Электродиффузия зондирующих ионов к поверхности частиц биоколлоидов
Автор: Варехов Алексей Григорьевич
Журнал: Научное приборостроение @nauchnoe-priborostroenie
Рубрика: Системный анализ приборов и измерительных методик
Статья в выпуске: 4 т.27, 2017 года.
Бесплатный доступ
В статье предлагается решение электродиффузионной задачи, которое может быть использовано в исследованиях суспензий клеток и других частиц (например, липосом) с применением зондирующих (индикаторных) ионов, но также и в прикладных задачах. Например, при изучении доставки в клетки лекарственных препаратов или при изучении воздействия коротких электрических импульсов на клеточные суспензии. Предполагается, что продолжительность процесса электродиффузии определяется не пулом индикаторных ионов, а условиями на поверхности частиц, т. е. поверхностным и электрокинетическим потенциалами. Адсорбция индикаторных ионов кинетически описывается при малых временах (менее одной миллисекунды) как дрейф ионов в электрическом поле у поверхности частицы и диффузия - при относительно больших временах. Обосновываются оптимальные значения концентрации индикаторных ионов при использовании таких инструментальных методов, как потенциометрический и флуоресцентный анализы.
Биоколлоиды, зондирующие (индикаторные) ионы, электродиффузия, кинетика связывания, оптимальные концентрации
Короткий адрес: https://sciup.org/142214829
IDR: 142214829 | УДК: 544.77.03; | DOI: 10.18358/np-27-4-i2433
The electrodiffusion of probing ions to biocolloids surface
The solution of the electrodiffusion problem that can be used in study of suspensions of cells and other particles (for example, liposomes), using probing ions, but also can be used in application-oriented tasks is proposed in this article. For example, in case of a medicines delivery study in cells or in case of a study of impact of short electrical pulses on cellular suspensions. It is supposed that duration of process of electrodiffusion is determined not by a pool of probing ions, but conditions on surfaces of particles, that are surface and electrokinetic potentials. In case of small times (less than one millisecond) the adsorption of probing ions is kinetically described as drift of ions in an electric field at a surface of a particle and in case of rather big times it is described as diffusion. The best values of probing ions concentration, when using such instrumental methods as the potentiometric and fluorescent analysis, are proved.
Список литературы Электродиффузия зондирующих ионов к поверхности частиц биоколлоидов
- Flewelling R.F., Hubbell W.L. Hydrophobic ion interactions with membranes. Thermodynamic analysis of tetraphenylphosphonium binding to vesicles//Biophys. J. 1986. Vol. 49, no. 2. P. 531-540.
- Владимиров Ю.А., Добрецов Г.Е. Флуоресцентные зонды в исследовании биологических мембран. М.: Наука, 1980. 320 с.
- Lemke E.A., Schultz C. Principles for designing fluorescent sensors and reporters//Nature Chemical Biology. 2011. Vol. 7, no. 8. P. 480-483.
- Остроумова О.С., Ефимова С.С., Малев В.В., Щагина Л.В. Ионные каналы в модельных липидных мембранах. СПб.: Изд. Ин-та цитологии РАН, 2012. 164 с.
- Варехов А.Г. Потенциометрические измерения трансмембранного потенциала клеток с использованием проникающих ионов//Научное приборостроение. 2015. Т. 25, № 1. С. 27-35. URL: http://213.170.69.26/mag/2015/abst1.php#abst3.
- Варехов А.Г. Флуоресцентное зондирование суспензий биологических частиц (обзор)//Научное приборостроение. 2016. Т. 26, № 2. С. 29-36. URL: http://213.170.69.26/mag/2016/abst2.php#abst4.
- Котык А., Яначек К. Мембранный транспорт. Междисциплинарный подход. М.: Изд. Мир, 1980. 341 с.
- Jacobs M.H. Diffusion Processes. Springer Verlag, Berlin-Heidelberg, 1967. 160 p.
- Марри Дж. Нелинейные дифференциальные уравнения в биологии: лекции о моделях. М.: Мир, 1983. 397 с.
- Карслоу Г., Егер Дж. Теплопроводность твердых тел. М.: Изд. Наука, 1964. 367 с.
- Краткий справочник физико-химических величин/Составители: Барон Н.М., Квят Э.И. и др. Л.: Изд. Химия, Лен. oтделение, 1967. 182 с.
- Двайт Г.Б. Таблицы интегралов и другие математические формулы. М.: Изд. Наука, Гл. Ред. физ.-мат. лит., 1978. 224 с.