Способ измерения электрофоретической подвижности абиотических микрообъектов
Владельцы патента RU 2245539:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановская государственная медицинская академия" Министерства здравохранения Российской Федерации (ГОУ ВПО ИвГМА Минздрава России) (RU)
Изобретение относится к биологии и экспериментальной медицине, а именно к способам измерения поверхностного потенциала различных абиотических микрообъектов. Технический результат заключается в повышении точности измерения за счет исключения погрешности при приготовлении буферов. Сущность: способ заключается в заполнении герметично замкнутой, оптически прозрачной по высоте рабочей емкости камеры взвесью абиотических микрообъектов, приготовленной на дистиллированной или бидистиллированной воде, и подаче на два плоскопараллельные электрода разнознакового напряжения одинаковой мощности и в последующей регистрации амплитуды колебания в поле зрения окуляра светового микроскопа. 1 табл.
Изобретение относится к промышленной области применения, а именно к способам измерения поверхностного потенциала различных абиотических микрообъектов для использования электрофореза с научной целью или для анализа материалов.
Известен способ оценки электрофоретической подвижности (ЭФП) микрообъектов, где в качестве объекта исследований были использованы неживые клетки бактерий (Бурлакова Е.В., Колье О.Р., Кригер Ю.А. Практикум по общей биофизике. Вып I, ГИ “Советская наука”, М., 1958, 89-92.).
Сущность способа заключается в том, что используется система деполяризующихся электродов и капиллярных трубок (агаровых мостиков), непосредственно примыкающих к камере, заполненной суспензией исследуемых биологических микрообъектов. Подача напряжения осуществляется через систему KCl-агаровых мостиков.
Недостатком способа является падение напряжения в системе деполяризующихся электродов, трудно поддающееся учету. Данное падение напряжения зависит от капиллярных трубок, примыкающих к камере, их длины, расположения. Кроме того, использование системы деполяризующихся электродов исключает герметизацию камеры.
Известен другой способ определения электрофоретической подвижности микрообъектов (Abramson H.A., Moyer L., Corin М. Electroforesis of proteins and chemistry of cell surfaces, N.Y., 1942, 341 р.) с использованием герметически закрытой камеры, имеющей деполяризующие КСl-агаровые системы, управляемые краном.
Недостатком данного метода является сложность изготовления герметичной конструкции камеры для выполнения данного способа и установление этой конструкции в строго горизонтальном положении. В процессе работы камеры через 5 секунд наступает “отравление” ионами К+ и Сl- пространства камеры, что искажает электрофоретическую подвижность.
Наиболе близким к заявляемому является способ измерения ЭФП в герметичной камере с плоскопараллельными Pt электродами (Духин С.С., Горбачук В.П., Дущенко В.П., Буклер Л.В. Способ определения электрофоретической подвижности дисперсных частиц с плотностью, не равной плотности жидкости SU 437005, опубл. 24.12.1974, 2 с.). При выполнении способа камера для измерений ЭФП заполнялась взвесью (суспензией) микрообъектов на основе водных растворов.
Недостатком является то, что присутствующие в водных растворах растворенные вещества блокируют диссоциирующие группы на поверхности объектов, искажая значения ЭФП и, для коррекции этого, требуется обязательное применение деполяризующих электродов.
Сущность предлагаемого способа заключается в том, что в качестве среды измерения используется дистиллированная или бидистиллированная вода.
Предлагаемый способ заключается в использовании при исследовании абиотических систем, что в качестве жидкой фазы взвеси используется дистиллированная или бидистиллированная вода, которая по физико-химическим свойствам является диэлектриком, исключающим проявления электролиза при подаче напряжения на электроды камеры. В силу существования двойного электрического слоя между жидкой и твердой фазами явление электролиза имеет такое же проявление, что и в буферных системах. Однако здесь полностью исключается явление электролиза, что делает возможным отказаться от сложной системы измерения с использованием буферных растворов той или другой природы, а также стандартизует выполняемые измерения. Проведение измерений проводилось следующим образом:
Пример 1. Измерение электрофоретической подвижности силиконовых сфер.
Перед непосредственным измерением электрофоретической подвижности камера промывалась дистиллированной или бидистилированной водой для исключения присутствия побочных продуктов. Заполнение камеры взвесью абиотических микрообъектов на дистиллированной или бидистиллированной воде осуществлялось с помощью шприца объемом, соответствующим рабочей емкости камеры. Для исключения наличия воздуха в камере, препятствующего измерениям, выходные трубки камеры после заполнения рабочей емкости камеры исследуемой взвесью абиотических микрообъектов закрывались силиконовыми пробками. Измерения дзета-потенциала проводились методом относительного смещения. На электроды камеры подавалось напряжение от генератора низких частот (0,1-1 Гц). При этом каждый абиотический микрообъект колеблется пропорционально заданной частоте с амплитудой, определяемой собственным зарядом, т. е. дзета-потенциалом. Измерительная шкала окуляра располагалась параллельно оси колебания микрообъектов. Скорость перемещения микрообъектов измеряли амплитудно-частотным методом. Производили измерение 100 отдельных микрообъектов и вычисляли среднее. Результаты измерений приведены в Таблице 1.
Пример 2. Измерение электрофоретической подвижности частиц угольной пыли.
Подготовка камеры к работе и проведение измерений осуществляли аналогично как в Примере 1. Результаты представлены также в Таблице 1.
Пример 3. Измерение электрофоретической подвижности частиц стекла.
Подготовка камеры к работе и проведение измерений осуществляли аналогично как в Примере 1. Взвесь частиц стекла готовили на дистиллированной и бидистилированной воде. Результаты представлены также в Таблице 1.
| Таблица 1. | ||||
| СВОДНАЯ ТАБЛИЦА ЗНАЧЕНИЙ ЭЛЕКТРОФОРЕТИЧЕСКОЙ ПОДВИЖНОСТИ НЕКОТОРЫХ АБИОТИЧЕСКИХ МИКРООБЪЕКТОВ | ||||
| АБИОТИЧЕСКИЙ МИКРООБЪЕКТ | Число измерений, n | Электрофоретическая подвижность, мкм/с | Т | |
| дист. вода | бидист. вода | |||
| Латексные сферы | 100 | 6±0,8 | 6±0,8 | р>0,05 |
| Частицы угольной пыли | 100 | 11±0,10 | 11±0,10 | р>0,05 |
| Частицы стеклянной пыли | 100 | 9±0,5 | 9±0,5 | р>0,05 |
Полученные результаты свидетельствуют о возможности использования дистиллированной или бидистиллированной воды для измерения Электрофоретической подвижности абиотических микрообъектов. Обнаружены недостоверные различия при использовании дистиллированной или бидистиллированной воды для приготовления взвеси абиотических микрообъектов и последующего измерения ЭФП. Это позволяет использовать дистиллированную или бидистиллированную воду для измерения электрофоретической подвижности абиотических микрообъектов.
Сущность технического решения заключается в том, что использование дистиллированной или бидистиллированной воды исключает погрешности при приготовлении буферов, исключает явление электролиза внутри камеры, что обеспечивает точность измерения электрофоретической подвижности и стандартизует процесс измерения в камере с плоскопараллельными металлическими электродами.
Способ измерения электрофоретической подвижности абиотических микрообъектов, включающий заполнение взвесью камеры, подачу на электроды камеры напряжения и изменение полярности электродов и последующей регистрации амплитуды колебания частиц твердой фазы взвеси в поле зрения микроскопа, отличающийся тем, что в качестве жидкой фазы взвеси используется дистиллированная или бидистиллированная вода.
