Введение
Обзор литературы: метод оптического пинцета для исследования упругих и агрегационных свойств эритроцитов 15
1. Принцип работы оптического пинцета 15
1.1. История создания и принцип работы оптического пинцета 15
1.1.1. Рассмотрение принципов работы оптического пинцета в приближении геометрической оптики 16
1.1.2. Рассмотрение работы оптического пинцета в приближении Рэлея 17
1.1.3. Расчет сил оптического захвата для частиц сравнимого с длиной волны размера 20
1.2. Принципиальная экспериментальная схема оптического пинцета 22
1.3. Пределы возможности захвата частиц в оптическую ловушку 24
2. Методы калибровки установки оптического пинцета 26
2.1. Калибровка силы оптического захвата микрообъекта по силе вязкого трения 27
2.2. Калибровка силы оптического захвата микрообъекта по броуновскому движению 27
2.3. Калибровка силы оптического захвата по определению его динамики 31
3. Практические реализации экспериментальных установок оптического пинцета 33
3.1. Многолучевой оптический пинцет Оглавление З
3.2. Особенности калибровки многолучевого оптического пинцета 35
3.3. Оптический пинцет на суп ер континууме 37
3.4. Волоконно-оптический пинцет 38
4. Применения и задачи, решаемые методом оптического пинцета 39
5. Реологические свойства крови. Методы исследования агрегации эритроцитов и их эластичных свойств 42
5.1. Эритроциты: функции и строение 44
5.2. Агрегация эритроцитов: описание и механизмы 47
5.3. Методы изучения агрегации эритроцитов 52
5.3.1. Методика измерения скорости оседания эритроцитов 52
5.3.2. Метод втягивания клеток в микропипетку 52
5.3.3. Фотометрические методы оценки агрегационных свойств клеток 53
5.3.4. Электронная микроскопия для исследования агрегации эритроцитов 54
5.3.5. Атомно-силовая микроскопия для исследования агрегации эритроцитов 55
5.3.6. Оптическая микроскопия для исследования агрегации эритроцитов 56
5.3.7. Метод оптического пинцета для исследования агрегации эритроцитов 57
5.4. Деформируемость и эластичные свойства эритроцитов 60
5.4.1. Локальные методы исследования механических свойств эритроцитов 63
5.4.2. Методы исследования механических свойств одиночных эритроцитов как цельной клетки 63
5.5. Фликкер эритроцитов: описание и методы исследования Оглавление Глава II
Изучение вязкоупругих свойств одиночных эритроци тов методами активной и пассивной микрореологии в оптическом пинцете 69
1. Материалы и методы для диагностики микромеханических свойств эритроцитов 70
1.1. Схема экспериментальной установки двухлучевого оптического пинцета 70
1.2. Система регистрации малых смещений микрообъектов, локализованных в оптических ловушках 73
2. Калибровка оптического захвата микрочастиц и более сложных микрообъектов — краев эритроцитов 75
2.1. Управление поли стироловыми частицами, калибровка аку-стооптического дефлектора 75
2.2. Калибровка оптического захвата микросфер: метод пассивной микрореологии для измерения авто- и кросс-корреляций смещений микрочастиц 76
2.3. Калибровка оптического захвата краев эритроцитов 79
2.3.1. Сравнение сил оптического захвата края эритроцита и микросферы 80
2.3.2. Сравнение силы оптического захвата микросферы и силы вязкости 81
2.3.3. Определение жесткости ловушки при оптическом захвате края эритроцита и эффективной жесткости клетки для малых деформаций 83
3. Диагностика упруго-вязких свойств одиночных эритроцитов 84
3.1. Метод пассивной микрореологии для определения упруго вязких свойств одиночных эритроцитов Оглавление 5
3.2. Метод активной микрореологии для определения упруго вязких свойств одиночных эритроцитов 91
3.2.1. Определение упруго-вязких свойств эритроцитов на частотах 100 Гц - 1 кГц 92
3.2.2. Особенности микромеханических свойств эритроцитов на частотах 1 - 250 кГц 97
Глава III
Изучение агрегационных свойств эритроцитов в ауто логичной плазме 102
1. Материалы и методы для измерения сил и скоростей агрегации эритроцитов 102
1.1. Схема экспериментальной установки двухлучевого оптического пинцета 102
1.2. Изготовление образцов для исследования агрегации эритроцитов в оптическом пинцете 107
2. Исследование агрегации эритроцитов на уровне одиночных клеток
методом двухлучевого оптического пинцета 108
2.1. Оптический захват эритроцитов, и наблюдение процесса их агрегации и дезагрегации 108
2.2. Калибровка сил оптического захвата эритроцитов в ауто-логичной плазме 109
2.3. Прямое измерение сил агрегации пары эритроцитов методом двухлучевого оптического пинцета 110
2.4. Модель взаимодействия эритроцитов в парном агрегате 112
2.5. Исследование временной динамики сил агрегации эритроцитов методом оптического пинцета 115
2.6. Прямое измерение скорости агрегации одиночных эритроцитов 116
Оглавление 6
2.7. Сравнение агрегационных свойств эритроцитов для нормы и патологии 118
Глава IV Исследование механизмов агрегации эритроцитов в растворах различных белков, а также рецепторного механизма агрегации 120
1. Исследование механизмов агрегации эритроцитов в растворах раз
личных белков плазмы крови 121
1.1. Материалы и методы для определения сил взаимодействия одиночных эритроцитов в растворах различных белков плазмы крови 121
1.2. Калибровка силы оптического захвата эритроцита 122
1.3. Особенности взаимодействия одиночных эритроцитов в растворах различных белков плазмы крови 123
2. Исследование рецепторного вклада в механизмы агрегации эритро цитов 128
2.1. Материалы и методы для измерения сил агрегации эритроцитов, индуцированной специфическим связыванием фибриногена 128
2.2. Экспериментальные результаты 130
Выводы 133
Список литературы
