Составители:
Рубрика:
Таким образом, мы видим, что применение осмотически активных
иммерсионных жидкостей является высоко эффективным инструментом как для in
vitro, так и для in vivo управления оптическими параметрами биотканей.
Поскольку применение осмотически активных жидкостей при проведении in
vitro экспериментов сопровождается набуханием исследуемых образцов биотканей,
рассмотрим процесс набухания подробней.
Набуханием называется увеличение объема биоткани в результате
избирательного поглощения низкомолекулярного растворителя. Фактически этот
процесс определяется взаимодействием основных структурных компонент биотканей,
или их высокомолекулярных составляющих, например молекул коллагена или липидов
клеточных мембран, с растворителем, например водой, и характеризуется степенью
набухания биоткани. Степень набухания выражает отношение прироста объема
набухшей ткани к первоначальному ее объему. Однако часто о степени набухания судят
не по увеличению объема биоткани, а по массе жидкости, поглощенной единицей
массы набухающего вещества. Для количественной оценки динамики набухания
биотканей используется выражение:
()
(
)
(
)
()
0
0
Vt Vt
Ht
Vt
−
=
=
=
(6)
или
()
(
)
(
)
()
0
0
Mt Mt
Ht
Mt
−
=
=
=
, (7)
где H – степень набухания биоткани, V – объем образца биоткани, М – его масса и t –
время набухания. Следует отметить, что использование ур-ния (7) для оценки степени
набухания предпочтительнее с точки зрения эксперимента, поскольку при этом на
измерения не накладываются какие-либо дополнительные требования к геометрии
образца биоткани.
С большой степенью достоверности фиброзные ткани (и в особенности
внутритканевый матрикс этих тканей) могут быть представлены как
полиэлектролитные гели [122,138,143,207,208]. В силу этого, описание процесса
набухания может быть выполнено на основе исследований набухания биополимеров,
таких, например, как желатин и другие коллоидные растворы. Вообще говоря, причина
набухания заключается в различии свойств макромолекул биотканей (коллагена,
липидов и т.д.) и растворителя (например, воды) [209]. Скорость этого процесса
определяется подвижностью молекул, коэффициентом их диффузии. В свою очередь
коэффициент диффузии достаточно сильно зависит от температуры [210-212].
Специфика набухания полимеров заключается в том, что взаимодействуют молекулы,
различающиеся между собой на много порядков по своим размерам, массе и
подвижности. Поэтому молекулы растворителя достаточно быстро проникают в сетку
полимера, раздвигая цепи и увеличивая его объем. При этом гибкость цепей облегчает
проникновение малых молекул в сетку биополимеров. Степень набухания
биополимеров определяется их составом и строением, т.е. их структурно-
механическими и морфологическими особенностями. Причиной, порождающей
набухание, является не простое механическое вхождение растворителя в пустоты или
поры (которых в полимере, в сущности, нет), а межмолекулярное взаимодействие,
17
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 15
- 16
- 17
- 18
- 19
- …
- следующая ›
- последняя »
