• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Badania nad lepkością komórek pogłębiają wiedzę o nowotworach

    16.05.2011. 16:49
    opublikowane przez: Redakcja Naukowy.pl

    Finansowani ze środków unijnych naukowcy z Niemiec i Polski dokonali przełomowego odkrycia dotyczącego lepkości cytoplazmy komórek, które pozwoli pogłębić naszą wiedzę o cytoplazmie komórek nowotworowych.

    Zespół pracujący pod kierunkiem naukowców z Instytutu Chemii Fizycznej Polskiej Akademii Nauk (IChF PAN) uzyskał częściowe wsparcie z grantu "innowacyjna gospodarka" Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego (EFRR).

    Lepkość to miara oporu lub gęstości płynu. Im mniejsza lepkość płynu, tym większa płynność lub łatwość poruszania się w nim. Woda na przykład ma niską lepkość, podczas gdy miód, który jest gęstszy i bardziej brejowaty, ma wyższą lepkość.

    Jako pierwszy lepkością płynów złożonych zajął się w 1906 r. Albert Einstein i od tamtego czasu przeprowadzono wiele badań nad lepkością cytoplazmy komórek.
    Na przestrzeni lat zgromadzono korpus danych wskazujący, że mimo wysokiej lepkości cytoplazmy (ograniczającej teoretycznie swobodę poruszania się w cytoplazmie), zdolność poruszania się małych białek w cytoplazmie jest tak naprawdę bardzo duża - kilka rzędów wielkości wyższa od wskazywanej przez wzór Einsteina.

    W artykule opublikowanym w czasopiśmie Nano Letters zespół analizuje, jak cząsteczki małych białek niemal nie doświadczają lepkości cytoplazmy przy poruszaniu się w komórce. Naukowcy opisują zmiany zachodzące w lepkości mierzonej w różnych roztworach i odczuwanej przez próbniki o rozmiarach w skalach od nano do makro.

    "Udoskonaliliśmy nasze wcześniejsze wzory i twierdzenia i z powodzeniem zastosowaliśmy je do większej liczby układów, w tym po raz pierwszy do opisu lepkości cytoplazmy w komórkach rakowych" - mówi profesor dr hab. Robert Hołyst z IChF PAN.

    Zespołowi udało się opisać zmiany lepkości za pomocą jednego wzoru fenomenologicznego, obejmującego współczynniki tej samej natury fizycznej. Współczynniki uwzględniają opis zarówno ośrodka płynnego (wypełnionego na przykład siecią polimerów o długim łańcuchu lub zlepkami cząsteczek), jak i rodzaj poruszającego się w nim próbnika (np. cząsteczkę białka).

    Nowy wzór można stosować dla próbników o rozmiarach od ułamków nanometrów do kilku centymetrów.

    Odkryte zależności zasadniczo sprawdzały się dla różnych typów płynów, w tym roztworów o elastycznej strukturze mikroskopowej (np. sieci polimerowe w różnych rozpuszczalnikach) i układów mikroskopowo sztywnych (np. zbudowanych z wydłużonych agregatów cząsteczek - miceli).

    Zespół zastosował również ten nowy wzór do opisu ruchu fragmentów DNA i innych próbników w komórkach mięśniowych myszy i komórkach nowotworowych człowieka. "Udało się nam wykazać, że lepkość płynu w komórce rzeczywiście zależy nie tylko od struktury wewnątrzkomórkowej, ale także od rozmiaru próbnika użytego przy pomiarze" - mówi doktorant Tomasz Kalwarczyk z IChF PAN. "Dzięki naszym badaniom pojawiła się nowa metoda charakteryzowania struktury komórek - za pomocą pomiarów lepkości ich cytoplazmy."

    Konsekwencje tych badań są dalekosiężne. Naukowcy mogą obecnie lepiej szacować czas migrowania leków wprowadzanych do komórek, a tę wiedzę można również wykorzystać w nanotechnologiach, na przykład przy wytwarzaniu nanocząstek za pomocą roztworów micel.

