Учёные приблизились к пониманию свойств плазмы крови
Диаграмма «размер частиц - концентрация частиц» в двойном логарифмическом масштабе демонстрирует степенную связь концентрации с размером N = a•rK с показателем степени K = -4,0 ± 0,1 (см. аппроксимацию данных прямой линией)
Учёные из лаборатории нелинейной оптики и рассеяния света (ЛНОРС) Физического института имени П.Н. Лебедева РАН (ФИАН) провели исследования размерных характеристик частиц в плазме крови методом динамического рассеяния. Результаты экспериментов выявили неожиданную закономерность: с ростом размера частиц от единиц нанометров (10-9 метра) до 1 микрона (10-6 метра) концентрация этих частиц у почти на 12 порядков, сообщает АНИ «ФИАН-информ».
Сотрудники ЛНОРС под руководством кандидата физико-математических наук Леонида Чайкова изучают размерные характеристики частиц в биологических жидкостях и разрабатывают методы их измерения. Эти исследования могут существенно облегчить постановку различных диагнозов и входят в число наиболее актуальных в современной аналитической медицине.
Особый интерес представляют методы измерений размеров частиц в недоступном для традиционной микроскопии диапазоне: от единиц до сотен нанометров. Один из них - метод динамического рассеяния света, в котором по измерениям временных флуктуаций рассеянного света изучается подвижность частиц в зависимости от их размеров. Метод хорошо зарекомендовал себя при исследованиях жидкостей с частицами, близкими по размерам. В случае биологических жидкостей, таких, как плазма крови, состав частиц по размерам может быть очень широким. В подобных ситуациях известные методы обработки данных по светорассеянию либо дают сбой, либо демонстрируют невоспроизводимые результаты.
В ЛНОРС исследования размерных характеристик частиц в плазме крови методом динамического рассеяния света проводились, в том числе, для адаптации этого метода для изучения жидкостей с частицами различных размеров. Оказалось, что регистрограммы распределения частиц по размерам, созданные с помощью стандартного программного обеспечения, отличаются неустойчивостью.
В результате многочисленных опытов исследователям удалось разработать методику обработки данных по светорассеянию, которая надежно выявляет отдельные группы частиц со сравнительно узким разбросом размеров. Методика основана на информационном сжатии первичных регистрограмм с последующей статистической обработкой сжатых данных.
При использовании новой методики в исследованиях образцов плазмы крови здоровых доноров результаты измерений, организованные в виде диаграммы «размер частиц - концентрация частиц» (см. рисунок), позволили выявить неожиданную закономерность:
с ростом размера частиц от единиц нанометров до 1 микрона концентрация этих частиц уменьшается как r-4, т.е. почти на 12 порядков.
«На данный момент математических моделей, объясняющих подобную зависимость, нет. Возможно, коллективом сотрудников открыта новая закономерность для биологических жидкостей сложного состава. В практическом плане, особенности данной зависимости и отклонений от неё могут служить диагностическим признаком в распознавании различных заболеваний», - заявил руководитель Отделения оптики ФИАН доктор физико-математических наук Анатолий Масалов.
Наиболее важные результаты представленных исследований опубликованы в статьях, опубликованных в журналах «Краткие сообщения по физике ФИАН» и «Journal of Biomedical Optics».
http://www.strf.ru/material.aspx?CatalogId=222&d_no=106616#.ViQiFG6E4c0