Информационная таблица за период с 1.11.12 по 1.11.13 .

Информационная таблица за период с 1.11.12 по 1.11.13 .
Лаборатория (группа): Цитометрии и Биокинетики
Раздел 1.
1. Число ВНЕШНИХ премий, наград, призовых мест, стипендий: __
а именно (подробная расшифровка пункта):
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Стипендия Президента РФ молодым ученым и аспирантам СП-1622.2012.4
(Мокаленский Александр Ефимович)
Юркин М.А. получил Стипендию Президента Российской Федерации молодым
ученым и аспирантам, осуществляющим перспективные научные исследования и
разработки по приоритетным направлениям модернизации российской экономики
на 2012–2014 гг.
Орлова Д.Ю. получила Стипендию Президента Российской Федерации молодым
ученым и аспирантам, осуществляющим перспективные научные исследования и
разработки по приоритетным направлениям модернизации российской экономики
на 2012–2014 гг.
Юркин М.А. был признан Ценным рецензентом 2012 года для журнала «Journal of
Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer»
Конохова А.И., диплом 1 степени 51-й Международной научной студенческой
конференции «Студент и научно-технический прогресс» (12-18 апреля 2013)
Строкотов Д.И., стипендия Президента Российской Федерации молодым учёным
и аспирантам, осуществляющим перспективные научные исследования и разработки по приоритетным направлениям модернизации российской экономики, на
2012-2014 годы. № гранта: СП-1645.2012.4
2. Участие в Федеральных целевых программах, программах Президиума РАН, программах ОХНМ и др. отделений РАН, интеграционных программах СО РАН.
а именно (подробная расшифровка пункта с названием проекта, названием программы, руководителями и т.д.):
ФЦП "Научные и научно-педагогические кадры инновационной России" на 2009-2013 годы
Заключенные контракты по мероприятию 1.2.2. "Проведение научных исследований научными группами
под руководством кандидатов наук"
Мероприятие 1.2.2
№ гос.
контракта
Область знаний, тема работы
1
8804
"Исследование динамики биоспецифической агрегации в дисперсных
системах методом светорассеяния на
одиночных частицах с помощью сканирующего проточного цитометра"
Чернышев
А.В., ИХКГ
СО РАН
2
8752
Разработка метода моделирования
оптических свойств наночастиц
вблизи плоской поверхности на ос-
Юркин М.А.,
ИХКГ СО
РАН
№
Руководитель
работы
Год начала
исследований
Год завершения исследований
2012
2013
2012
2013
нове метода дискретных диполей
3. Число (кроме указанных в п. 2) ТЕКУЩИХ грантов __2__ , зарубежных контрактов ____, х/д ____
№ Организатор
п/п конкурса
Тема работы
Регистрационный
номер
ФИО руководителя, организация
Сроки реализации
1
РФФИ
Исследование кинетики морфологических изменений лимфоцитов человека на начальных стадиях апоптоза с целью получения более детальной информации о морфофункциональных
свойствах клеток, выделения
новых прогностических и диагностических показателей при
лимфопролиферативных заболеваниях в динамике химиотерапии»
№ 12-04-31083/12
Орлова Д.Ю., 2012-2013
ИХКГ СО
РАН
2
РФФИ
Исследование особенностей
формы и структуры клеток крови
по светорассеянию с поиском
новых подходов в решении обратной задачи светорассеяния
для одиночных клеток
№ 12-04-00737/12
Мальцев В.П., 2012-2014
ИХКГ СО
РАН
4. Число защищенных докторских диссертаций: _
Далее список по формату:
ФИО, название диссертации, специальности, год и место защиты).
5. Число защищенных кандидатских диссертаций: __
Далее список по формату:
1. Некрасов Вячеслав Михайлович, “Исследование биоспецифической агрегации
микро- и наночастиц с помощью светорассеяния”. Место и год защиты - 2013 г.,
г. Новосибирск, Федеральное государственное бюджетное учреждение науки
Институт химической кинетики и горения, СО РАН, диссертационный совет Д
003.014.01. Научный руководитель – Чернышев Андрей Витальевич.
