ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПРОСТРАНСТВЕННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ КОМПОНЕНТОВ СУСПЕНЗИИ В ПОЛЕ СТОЯЧЕЙ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ВОЛНЫ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ В БИОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ

Семенов А. А., Латыпов З. З., Князьков Н. Н., Курочкин В. Е.
Институт аналитического приборостроения РАН, 198103 Санкт-Петербург
При взаимодействии поля стоячей УЗ волны с суспензией, частицы под действием силы радиационного давления собираются в слои, отстоящие друг от друга на расстоянии половины длины волны. Широко известны три математических модели (ММ) для приближенного описания действия сил радиационного давления на одиночную частицу (King 1934, Yosioka 1955, Горьков 1961). Исследованы зависимости пространственного распределения (ПР) дисперсной фазы суспензий от средней плотности энергии УЗ поля (), акустических характеристик жидкой и дисперсной фаз суспензии, размеров частиц и их концентрации в суспензии, а также от поверхностных свойств частиц, обуславливающих их способность к образованию агрегатов (агглютинатов). Результаты эксперимента сопоставлялись с теоретическими оценками, сделанными по ММ процесса. Исследуемая суспензия помещалась в цилиндрическую кювету. Возбуждалось поле стоячей УЗ волны, направленное вдоль кюветы. Процесс ПР регистрировался методом светорассеяния под определенным углом. Основные параметры установки: источник УЗ излучения с частотой f=3 МГц, позволяющий создавать в кювете поле стоячей УЗ волны с =1ё7 Дж/м3; цилиндрическая кювета объемом 0,5 мл; п/п лазер (l=632 нм); п/п фотодатчик, воспринимающий рассеянный свет и связанный через АЦП с IBM PC. Временное разрешение до 100 точек/с. Использованы следующие суспензии и реагенты: суспензии эритроцитов донорской крови в физиологическом растворе, стандартные изогемагглютинирующие сыворотки, суспензии монодисперсных латексных частиц (d=2,5ё10 мкм), диагностикум эритроцитарный овальбуминовый для РНГА с соответствующим набором реагентов. Показано, что: 1. Характер зависимости процесса ПР от и акустических параметров жидкой и дисперсной фаз, полученный в эксперименте, удовлетворительно согласуется с ММ. 2. Временные характеристики процессов, полученные из ММ на основе работы [Горьков] удовлетворительно согласуются с экспериментом. Результаты расчета по ММ [King, Yosioka] существенно расходятся с экспериментальными данными. 3. В случае отсутствия у частиц суспензии способности к агрегации, временные характеристики процесса слабо зависят от концентрации, а также сохраняют свое значение при повторных озвучиваниях. 4. Условия приводящие к агрегации (агглютинации) частиц изменяют временные характеристики процесса. Полученные данные, показывают возможность разработки новых методов исследования поверхностных свойств микрочастиц различной природы, на основе анализа процесса ПР суспензий в поле стоячей УЗ волны. Обсуждаются возможности применения полученных результатов в биологических исследованиях.