Импульсная кондуктометрия одиночных клеток животных

1
ÓÄÊ 543.555: 57.086.8
Èìïóëüñíàÿ êîíäóêòîìåòðèÿ îäèíî÷íûõ êëåòîê æèâîòíûõ
Â.À. Øèãèìàãà
[email protected]
Èíñòèòóò æèâîòíîâîäñòâà ÍÀÀÍ Óêðàèíû
 áèîôèçèêå, ðåïðîäóêòèâíîé áèîëîãèè è ìåäèöèíå ïðèìåíÿþòñÿ ðàçëè÷íûå ìåòîäû, îñíîâàííûå íà ÿâëåíèè ýëåêòðîïîðàöèè ìåìáðàí æèâûõ
êëåòîê â èìïóëüñíîì ýëåêòðè÷åñêîì ïîëå (ÈÝÏ) [1,2]. Âîçäåéñòâèå ïîëÿ
ïðèâîäèò ê îáðàòèìîé ïåðôîðàöèè ìåìáðàíû èëè íåîáðàòèìîìó åå ðàçðûâó è ëèçèñó êëåòêè â çàâèñèìîñòè îò íàïðÿæåííîñòè ÈÝÏ. Ïðîöåññ è
ðåçóëüòàò âçàèìîäåéñòâèÿ ìåìáðàíû è êëåòêè ñ ïîëåì ìîæíî íàáëþäàòü
ïî èçìåíåíèþ èõ îáùåé ïðîâîäèìîñòè, êîòîðàÿ ÿâëÿåòñÿ îäíîâðåìåííî
èíäèêàòîðîì è èíòåãðàëüíîé õàðàêòåðèñòèêîé ðàçâèòèÿ ýëåêòðîïîðàöèè
ïðè ïîñòåïåííîì âîçðàñòàíèè íàïðÿæåííîñòè ïîëÿ âïëîòü äî ýëåêòðîïðîáîÿ ìåìáðàíû [3].
Äëÿ èññëåäîâàíèÿ êèíåòèêè ýëåêòðîïîðàöèè ðàçðàáîòàí ìåòîä èìïóëüñíîé êîíäóêòîìåòðèè îäèíî÷íûõ êëåòîê æèâîòíûõ â èçìåíÿþùåìñÿ ÈÝÏ [4]. Ìåòîä ïîçâîëÿåò îïðåäåëÿòü óäåëüíóþ ïðîâîäèìîñòü êëåòîê
è æèäêèõ ñðåä â äèàïàçîíå 0,1-105 ìêÑì/ñì â ïîëå íàïðÿæåííîñòüþ 0-10
êÂ/ñì è íåêîòîðûå áèîôèçè÷åñêèå ïàðàìåòðû êëåòêè, íàïðèìåð, ýëåêòðè÷åñêóþ ïðî÷íîñòü ìåìáðàíû è åìêîñòü. Ñ ïîìîùüþ äàííîãî ìåòîäà
îêàçàëîñü ëåãêî îáîñíîâàòü íåîáõîäèìûå ðåæèìû âîçäåéñòâèÿ íà êëåòêè ÈÝÏ äëÿ ðàçëè÷íûõ ïðèëîæåíèé [4,5]. Íà ðèñ.1 â êà÷åñòâå ïðèìåðà
ïîêàçàíû çàâèñèìîñòè ïðîâîäèìîñòè îò íàïðÿæåííîñòè ÈÝÏ îîöèòà è
2-êëåòî÷íîãî ýìáðèîíà ìûøè â 0,3Ì ñàõàðîçå è ðàñïîëîæåíèå êëåòêè
(2-êëåòî÷íûé ýìáðèîí ìûøè) ìåæäó ìèêðîýëåêòðîäàìè ïðè èçìåðåíèÿõ.