6. Число защищенных дипломов:_5_
1. Амелин Максим Дмитриевич, "Система управления положением струи с пробой
в сканирующем про-точном цитометре", бакалавр, НГУ, руководитель Гилев
К.В.
2. Конохова Анастасия Игоревна, диплом на соискание степени магистра, «Развитие метода решения обратной задачи светорассеяния для статической и динамической характеризации палочкообразных бактерий с помощью сканирующей
проточной цитометрии», НГУ, научный руководитель: Юркин Максим Александрович.
7. Преподавание в ВУЗах:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Гилев К.В. - "Информационные технологии в биомедицинских исследованиях",
ФФ НГУ, Кафедра биомедицинской физики, осенний семестр, продолжающийся
Гилев К.В. - "Информационные технологии в биомедицинских исследованиях",
ВКИ НГУ, Кафедра информационных технологий, весенний семестр, продолжающийся
Чернышев А.В., лекции, продолжающийся спецкурс "Биокинетика", осенний семестр, кафедра БиоМедФ, НГУ
Мальцев В.П., лекции, продолжающийся спецкурс «Измерения в биологии и медицине», два семестра, кафедра Биомедицинской физики НГУ
Некрасов В.М., лекции, продолжающийся спецкурс "Химическая кинетика и термодинамика", весенний семестр, кафедра БиоМедФ, НГУ
Москаленский Александр Ефимович, семинары по курсу «Молекулярная физика», ФФ НГУ
Юркин М.А., лекции "Обратные задачи: теория и практика", продолжающийся
курс, кафедра биомед. физики ФФ НГУ, весна 2013
8. Официальное участие в ОРГАНИЗАЦИИ конференций и т.п.:
а именно (подробная расшифровка пункта):
Конохова Анастасия Игоревна, секретарь подсекции "Биомедицинская физика" Международной научной студенческой конференции «Студент и научно-технический прогресс» (12-18 апреля 2013)
9. Организация и проведение экспедиций:
а именно (подробная расшифровка пункта с указанием наличия экспедиционного гранта):
Раздел 2.
10. Опубликовано монографий, учебников и учебных пособий: _____
Далее список по формату:
авторы, название, издательство, год, объем.
11. Опубликовано обзоров: ___
Далее список по формату:
Фамилия Инициалы, Фамилия Инициалы, ….,Фамилия Инициалы. Название статьи //
Название журнала номер тома начальная страница статьи - последняя страница статьи
(год)
12. Патентов (получено): ___
а именно (подробная расшифровка пункта):
13. Опубликовано препринтов: ____
а именно (подробная расшифровка пункта):
14. Опубликовано научных статей в международных или зарубежных журналах: _4_
1. Moskalensky A.E., Yurkin M.A., Konokhova A.I., Strokotov D.I., Nekrasov V.M., Chernyshev A.V., Tsvetovskaya G.A., Chikova E.D., and Maltsev V.P. Accurate measurement
of volume and shape of resting and activated blood platelets from light scattering // J. Biomed. Opt. 18, 017001 (2013).
2. Yurkin M.A. and Kahnert M. Light scattering by a cube: accuracy limits of the discrete
dipole approximation and the T-matrix method // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer J.
Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 123, 176–183 (2013).
3. Konokhova A.I., Gelash A.A., Yurkin M.A., Chernyshev A.V., and Maltsev V.P. Highprecision characterization of individual E. coli cell morphology by scanning flow cytometry // Cytometry A 83A, 568–575 (2013).
4. Gilev K.V., Yurkin M.A., Dyatlov G.V., Chernyshev A.V., and Maltsev V.P. An optimization method for solving the inverse Mie problem based on adaptive algorithm for construction of interpolating database // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 131, 202–214 (2013).
5. Yurkin M.A. Symmetry relations for the Mueller scattering matrix integrated over the azimuthal angle // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 131, 82–87 (2013).
