08.01.2018/№2

image

Антон Жолудь из ИТМО НАН Беларуси удостоен стипендии Президента талантливым молодым ученым на 2018 год.

за разработку метода измерения распределения эритроцитов по степени оксигенации гемоглобина. Подробнее о нем читайте ниже.

Наши исследования носят мультидисциплинарный характер. Они посвящены изучению магнитных свойств биологических клеток и их разделению в магнитном поле. Для реализации этих задач необходимо соединить знания по такому разделу физики как магнетизм, по гидродинамике, биологии и медицине.

В настоящее время фундаментом для большей части проводимых автором этих строк исследований является экспериментальный комплекс «Магнитоцитометр», предназначенный для определения магнитных свойств клеток. Он был создан под руководством доктора физико-математических наук Бронислава Кашевского силами сотрудников Института тепло- и массообмена имени А.В.Лыкова НАН Беларуси и НТЦ «ЛЭМТ» БелОМО».

Идея, реализованная в данном уникальном приборе, заключается в определении магнитных свойств по параметрам траекторий движения клеток в магнитном поле с известными характеристиками и геометрией. Для этого с помощью оптической системы прибора регистрируется видео, на котором движутся клетки в измерительной ячейке. В ней между двумя стеклянными пластинами образуется канал, в котором находятся клетки в специальном растворе. Необходимое для их движения магнитное поле возникает благодаря тому, что внешнее сильное однородное поле концентрируется на железном цилиндре, примыкающем к каналу ячейки. После того как видео получено, оно обрабатывается с помощью программного обеспечения, один из модулей которого разработан автором этих строк и предназначен для анализа траекторий движения и расчета по их параметрам магнитных свойств клеток.

Разработан «Магнитоцитометр» был в 2010 году, и самые последние результаты, полученные с его помощью, связаны с исследованием крови. По рекомендации научного руководителя Б.Кашевского были исследованы магнитные свойства красных кровяных клеток – эритроцитов. В приборе, предназначенном для измерения магнитных свойств, был также исследован процесс разделения клеток крови. Эти результаты вошли в диссертацию, которая была защищена в 2017 году. Интересный факт: магнитные свойства красных кровяных клеток, основное содержимое которых железосодержащий белок – гемоглобин, зависят от количества кислорода, которое связано железом гемоглобина. Это дает принципиальную возможность рассчитать степень насыщения кислородом по результатам измерения магнитных свойств. Благодаря тому, что «Магнитоцитометр» не выдает усредненную информацию для образца, содержащего клетки, а демонстрирует свойства каждой клетки в отдельности, был получен интересный результат. Оказалось, что существует связь между степенью насыщения кислородом и скоростью, с которой красные кровяные клетки оседают в специальном растворе. Для еще одного исследования из цельной крови вытесняли кислород, поскольку красные кровяные клетки, когда железо их гемоглобина не связывает кислород, обладают значительными по сравнению с другими клетками магнитными свойствами. Все это позволило наблюдать, как в ячейке «Магнитоцитометра» под действием магнитного поля кровь разделилась на красные кровяные клетки, лейкоциты и плазму.

В наших дальнейших планах – теоретические исследования магнитного разделения клеток, исследования процессов, происходящих в суспензиях с высокой концентрацией частиц, разработка устройства для разделения крови на компоненты. Последнее может быть интересно для переливания крови.

go Антон ЖОЛУДЬ, старший научный сотрудник Института тепло- и массообмена им. А.В.Лыкова НАН Беларуси,

Купить бошки в Донской кандидат физико-математических наук

Фото М.Гулякевича, «Навука»