УДК 576:532.59

Исследования поверхностных свойств липидных монослоев – моделей биологических мембран

 

С. В. Титов ¹, В. С. Малинин ¹, А. С. Титов ², К. Д. Казаринов ¹

¹ Фрязинский филиал Института радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН, 141120, Московская область, Фрязино, пл. академика Введенского, 1

 ² Московский физико-технический инстиитут (ГУ), 141701, Московская облаcть, г. Долгопрудный, Институтский пер., 9

 

Статья поступила в редакцию 9 октября 2018 г.

 

Аннотация. В данной статье развивается метод изучения поверхностных свойств липидных монослоев для исследования биологических эффектов микроволнового излучения. Решение уравнения Навье-Стокса, описывающего распространения поверхностных волн в жидкости применительно к липидным монослоям, позволило выразить поверхностное натяжение и вязкость монослоя, как функцию от частоты, волнового вектора и коэффициента затухания поверхностной волны. Представлен анализ влияние липидных монослоев на распространение поверхностных волн. Установлено, что наличие на поверхности жидкости липидной пленки меняет длину капиллярных волн и величину их коэффициента затухания при заданной частоте возбуждения. Использование переменного электрического поля для генерации поверхностных волн в комбинации с измерениями, проводимыми оптическим способом составляет одно из преимуществ развиваемого метода, делая основанную на данной методике эксперементальную технологию, полностью бесконтактной. Полученные результаты могут служить исходными данными для последующих экспериментов по применению электрострикционной генерации капиллярных волн в изучении поверхностных свойств липидных монослоев в условиях микроволнового облучения.

Ключевые слова: биологические эффекты микроволнового излучения, генерация поверхностных волн, поверхностно-активные вещества, липидные монослои, модели биологических мембран, длина волны и затухание поверхностных волн, уравнение Навье-Стокcа.

Abstract. A method of investigation of the surface properties of lipid monolayers for the study of microwave biological effects is developed. The solution of the Navier-Stokes equation, describing the propagation of surface waves of a liquid as applied to lipid monolayers, permits the determination of the surface tension and viscosity of a monolayer as a function of the excitation frequency, the wave vector and the attenuation coefficient of the surface wave. The analysis of the effect of lipid monolayers on the propagation of surface waves is presented. It is shown that the presence of a lipid film on the surface of a liquid changes the wavelength of capillary waves and the attenuation coefficient for a fixed excitation frequency. One advantage of the method is that an ac electric field is used to generate surface waves which when combined with optical measurement renders this technique absolutely contact free. The results so obtained can serve as a basis for subsequent experiments applying electrostriction generation of capillary waves to the study of the surface properties of lipid monolayers as affected by microwave radiation.

Key words: biological effects of microwave radiation, generation of surface waves, surfactants, lipid monolayers, models of biological membranes, wavelength and attenuation of surface waves, Navier-Stokes equation.

 

Для цитирования:

С.В.Титов, В.С.Малинин, А.С.Титов, К.Д.Казаринов. Исследования поверхностных свойств липидных монослоев – моделей биологических мембран. Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2018. № 10. Режим доступа: http://jre.cplire.ru/jre/oct18/13/text.pdf

DOI 10.30898/1684-1719.2018.10.13