15. Опубликовано научных статей в российских журналах, входящих в список ВАК: 1
Пичугин Ю. Г., Семьянов К. А., Чернышев А. В., Пальчикова И. Г., Омельянчук Л. В.,
Мальцев В. П. Особенности цитометрических методов определения содержания ДНК в
ядре. Цитология. 54 (2) :185–190, 2012.
16. Статей в журналах, не входящих в список ВАК, книгах и трудах конференций (более 3 стр. в печатном виде) при наличии редактора: ____
Далее список по формату:
Фамилия Инициалы, Фамилия Инициалы, ….Фамилия Инициалы. Название статьи //
полные выходные данные
Глава в книге:
1. Maltsev V.P., Chernyshev A.V., Strokotov D.I. Light-Scattering Flow Cytometry:
Advanced Characterization of Individual Particle Morphology. // Flow Cytometry:
Principles, Methodology and Applications, ed. Stefanos Papandreou, Nova Science
Publishers, New York, NY, pp. 79–103, (2013).
2. Yurkin M.A. Computational Approaches for Plasmonics // Handbook of Molecular
Plasmonics, ed. Della Sala F. and D’Agostino S., Pan Stanford Publishing, Singapore,
pp.83–135 (2013).
Тезисы конференций:
1. Strokotov D.I., Polshchitcina I.V., Moskalensky A.E., Nekrasov V.M., Chernyshev
A.V., Maltsev V.P. Optical super-resolution for characterization of individual nonspherical particles from polarized light-scattering profiles. // Electromagnetic and
Light Scattering XIV, 17-21 June 2013, Lille, France, Paper 176.
2. Polshchitsin A.A., Nekrasov V.M., Chernyshev A.V. Turbidimetric study of proteincoated particles agglutination. // Electromagnetic and Light Scattering XIV, 17-21
June 2013, Lille, France, Paper 120.
3. Polshchitsin A.A., Nekrasov V.M., Chernyshev A.V., Maltsev V.P. Investigation of
protein-coated particle aggregation using scanning flow cytometry. // ISAC XXVIII
International Congress, 19–22 May 2013, San Diego, USA, p.165.
4. Strokotov D.I., Polshchitcina I.V, Moskalensky A.E., Nekrasov V.M., Chernyshev
A.V., Maltsev V.P. Polarizing light-scattering profile – advanced characterization of
non-spherical particles with the scanning flow cytometry. // ISAC XXVIII International Congress, 19–22 may 2013, San Diego, USA, p.172.
5. Moskalensky A.E., Yurkin M.A., Konokhova A.I., Strokotov D.I., Nekrasov V.M.,
Chernyshev A.V., Maltsev V.P. A label-free shape-based detection of activated platelets with scanning flow cytometry. // ISAC XXVIII International Congress, 19–22
may 2013, San Diego, USA, p.127.
17. Сделано докладов на международных и зарубежных конференциях: ____
а именно:
заполнить таблицу ( в одной строке – одна конференция)
полное
название
конференции
Место и
дата конференции
ISAC XXVIII
International
Congress
19–22 May
2013, San
Diego, USA
A label-free shape-based
detection of activated
platelets with scanning
flow cytometry
Устный
ISAC XXVIII
International
Congress
19–22 May
2013, San
Diego, USA
Постер
Electromagnetic and
Light Scattering XIV
Electromagnetic and
Light Scattering XIV
17-21 June
2013, Lille,
France
ISAC XXVIII
International
Congress
19–22 May
2013, San
Diego, USA
Polarizing light-scattering
profile – advanced characterization of non-spherical
particles with the scanning
flow cytometry.
Application of the scanning flow cytometry for
characterization of blood
platelets
Optical super-resolution
for characterization of individual non-spherical
particles from polarized
light-scattering profiles
A label-free shape-based
detection of activated
platelets with scanning
flow cytometry
ISAC XXVIII
International
Congress
19–22 May
2013, San
Diego, USA
Постер
Electromagnetic and
Light Scattering XIV
Electromagnetic and
Light Scattering XIV
17-21 June
2013, Lille,
France
ISAC XXVIII
International
19–22 May
2013, San
Polarizing light-scattering
profile – advanced characterization of non-spherical
particles with the scanning
flow cytometry.