Êðèâàÿ ïðîâîäèìîñòè îîöèòà èìååò ðåçêèé ïîäúåì ýòî íåîáðàòèìûé
ýëåêòðîïðîáîé ìåìáðàíû êëåòêè ïðè íàïðÿæåííîñòè 2,7 êÂ/ñì. Êðèâàÿ
ïðîâîäèìîñòè 2-êëåòî÷íîãî ýìáðèîíà ïîêàçûâàåò îáðàòèìûé ïðîáîé ìåñòà êîíòàêòà ìåìáðàí äâóõ áëàñòîìåðîâ ïðè íàïðÿæåííîñòè ïîëÿ îêîëî 1,1 êÂ/ñì (ðåæèì ýëåêòðîñëèÿíèÿ) è íåîáðàòèìûé ïðîáîé ïðè 2,8
êÂ/ñì. Íà îáåèõ êðèâûõ âèäíà ìíîãîêðàòíàÿ îáðàòèìàÿ ýëåêòðîïîðàöèÿ
ìåìáðàí êëåòîê (êîëåáàíèÿ ïðîâîäèìîñòè). Ïðîâîäèìîñòè àïèðîãåííîé
âîäû è 0,3 Ì ñàõàðîçû íà íåé, êàê äèýëåêòðè÷åñêèõ ñðåä, íå çàâèñÿò
îò íàïðÿæåííîñòè ïîëÿ. Òàêèì îáðàçîì, èìïóëüñíàÿ êîíäóêòîìåòðèÿ
ïîçâîëÿåò íàáëþäàòü è èçó÷àòü âåñü ïðîöåññ ýëåêòðîïîðàöèè ìåìáðàíû
êëåòêè îò îáðàòèìîé ñòàäèè äî íåîáðàòèìîãî ýëåêòðîïðîáîÿ, ÷òî ìîæíî èñïîëüçîâàòü äëÿ îáîñíîâàíèÿ è ðàçðàáîòêè ðàçëè÷íûõ òåõíîëîãèé
ýëåêòðîìàíèïóëÿöèè ñ êëåòêàìè æèâîòíûõ.
2
Ëèòåðàòóðà
1. Àíòîíîâ Â.Ô., ×åðíûø À.Ì., Ïàñå÷íèê Â.È., Âîçíåñåíñêèé Ñ.À., Êîçëîâà Å.Ê. Áèîôèçèêà: Ó÷. äëÿ ñòóä. ÂÓÇîâ. Ì.: ÂËÀÄÎÑ, 2000. 293ñ.
2. Pakhomov A.G., Miklavcic D., Markov M.S. Advanced Electroporation
Techniques in Biology and Medicine. New York: CRC Press, 2010. 528ð.
3. Øèãèìàãà Â.À., Ìåãåëü Þ.Å. Ïðèìåíåíèå ìåòîäà èìïóëüñíîé êîíäóêòîìåòðèè äëÿ èññëåäîâàíèÿ ýëåêòðè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê áèîëîãè÷åñêèõ êëåòîê // Ïðàöi Iíñòèòóòó åëåêòðîäèíàìiêè ÍÀÍ Óêðà¨íè. Êè¨â,
2012. Âèï. 31. Ñ.147-155.
4. Øèãèìàãà Â.À. Ìåòîä è àïïàðàòóðà èìïóëüñíîé êîíäóêòîìåòðèè îäèíî÷íûõ êëåòîê æèâîòíûõ è æèäêèõ ñðåä //Òðóäû VII ìåæäóíàð. í.òåõí. êîíô. ÁÔÔÕ-2011 ÑåâÍÒÓ ¾Àêòóàëüíûå âîïðîñû áèîôèçèêè è
õèìèè¿. 2011. Ñ. 25-26.
5. Øèãèìàãà Â.À. Îïûò ðàçðàáîòêè àïïàðàòóðû è òåõíîëîãèè ýëåêòðîìàíèïóëÿöèè ñ êëåòêàìè æèâîòíûõ. Åëåêòðèôiêàöiÿ òà àâòîìàòèçàöiÿ
ñiëüñüêîãî ãîñï-âà. Êè¨â, 2007.  1 . Ñ. 53-63.