ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН English Войти Подать статью
Журнал радиоэлектроники Электронный научный журнал · eISSN 1684-1719
2019, № 2 · БИОМЕДИЦИНСКАЯ РАДИОЭЛЕКТРОНИКА

Результаты экспериментального изучения поверхностных свойств липидных монослоев - моделей биологических мембран

К.Д. Казаринов1, С.В. Титов1, В.С. Малинин1, А.С. Титов2

1 ФИРЭ им. В.А. Котельникова РАН, Фрязино, Россия
2 Московский физико-технический инстиитут (ГУ), Долгопрудный
Полный текст (PDF) DOI: 10.30898/1684-1719.2019.2.10 УДК 576:532.59 EDN GITRGN

Аннотация

В данной статье представленны результаты экспериментальной работы по развитию метода изучения поверхностных свойств липидных монослоев. Метод основан на регистрации длины волны и затухания поверхностных акустических волн, что позволяет определять как поверхностное натяжение, так и поверхностную вязкость монослоя. Капиллярная волна выступает в качестве измерительного зонда для определения свойств монослоев. Измерения на монослоях L-α-лецитина показывают, что разработанный метод является эффективным инструментом для исследования поверхностных свойств липидных монослоев в условиях микроволнового облучения. Этот подход позволяет исследовать характерные особенности структуры и функционирования биомембран при различных патологических состояниях, тем самым предоставляя дополнительную возможность для своевременного получения диагностических данных и облегчая выявление многих заболеваний на ранних стадиях развития.

  • метод генерации капиллярных волн
  • поверхностные свойства липидных монослоев
  • легочный сурфактант
  • модели биологических мембран
  • длина волны и затухание поверхностных волн
  • микроволновое облучение
  • capillary wave generation method
  • surface properties of lipid monolayers
  • pulmonary surfactant
  • models of biological membranes
  • wavelength and attenuation of surface waves
  • microwave irradiation
Abstract (in English)

Xperimental study of the surface properties of lipid monolayers regarded as biological membranes

Experimental work on a novel method for the study of the surface properties of lipid monolayers is reported, based on recording the wavelength and attenuation of surface acoustic waves so permitting the determination of both the surface tension and surface viscosity of a monolayer. The capillary wave acts as a measuring probe for determining monolayer properties. Measurements on L-α-lecithin monolayers indicate that the acoustic wave method is an effective tool for investigating surface properties of lipid monolayers exposed to microwaves. Knowledge of the surface properties of lipid monolayers also allows the determination of their energetic and mechanical parameters and also the area of single molecules bounding a monolayer. These parameters are important for understanding the structure and function of lipid bilayers in biological entities allowing investigation of both the characteristic features of the structure and the functioning of biomembranes under various pathological conditions thereby yielding an additional option for rapidly obtaining diagnostic data so facilitating the identification of many diseases in their early stages. Capillary wave recording has been used in a series of experiments and preliminary results of these indicate a decrease in the surface tension of the sample by an average of 5% over the entire range of lipid concentrations.

Для цитирования

Казаринов К.Д., Титов С.В., Малинин В.С., Титов А.С. Результаты экспериментального изучения поверхностных свойств липидных монослоев - моделей биологических мембран // Журнал радиоэлектроники. – 2019. – № 2. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2019.2.10

Литература

  1. Т.А. Ордынская, П.В. Поручиков, В.Ф. Ордынский. Волновая терапия. М.: Эксмо. 2008. 496 с.
  2. Н.А. Мырзабаева. Применение лазеро- и КВЧ-пунктуры в эрадикационной терапии больных с функциональной диспепсией, ассоциированной с Helicobacter pylori. // Терапевтический вестник. 2009. № 4(24). С. 48-49.
  3. M. Teppone, R. Avakyan. Extremely high-frequency therapy in oncology. // J. Alternative and Complementary Medcine. 2010. Vol. 16(11). P. 1211-1216.
  4. I. Szabo, J. Kappelmayer, S.I. Alekseev, M.C. Ziskin. Millimeter wave induced reversible externalization of phosphatidylserine molecules in cells exposed in vitro. // Bioelectromagnetics. 2006. Vol. 27. P. 233-244.
  5. К.Д. Казаринов. Исследование мембранотропной активности ЭМИ в широком диапазоне длин волн. // Электронная техника. Сер. 1. СВЧ - техника. 2018. Вып. 2 (537). С. 62-75.
  6. С.В. Титов, В.С. Малинин, А.С. Титов, К.Д. Казаринов. Расчет параметров генерации капиллярных волн в водной среде. // Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2019. №1. Режим доступа http://jre.cplire.ru/jre/jan19/6/text.pdf
  7. 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
  8. G.L. Gains, Jr. Insoluble monolayers at liquid-gas interfaces. N.Y.: Interscience Publ. 1966. 386 p.
  9. R.C. MacDonald, S.A. Simon. Lipid monolayer states and their relationship to bilayers. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1987. Vol. 84. P. 4089-4093.
  10. B.A. Березовский, В.Ю. Горчаков. Поверхностно-активные вещества легкого. Киев: Наукова Думка. 1982. 168 c.
  11. L.M.G. van Golde, J.J. Batenburg, В. Robertson. The Pulmonary Surfactant System. // News Physiol. Sci. 1994. Vol. 9. P. 13-20.
  12. S.H. Yu, F. Possmayer, Adsorption, Compression and Stability of Surface Films from Natural, Lipid Extract and Reconstituted Pulmonary Surfactants. // Biochim. Biophys. Acta. 1993. Vol. 1167. P. 264-271.
  13. Т.П. Новгородцева. Липидомика в медико-биологических исследованиях НИИ медицинской климатологии и восстановительного лечения. // Здоровье. Медицинская экология. Наука. 2009. № 4-5 (39-40). С. 133-137.