Application of the scanning flow cytometry for
characterization of blood
platelets
Optical super-resolution
for characterization of individual non-spherical
particles from polarized
light-scattering profiles
A label-free shape-based
detection of activated
17-21 June
2013, Lille,
France
17-21 June
2013, Lille,
France
Тема доклада
вид
доклада
Устный
Устный
Устный
Устный
Устный
Устный
авторы
докладчик
Moskalensky A.E., Yurkin
M.A., Konokhova A.I.,
Strokotov D.I., Nekrasov
V.M., Chernyshev A.V.,
Maltsev V.P.
Strokotov D.I., Polshchitcina
I.V, Moskalensky A.E.,
Nekrasov V.M., Chernyshev
A.V., Maltsev V.P.
Moskale
nsky
A.E.
Moskalensky A.E., Yurkin
M.A., Konokhova A.I.,
Strokotov D.I., and Maltsev
V.P.
Strokotov D.I., Polshchitcina
I.V., Moskalensky A.E.,
Nekrasov V.M., Chernyshev
A.V., and Maltsev V.P.
Moskale
nsky
A.E.
Moskalensky A.E., Yurkin
M.A., Konokhova A.I.,
Strokotov D.I., Nekrasov
V.M., Chernyshev A.V.,
Maltsev V.P.
Strokotov D.I., Polshchitcina
I.V, Moskalensky A.E.,
Nekrasov V.M., Chernyshev
A.V., Maltsev V.P.
Moskale
nsky
A.E.
Moskalensky A.E., Yurkin
M.A., Konokhova A.I.,
Strokotov D.I., and Maltsev
V.P.
Strokotov D.I., Polshchitcina
I.V., Moskalensky A.E.,
Nekrasov V.M., Chernyshev
A.V., and Maltsev V.P.
Moskale
nsky
A.E.
Moskalensky A.E., Yurkin
M.A., Konokhova A.I.,
Moskale
nsky
Moskale
nsky
A.E.
Strokotov D.I
Moskale
nsky
A.E.
Strokotov D.I
Congress
Diego, USA
platelets with scanning
flow cytometry
ISAC XXVIII
International
Congress
19–22 May
2013, San
Diego, USA
Постер
Electromagnetic and
Light Scattering XIV
Electromagnetic and
Light Scattering XIV
17-21 June
2013, Lille,
France
ISAC XXVIII
International
Congress
19–22 May
2013, San
Diego, USA
Polarizing light-scattering
profile – advanced characterization of non-spherical
particles with the scanning
flow cytometry.
Application of the scanning flow cytometry for
characterization of blood
platelets
Optical super-resolution
for characterization of individual non-spherical
particles from polarized
light-scattering profiles
A label-free shape-based
detection of activated
platelets with scanning
flow cytometry
ISAC XXVIII
International
Congress
19–22 May
2013, San
Diego, USA
Постер
Electromagnetic and
Light Scattering XIV
Electromagnetic and
Light Scattering XIV
17-21 June
2013, Lille,
France
Electromagnetic and
Light Scattering XIV
Electromagnetic and
Light Scattering XIV
Международная научная студенческая конференция
«Студент и
научнотехнический
прогресс»
CYTO 2014,
XXVIII Congress of the
International
Society for
Advancement
of Cytometry
Lille,
France, 17–
21 June
2013
Lille,
France, 17–
21 June
2013
Новосибирск, 1218 апреля
2013 г.
Polarizing light-scattering
profile – advanced characterization of non-spherical
particles with the scanning
flow cytometry.
Application of the scanning flow cytometry for
characterization of blood
platelets
Optical super-resolution
for characterization of individual non-spherical
particles from polarized
light-scattering profiles
Benchmark calculations
with the discrete dipole
approximation and the Tmatrix method for cubes
Characterization of E. coli
morphology by scanning
flow cytometry
17-21 June
2013, Lille,
France
17-21 June
2013, Lille,
France
San Diego,
USA, 2013
Strokotov D.I., Nekrasov
V.M., Chernyshev A.V.,
Maltsev V.P.
