегося за определенный промежуток времени на электродах
/2, 9/; 2) уравновешивая действующую на отдельную клетку силу тяжести
диэлектрофоретической силой /20, 217; 3) по скорости перемещения клеток в
неоднородном ЭП /22/.
Под микроскопом, как правило, исследовали и цепеобразоваяие /4/, и
электроориентацию /23, 24/ клеток. Электроориентацию клеток можно также
исследовать электрооптическими методами /25-28/.
Турбидиметричеокая методика регистрации аффектов, возникающих в клеточной
суспензии под действием неоднородного ЭП, обеспечивает одновременную
регистрацию аяектроориентации и ди электрофоретического осаждения клеток
/29- 31/. Эта методика состоит в непрерывной регистрации проходящего
через измерительную ячейку светового потока, и определении на основе его
изменения степени аяектроориентации и дизлектрофорети-ческого ооаждения
клеток. По сравнению о исследованием под микроскопом турбидиметричеокая
методика обеспечивает увеличение точности и информативности измерений, а
также возможность их автоматизации.
Изменение оптической плотнооти суспензии, наблщапцееся при ориентации
клеток, обусловлено консервативным дихроизмом /25, 29/, поэтому для
достижения максимальной чувствительности попользовали белый свет /I?/.
Применение измерительной ячейки с сиотемой решетчатых электродов /32/,
создавших в объеме суспензии продольное по отношению к направлению
светового пучка ЭП, дает возможность использовать неполяризо-ванный свет
/27/. Экспериментальная установка /29/ предотавляет ообой однолучевой
фотометр, обладающий достаточно выоокой чувствительностью (0,5$
относительного'изменения оптической плотности на I мВ шкалы регистратора)
. Обычно попользовали двухэлектродную измерительную ячейку с параллельной
системой электродов из платиновой проволоки, диаметром 3.1СГ4 М, при
расстоянии между электродами 2,4.10"^ м /32/. Методика приготовления
клеточных оуопензий и интерпретация регистрируемых сигналов подробно
рассмотрены в работах /30, 31/.
Электрооптические измерения проводятся в средах с малой ионной силой
(удельная проводимооть Хф I(Г2 Ом-1м-^). Клетки, имеющие клеточную стенку
(дрожки,бактерии, хлорелла),хорошо переносят такие усло-234
Р и с. 45. Зависимость электроори-ентаоии (1,2) и диалектрофоретичес-кого
осаждения нативных эритроцитов (3) от числа (N) включений ЭП pH 6,8} S'j
= 1,2ЛСГ3 Ом_1м-1;
V/ (в В): 1-8, 2,3-25. И1 мас.% раствор сахарозы, 2,3-11 мас.% раствор
сахарозы с добавлением 0,01 мас.% бычьего альбумина
