В среду 22 июня 2022 г. в 15:00 в Конференц-зале НТЦ УП РАН состоится научный семинар по акустической и оптической спектроскопии.
С докладом на тему «Моделирование взаимодействия микропузырьков с делящимися раковыми клетками в ультразвуковом поле» выступит Павел Валентинович Зинин.
Аннотация:
Ранние работы по воздействию непрерывного ультразвука на развитие клеток яйца морского ежа показали, что ультразвуковая обработка приводит к появлению чудовищных эмбрионов, которые погибают на последних стадиях своего развития [1]. Эти результаты, объясняются действием стабильной кавитации. В настоящее время также установлено, что существует родитель-эмбрион акустическая связь. Данные, полученные в работе [2], указывают на то, что эмбрионы могут получать информацию о внешней среде, подслушивая родительские звуковые сигналы. Также было выявлено, что птичьи эмбрионы могут сообщать о риске хищничества своим братьям и сёстрам до вылупленные. Эта пренатальная коммуникация, которая, возможно, происходит с помощью вибрационных сигналов, координирует траектории развития кладки [3].
В этой работе мы исследуем реакцию клеток и деформацию, вызванные соседним колеблющимся пузырьком, используя оболочечную модель клетки. В модели оболочки движение ячейки состоит из движения трёх компонентов: внутренней вязкой жидкости, тонкой эластичной оболочки и окружающей вязкой жидкости [4]. Толщина оболочки мала по сравнению с радиусом ячейки, так что оболочку можно рассматривать как упругую поверхность, разделяющую две жидкости.
Показано, что при дипольных колебаниях оболочка ячейки деформируется из-за изменения площади оболочки. Для колебаний квадрупольной моды и мод более высокого порядка движение ячейки определяется модулем сдвига оболочки m. Также обсуждаются потенциальные последствия этой работы для приложений, связанных с уменьшением количества вредных бактерий и раковых клеток [5].
- Maslov, K.I., I.V. Marakueva, R.G. Mayev, V.V. Trepakov, Action of ultrasound on the membrane potential and embryonic development of sea urchin eggs. Biofizika, 1987. 32(6): 1028.
- Mariette, M.M., A. Pessato, W.A. Buttemer, A.E. McKechnie, E. Udino, et al., Parent-embryo acoustic communication: a specialised heat vocalisation allowing embryonic eavesdropping. Scientific Reports, 2018. 8.
- Mariette, M.M.K.L. Buchanan, Good vibrations in the nest. Nat. Ecol. Evol., 2019. 3(8): 1144.
- Zinin, P.V., J.S. Allen, V.M. Levin, Mechanical resonances of bacteria cells. Physical Review E, 2005. 72(6): 061907.
- Zinin, P.V.J.S. Allen, Deformation of biological cells in the acoustic field of an oscillating bubble. Physical Review E, 2009. 79(2): 021910.