Strokotov D.I., Polshchitcina
I.V, Moskalensky A.E.,
Nekrasov V.M., Chernyshev
A.V., Maltsev V.P.
A.E.
Moskalensky A.E., Yurkin
M.A., Konokhova A.I.,
Strokotov D.I., and Maltsev
V.P.
Strokotov D.I., Polshchitcina
I.V., Moskalensky A.E.,
Nekrasov V.M., Chernyshev
A.V., and Maltsev V.P.
Moskale
nsky
A.E.
Moskalensky A.E., Yurkin
M.A., Konokhova A.I.,
Strokotov D.I., Nekrasov
V.M., Chernyshev A.V.,
Maltsev V.P.
Strokotov D.I., Polshchitcina
I.V, Moskalensky A.E.,
Nekrasov V.M., Chernyshev
A.V., Maltsev V.P.
Moskale
nsky
A.E.
Moskalensky A.E., Yurkin
M.A., Konokhova A.I.,
Strokotov D.I., and Maltsev
V.P.
Strokotov D.I., Polshchitcina
I.V., Moskalensky A.E.,
Nekrasov V.M., Chernyshev
A.V., and Maltsev V.P.
Moskale
nsky
A.E.
устный
Yurkin M.A. and Kahnert
M.
Yurkin
M.A.
стендовый
Konokhova A.I., Yurkin
M.A., and Maltsev V.P.
Yurkin
M.A.
Характеризация морфологии клеток E.coli с помощью сканирующей
проточной цитометрии
устный
Конохова А.И.
Конохов
а А.И.
Kinetic study of morphological changes in human
lymphocytes during early
stages of apoptosis using
Scanning flow cytometry
Устный
Dmitry Strokotov, Valery
Maltsev
Irina
Polshchitcina
Устный
Устный
Устный
Устный
Устный
Moskale
nsky
A.E.
Strokotov D.I
Moskale
nsky
A.E.
Strokotov D.I
Electromagnetic and
Light Scattering XIV
ISAC XXVIII
International
Congress
France,
Lille, 2013
Electromagnetic and
Light Scattering XIV
ISAC XXVIII
International
Congress
Лилль,
Франция,
июнь 2013
Сан Диего,
США, май
2013
Сан Диего,
США, 19–
22 мая 2013
Kinetic measurements of
morphological changes in
human lymphocytes during
early stages of apoptosis
Investigation of proteincoated particle aggregation
using scanning flow cytometry
Turbidimetric study of
protein-coated particles
agglutination
Постерный
Dmitry Strokotov, Valery
Maltsev
Пост.
Polshchitsin A.A., Nekrasov
V. M., Chernyshev A.V.,
Maltsev V.P.
Пост.
Polshchitsin A.A., Nekrasov
V.M., Chernyshev A.V.
Polshchitsin
A.A.
Polarizing light-scattering
profile – advanced characterization of non-spherical
particles with the scanning
flow cytometry.
Постерный
Строкотов Д.И., Москаленский А.Е., Некрасов
В.М., Юркин М.А., Чернышев А.В. , Мальцев В.П.
Строкот
ов Д.И.
Irina
Polshchitcina
Polshchitsin
A.A.
18. Представлено докладов на международных и зарубежных конференциях (имеется в
виду случаи, когда в числе авторов доклада есть сотрудник нашего Института, но
докладчик из другой организации): ____
а именно:
заполнить таблицу ( в одной строке – одна конференция)
полное название конМесто и
Тема доклада
ференции
дата
конференции
вид
доклада
авторы
Докладчик
(институт)
вид
доклада
авторы
докладчик
Польщицин А. А.
Польщицин А. А.
