Методы светорассеяния в анализе дисперсных биологических сред - Лопатин В.Н.
ISBN 5-9221-0547-7
Скачать (прямая ссылка):
Рис. 3.18. Угловые зависимости отношений когерентных и некогерентных со-ставляющих интенсивностей для различных типов суспензий: суспензии одиночных эритроцитов (тонкая кривая) и суспензии агрегатов, каждый из которых состоит из 20-ти одиночных эритроцитов (толстая кривая). Среднее расстояние между центрами частиц одинаково для обоих случаев
С учётом вышесказанного, была рассчитана форма пичка интенсивности для 5-ти различных значений средних расстояний между центрами частиц. Поскольку форма пичка слабо чувствительна к форме агрегата, не учитываем распределение агрегатов по размерам, а считаем, что суспензия состоит из одинаковых частиц. При этом размер частиц был увеличен пропорционально среднему расстоянию между центрами частиц. Так, на рис. 3.14 приведены кривые для суспензии, состоящей из одиночных эритроцитов со средним расстоянием между центрами частиц, равным размеру одиночного эритроцита (соответствует t = 0 в процессе агрегации). На рис. 3.15 приведены кривые для суспензии, состоящей из агрегатов, каждый из которых состоит из 4-х эритроцитов. При этом среднее расстояние между частицами взято равным \/А « 1.6 размера одиночного эритроцита. На рис. 3.16 приведены кривые для суспензии, состоящей из агрегатов, каждый из которых состоит из 8-ми эритроцитов. При этом среднее расстояние между частицами взято равным = 2 размерам эритроцита. На рис. 3.17 приведены кривые для суспензии, состоящей из агрегатов, каждый из которых состоит из 20-ти эритроцитов, при этом среднее расстояние между частицами взято равным Ш « 2.7 размерам одиночного эритроцита.
На рис. 3.19 для наглядности изображены результирующие формы пичка для всех упомянутых выше случаев. Видно, что ширина пичка интенсивности уменьшается пропорционально увеличению среднего расстояния между центрами частиц. Так, при увеличении расстояния между центрами частиц в 2.7 раза ширина пичка уменьшается в 0.13/0.05=2.6 раза. Поскольку среднее расстояние между частицами агрегирующей суспензии за 15 секунд увеличивается приблизительно в 2 раза (если при t=0 имеем дезагрегированную суспензию), то и ширина пичка интенсивности за это время должна уменьшиться в 2 раза, что может быть измерено экспериментально.
Таким образом, по ширине пичка интенсивности можно вычислить среднее расстояние между центрами частиц, что свидетельствует о том, что форма пичка интенсивности несёт в себе информацию
о кинетике агрегации частиц суспензии.
Нужно отметить, что при дальнейшем увеличении расстояния между частицами величина пичка будет падать, что связано с ростом вклада однократного рассеяния излучения, и в этом случае ширину пичка интенсивности, конечно, нельзя вычислять так, как вычисляли выше.
-0.5 -0.4 -0.3 -0.2 -0.1 0 0.1 0.2. 0.3 0.4 0.5
0, град.
Рис. 3.19. Суммарные кривые для фотонов с N ^ 10 из рис. 3.14-3.17
Резюмируя изложенное в гл. 3, можно сделать следующие выводы:
— возможен расчёт многократного рассеяния лазерного зондирующего излучения агрегирующей суспензией больших «мягких» несферических частиц. Расчётная временная зависимость интенсивности многократно рассеянного излучения в процессе агрегации эритроцитов в цельной крови близка к экспериментальной;
— распределение эритроцитов в агрегатах близко к гамма-распреде-лению с а — 1.4; форму эритроцитарных агрегатов лучше моделировать
Среднее расстояние между частицами суспензии:
2.
8 мкм
модифицированными овалами Кассини, а не сфероидами. При этом форму одиночной частицы нужно моделировать не овалом Кассини, а двояковогнутым диском, чтобы не получить рост интенсивности обратного светорассеяния в процессе агрегации;
— вклад второго слоя в интегральную интенсивность обратного светорассеяния примерно в 4 раза больше вклада от первого, ближайшего к источнику излучения слоя. Для получения временной зависимости интенсивности обратного рассеяния достаточен учёт лишь нескольких ближайших к источнику излучения слоёв;
— исследование влияния тепловых движений частиц на процесс агрегации эритроцитов с помощью вычисления интенсивности обратного рассеяния показывает, что их роль несущественна;
— сравнение экспериментальных данных для толстого слоя неагре-гированных эритроцитов с результатами Монте-Карло-моделирования при использовании индикатрис рассеяния эквиобъёмного шара, сфероида и двояковогнутого диска даёт хорошее соответствие экспериментальной кривой с кривой, рассчитанной при моделировании однократного рассеяния излучения с индикатрисой хаотично ориентированных сфероидов, рассчитанной на основе метода лучевой оптики.
— путём расчёта когерентного рассеяния лазерного излучения взвесью больших «мягких» несферических частиц исследована зависимость профиля интенсивности обратного рассеяния от степени агрегированности частиц суспензии. Показано, что форму профиля интенсивности формирует приповерхностный слой суспензии, и увеличение толщины суспензии не даст сильного изменения формы профиля;
— профиль интенсивности обратного когерентного рассеяния связан с кинетикой агрегации частиц суспензии.
