ИМПУЛЬСНОЕ АКУСТИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА СИСТЕМУ С ДВОЙНЫМ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ СЛОЕМ В ЖИДКОМ ЭЛЕКТРОЛИТЕ

Санкин Г. Н., Тесленко В. С., Дрожжин А. П.
Новосибирский государственный университет, 630090 Новосибирск; *Институт гидродинамики СО РАН, 630090 Новосибирск
Было показано, что при импульсном (~1 мкс) акустическом (250-
450 атм.) воздействии на клетки "Кребс-2" и тимоциты наблюдается деполяризация мембран со временем релаксации 30-60 мин. Эти результаты обусловили постановку модельных экспериментов, представляемых в данной работе. Показано, что слабые акустические импульсы (5-50 атм.) могут обратимо изменять со временем релаксации ~20 с электрические свойства ячейки с электролитом, через которую протекает постоянный электрический ток. В экспериментах использовали цилиндрическую ячейку из фторопласта диаметром 16 мм с плоскими платиновыми электродами; расстояние между электродами 10 мм. Ячейку заполняли водными растворами NaCl концентраций 0,2М и 2М при температуре 295К. В качестве источника импульсного воздействия был выбран металлический поршень, метаемый на один из электродов. Длительность импульса составляла для представленных результатов 7 мкс. Изменения значения тока через ячейку измерялось с помощью электрического моста постоянного тока для различных напряжений питания моста. Установлено, что амплитуда увеличения тока пропорциональна амплитуде генерируемого импульса давления. Пороговое давление, при котором начинает наблюдаться эффект для 0,25 М раствора NaCl при напряжении между электродами 1,5 В составляет 5 атм. Зависимость амплитуды изменения тока от напряжения имеет локальный максимум при напряжении 0,9 В и минимум при напряжении 1,3В. Амплитуда изменения тока оказалась больше для более концентрированного раствора (2М NaCl) при всех использованных напряжениях. Относительное же изменение тока в точке максимума составило 3,6% для 2М NaCl (ток через ячейку 30 мкА/см2) и 14% для 0,2М NaCl (ток через ячейку 2,5 мкА/см2). Результаты экспериментов позволяют утверждать, что основной причиной уменьшения поляризации ячейки являются процессы разрушения двойного электрического слоя . В отличие от биологического объекта (клетки), электрохимическая ячейка после прекращения воздействия возвращается в состояние, задаваемое внешним источником напряжения. В то же время живая клетка, противодействуя разрушительному внешнему раздражению, через некоторое время повышает свой трансмембранный потенциал, в чем и заключается основное отличие биологических объектов от нашей модели.