19. Сделано докладов на Всероссийских конференциях: ____
а именно:
заполнить таблицу ( в одной строке – одна конференция)
полное название конМесто и
Тема доклада
ференции
дата
конференции
Молодежная конкурсконференция «Фотоника и оптические технологии 2012»
Новосибирск,
март 2012
Исследование оптических
свойств агрегатов полимерных микрочастиц, формирующихся в реакциях иммуноагглютинации
постерный
20. Представлено докладов на Всероссийских конференциях (тот же случай, что и в
п.18): ____
а именно:
заполнить таблицу ( в одной строке – одна конференция)
полное название конМесто и
Тема доклада
ференции
дата
конференции
вид
доклада
авторы
Докладчик
(институт)
21. Тезисов докладов на международных и зарубежных конференциях: ____
а именно (подробная расшифровка пункта, отдельно выделить жирным шрифтом тезисы объёмом более 3 стр.):
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Konokhova A.I., Yurkin M.A., and Maltsev V.P. Scanning flow cytometry for static and dynamic characterization of E. coli cells // ISAC XXVIII International Congress, 19–22 May 2013, San Diego, USA, pp.
194–195.
Moskalensky A.E., Yurkin M.A., Konokhova A.I., Strokotov D.I., Nekrasov V.M., Chernyshev A.V., and
Maltsev V.P. A label-free shape-based detection of activated platelets with scanning flow cytometry //
ISAC XXVIII International Congress, 19–22 May 2013, San Diego, USA, p. 127.
Konokhova A.I., Yurkin M.A., and Maltsev V.P. Characterization of E. coli morphology by scanning flow
cytometry // Electromagnetic and Light Scattering XIV, 17–21 June 2013, Lille, France, Paper 73.
Moskalensky A.E., Yurkin M.A., Konokhova A.I., Strokotov D.I., and Maltsev V.P. Application of the
scanning flow cytometry for characterization of blood platelets // Electromagnetic and Light Scattering
XIV, 17–21 June 2013, Lille, France, Paper 50.
Yurkin M.A. and Kahnert M. Benchmark calculations with the discrete dipole approximation and the Tmatrix method for cubes // Electromagnetic and Light Scattering XIV, 17–21 June 2013, Lille, France, Paper 25.
Strokotov D.I., Polshchitcina I.V., Moskalensky A.E., Nekrasov V.M., Chernyshev A.V., Maltsev V.P.
Polarizing light-scattering profile – advanced characterization of non-spherical particles with the scanning
flow cytometry // ISAC XXVIII International Congress, San Diego, USA, 19-22 may 2013
Strokotov D.I., Polshchitcina I.V., Moskalensky A.E., Nekrasov V.M., Chernyshev A.V., Maltsev V.P. Optical super-resolution for characterization of individual non-spherical particles from polarized lightscattering // Electromagnetic and Light Scattering XIV, Lille, France, 17-21 June 2013
22. Тезисов докладов на Российских конференциях: ____
а именно (подробная расшифровка пункта, отдельно выделить жирным шрифтом тезисы объёмом более 3 стр.):
Раздел 3.
Краткий иллюстрированный (С картинками в тексте, с обтеканием снизу и сверху. Не
надо делать обтекание еще слева или справа. Картинка в разрыве текста. Подпись не
надо включать в картинку.) отчет о работе по теме базового бюджетного финансирования за отчетный период, объемом 2 -3 стр. со ссылками на вышедшие и посланные в
печать работы.
ИССЛЕДОВАНИЕ БИОСПЕЦИФИЧЕСКОЙ АГРЕГАЦИИ МИКРО- И
НАНОЧАСТИЦ С ПОМОЩЬЮ СВЕТОРАССЕЯНИЯ
Проблема корректного определения количественных параметров динамики биоспецифической агрегации в среде с неоднородным распределением связывающих центров
получила первое решение в виде нового метода обработки динамики функций распределения частиц по измеряемым параметрам. Метод использовался при исследовании
агрегации частиц микронных и нанометровых размеров с помощью светорассеяния.
Проведенная работа развивает потенциал технологии сканирующей проточной цитометрии для кинетических исследований в биологических дисперсных системах.
