Повна версія

Головна arrow Медицина arrow УЛЬТРАЗВУК В МЕДИЦИНІ, ВЕТЕРИНАРІЇ, БІОЛОГІЇ

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   ЗМІСТ   >>

КАВІТАЦІЯ В СУСПЕНЗІЇ КЛІТИН

При підвищенні інтенсивності ультразвуку до значень, коли в середовищі виникають механічні зусилля, які можна порівняти з міцністю клітинних мембран, починається процес руйнування клітин. Зазвичай поява значних механічних збурень в рідинах пов'язано з виникненням у них стабільних і нестабільних газових бульбашок, які можуть утворитися в воді і водних середовищах, якщо інтенсивність ультразвуку перевищує поріг кавітації.

Так, клітини одноклітинної водорості Scandesmus Guadricanda починають руйнуватися при усередненої по простору інтенсивності, що дорівнює 0,2 ... 0,3 Вт / см 2 , при частоті 1 МГц, що відповідає порогу кавітації в водних суспензіях з невеликою концентрацією клітин. Швидкість руйнування клітин збільшується зі збільшенням інтенсивності ультразвуку. Число зруйнованих в одиницю часу клітин пропорційно числу кавітаційних подій.

Світіння фотобактерій в суспензії або синтез інтерферону лейкоцитами різко пригнічується при виникненні ультразвукової кавітації. Придушення кавітації будь-яким способом зазвичай захищає клітини від руйнування і навіть від більш тонких змін.

Швидкість руйнування амеби Actanamoeba castellanii зменшується, якщо опромінювати імпульсним ультразвуком клітини, суспендовані в розчині желатину, поріг кавітації в якому через його великий в'язкості значно вище, ніж у воді.

Цим же пояснюється зниження швидкості ультразвукового руйнування еритроцитів при збільшенні їх концентрації, аж до майже повної зупинки гемолізу, якщо сумарний обсяг частинок в суспензії досягає 2%, що відповідає високим значенням ефективної в'язкості середовища.

Самого факту появи пульсуючих газових бульбашок в середовищі ще недостатньо для руйнування клітин. Ефект спостерігається, якщо амплітуда пульсацій бульбашок зростає до певної величини. Величина ця різна для різних клітин, залежить від їх форми і розміру, а також міцності цитоплазматичної мембрани і наявності цитоскелету.

Руйнування лейкоцитів в полі стабільних, пульсуючих з частотою 20 кГц бульбашок починається при збільшенні амплітуди коливань до 8 мкм, вивільнення гемоглобіну з еритроцитів - при 15 ... 20 мкм. Очевидно, що ці ефекти обумовлені виникненням досить великих гідродинамічних зусиль поблизу коливається бульбашки, які порушують цілісність клітинних мембран.

При високих частотах ультразвукового впливу на суспензію клітин механізми руйнування також мають механічну природу. Порогова інтенсивність ультразвуку, що викликає загибель клітин, залежить як від частоти ультразвуку, так і від типу клітин. Наприклад, поріг руйнівної дії ультразвуку для клітин однієї з популяцій Елоді дорівнює 75 мВт / см 2 і знаходиться в області 0,65 МГц, а для двох інших популяцій Елоді згубна для клітин мінімальна інтенсивність дорівнює 180 мВт / см 2 (5 МГц).

Ультразвукова дезінтеграція клітин отримала широке застосування в біотехнології, в біохімічних і вірусологічних дослідженнях для виділення окремих речовин або фрагментів клітин, а також в лабораторній діагностиці для визначення механічної резистентності клітинних мембран (див. § 2.4).

 
<<   ЗМІСТ   >>