Мы предложили следующую зависимость константы скорости агрегации микросфер от
количества занятых и свободных сайтов связывания, в том случае, когда скорость агрегации значительно меньше предельной диффузионной скорости. В этом случае,
k11  k11 x1 , y1 , x2 , y2  можно приближенно представить в следующем виде
k11 x1 , y1 , x 2 , y 2   k ag  x1 y 2  x 2 y1 
(1)
x - число свободных рецепторов;
y - число занятых рецепторов.
Формула (1), по сути, является простым следствием того факта, что успешная реакция
между двумя мономерами может произойти в результате одного из двух событий – либо свободный рецептор на первом мономере попадет при столкновении на антитело
второго мономера, либо свободный рецептор на втором мономере попадет при столкновении на антитело первого мономера. Данный вид константы скорости между двумя
мономерами является новым и в литературе не встречался. Обычно при записи константы скорости в реакционном пределе константа скорости записывалась в виде
k11  x1 , y1 , x 2 , y 2   k ag xy
, в предположениях о том, что все мономеры одинаковые и нет
никого распределения по числу свободных и занятых рецепторов x1  x2  x и
y1  y2  y
Скорость агрегации частиц в растворе не будет зависеть от существующего распределения мономеров по количеству рецепторов только в самый первоначальный момент
времени, а в дальнейшем скорость агрегации будет подвержена этому фактору. Какие
эффекты изменения скорости агрегации по сравнению с монодисперсным случаем и
насколько они сильны - сказать трудно, это требует отдельного исследования. В самом
простейшем случае, когда ядро в уравнении Смолуховского является константой и есть
сумма двух дельта-функций, мы смогли показать, что суммарная скорость реакции замедляется по сравнению с монодисперсной популяцией, и конечная концентрация частиц в этом случае выходит на конечное, отличное от нуля значение.
Уравнение для изменения количества мономеров на начальном этапе агрегации (когда
пренебрегаем образованием тримеров) можно записать в следующем виде
dM 0
 2k ag M 1 t NM 0 t   M 1 t 
dt
(2)
x y  N;
M 0   Ci , M 1 - нулевой и первый моменты функции распределения,
i
C i - концентрация олигомеров, состоящих из i мономеров.
Опять-таки, при данном случае неоднородности кинетика убыли мономеров на начальном этапе реакции зависит только от средних параметров системы, и никак не зависит
от конкретного вида функции распределения (ФР), хотя, конечно, сам вид ФР изменяется.
Был предложен новый функционал, который определяется по следующей формуле:

Y t  
C
i 2
i
(3)
C1
что по сути есть отношения суммы концентраций всех олигомеров к концентрации мономеров.
2.0
laminar shear flow
sum kernel
konstant kernel
brownian kernel
1.8
1.6
Y parameter
1.4
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
dimensionless time
Видно, что для четырех вариантов ядер уравнения Смолуховского, рассматриваемый
функционал Y имеет почти линейную зависимость на широком интервале времен.
Например, для безразмерного параметра T=2, когда для ядра в виде суммы функционал
Y =1.2 и отличается от прямой линии на 20%, степень превращения мономеров в олигомеры равна 70%, то есть в пробе осталось 30% от первоначальной концентрации мономеров.
Y t  можно разложить по степеням t :
Y t  
 
1
k11C 0 t  O t 3
(4)
2
то есть функционал Y ведет себя линейным по времени образом вплоть до малостей
третьего порядка в отличие от других функционалов, предлагаемых в существующей
литературе.
1.6
1.4
Y, parameter
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
time, min
см 3
для мономеров, несущих на поc
верхности молекулы биотина, в присутствии специфических молекул стрептавидина в
растворе, измеренная с использованием нового функционала.
Константа димеризации k11  (0.061  0.003) *10 15
2
Донор 2
2
Y
Y
3
1
Донор 1
1
0
0
0
4
8
Время, мин
12
16
0
4
8
12
16
Время, мин
Константы димеризации k11  1.1  0.110 11 см3/с и k11  6.0  0.510 12 см3/с для тромбоцитов двух доноров, измеренные с использованием нового функционала.
Особый случай возникает при учете дискретности количества рецепторов для частиц
нанометровых размеров. То есть для частиц, на поверхности которых небольшое количество рецепторов, сравнимое с единицей. Чтобы промоделировать кинетику биоспецифической агрегации таких частиц в растворе, мы учитывали реакцию каждого агрегата индивидуально, в силу того, что даже агрегаты с одинаковыми индексами могут
содержать на своей поверхности разное количество доступных для реакции рецепторов,
в силу гетерогенности мономеров по количеству реакционных зон. Это возможно, если
использовать алгоритмы Монте-Карло в задачах химической кинетики, которые моделирует бимолекулярную реакцию из первых принципов. Результаты обработки экспериментальных данных с использованием двух моделей представлены на следующем
рисунке.
0.275
Эксперимент
"дискретная" модель
"непрерывная" модель
0.270
OD
0.265
0.260
0.255
0.250
0.245
0
50
100
150
200
250
300
время, с
Видно, что экспериментальная кривая сильно изгибается при очень незначительном
изменении оптической плотности (с 0.245 до 0.260) , и в простой модели такого замедления скорости добиться нельзя – на таких интервалах теоретическая кривая всегда будет практически прямой линией. Это связано с соображениями следующего характера –
изменение оптической плотности связано с изменениями в функции распределения
концентрации агрегатов. Если изменение оптической плотности незначительно (около
6% в вышеприведенном эксперименте), то можно грубо оценить, какому количеству
образовавшихся димеров это соответствует, исходя из коэффициентов экстинкции для
мономеров и димеров. В данном примере число получившихся димеров – около 3% от
числа мономеров. Из ур-я Смолуховского, не учитывающего дискретность рецепторов,
понятно, что при таких незначительных изменениях в концентрациях скорость образования димеров, и, следовательно, скорость изменения оптической плотности, должна
остаться практически постоянной – что противоречит экспериментальным результатам.
В то же время, теоретическая кривая, посчитанная с учетом дискретности рецепторов,
гораздо лучше аппроксимирует экспериментальные данные, и загибается с нужной
скоростью.
Раздел 4.
Краткий иллюстрированный (с картинками в тексте, по тем же правилам) отчет о работе, если таковая есть и она не вошла в Раздел 3, за отчетный период, со ссылками на
вышедшие и посланные в печать работы.
Раздел 4.
Для уравнения Смолуховского предложен функционал от вектора концентраций агрегатов для определения константы скорости димеризации. Показано, что для широкого класса ядер уравнения Смолуховского значение
этого функционала линейно зависит от времени на начальной стадии. На
двух экспериментальных системах (агрегация тромбоцитов и агрегация латексных микросфер, покрытых биотином) определена константа скорости
димеризации с помощью предложенного функционала. Теоретически показано, что наличие конечной ширины функции распределения частиц по
биоспецифическим реакционным зонам, замедляет скорость протекания
агрегации. В том случае, когда скорость реакции между частицами максимальна, скорость агрегации димеров на начальной стадии не зависит от
функции распределения мономеров по количеству занятых биоспецифических реакционных зон. Показано, что в реакции биоспецифической агрегации, идущей с участием микросфер, в случае низких концентрациях добавленных лигандов необходимо учитывать дискретную природу рецепторов.
Биоспецифическая агрегация
Развитие кинетической теории и экспериментальных методов для изучения биоспецифической агрегации частиц
1. Вторая производная
по времени равна 0
Y t  
 
1
k 1,1C 0 t  o t 2
2
2. Начальные условия:
 M 0 0 
  M 0   1
Y t   
 1   0
k 1,1C1 0 t





C
0
C
0
2
 1
  1

2
C 0 если i  1
Ci 0   1
 0 при i  1
1.0
1.6
1.4
0.8
1.2
1.0
0.8
Y
Y
0.6
0.6
0.4
сдвиговые потоки
сумма
константа
броуновское блуждание
0.2
0.0
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
безразмерное время
1.6
1.8
2.0
0.4
0.2
0.0
0
5
10
15
20
25
30
35
40
time, min
k11  (6.1  0.3)  10
14
см 3
45
50