    Wyniki badań będą też mieć istotne znaczenie dla zaawansowanych metod pomiarowych, takich jak dynamiczne rozpraszanie światła, które umożliwia analizę zawiesiny cząsteczek pod kątem rozmiarów tychże cząsteczek.

    Za: CORDIS

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)

    Lepkościomierz Saybolta – rodzaj lepkościomierza porównawczego stosowanego głównie w USA, w którym podstawą pomiaru lepkości względnej jest czas wypływu płynu przez kalibrowaną kapilarę umieszczoną w dolnej części zbiornika pomiarowego o pojemności 60 cm³. Dla zapewnienia wymaganej temperatury zbiornik jest termostatowany. Do zakresu niskich i średnich lepkości stosuje się pierwszą wielkość kapilary, a lepkość oznacza się SUS (Saybolt universal second) lub SSU (Saybolt second universal). Przy wysokich lepkościach stosuje się drugą kapilarę, a wynik oznacza się wtedy Saybolt Furol seconds (SFS lub SSF).

    Lepkościomierz Barbego – rodzaj lepkościomierza porównawczego stosowanego głównie we Francji, w którym podstawą pomiaru lepkości względnej jest ilość płynu w [cm³] jaka wypłynie przez kalibrowaną kapilarę umieszczoną w dolnej części zbiornika pomiarowego. Dla zapewnienia wymaganej temperatury zbiornik jest termostatowany. Uzyskaną wielkość oznacza się jako stopnie Barbe [°B].

    Lepkościomierz Redwooda – rodzaj lepkościomierza porównawczego stosowanego głównie w Wielkiej Brytanii, w którym podstawą pomiaru lepkości względnej jest czas wypływu płynu przez kalibrowaną kapilarę umieszczoną w dolnej części zbiornika pomiarowego o pojemności 50 cm³. Dla zapewnienia wymaganej temperatury zbiornik jest termostatowany. Istnieją dwa rodzaje lepkościomierzy Redwooda, dla tego rozróżnia się też dwa rodzaje sekund Redwooda: sekundy Redwooda handlowe i sekundy Redwooda Admirality.

    Lepkościomierz Ubbelohde, Wiskozymetr Ubbelohde – rodzaj lepkościomierza kapilarnego, w którym podstawą pomiaru lepkości kinematycznej jest czas przepływu płynu przez kalibrowaną kapilarę w ściśle określonych warunkach pomiarowych. Wymiar kapilary (a tym samym stałą kapilary) należy tak dobrać aby czas pomiaru nie był ani zbyt długi ani zbyt krótki.

    Lejek Marsha– rodzaj prostego lepkościomierza przeznaczonego do pomiaru lepkości zawiesiny płuczkowej lub specjalnej. Podstawą pomiaru lepkości względnej jest czas wypływu 1000 cm³ płynu przez otwór umieszczony w dolnej części zbiornika. Służy do wykonywania szybkich pomiarów lepkości zawiesiny płuczkowej lub specjalnej. Przed pomiarem lejek powinien być suchy i czysty. Zatyka się palcem otwór, a płyn nalewa poprzez siatkę aby zatrzymać cząstki mogące zablokować rurkę. Po otwarciu otworu uruchamia się stoper. Czas wypływu w [s] stanowi miarę lepkości umownej.

    Lepkościomierz Pinkiewicza (zwany też lepkościomierzem Ostwalda-Pinkiewicza) – rodzaj lepkościomierza kapilarnego, w którym podstawą pomiaru lepkości kinematycznej jest czas przepływu płynu przez kalibrowaną kapilarę w ściśle określonych warunkach pomiarowych. Wymiar kapilary (a tym samym stałą kapilary) należy tak dobrać aby czas pomiaru nie był ani zbyt długi ani zbyt krótki. Lepkościomierz jest zbudowany z dwóch rurek połączonych ze sobą. Lewa, szeroka rurka (2) posiada w dolnej części poszerzenie, a w górnej dodatkową rurkę boczną (3). Prawa rurka (1) składa się z dwóch połączonych zbiorniczków (4) osadzonych w środkowej części kapilary.

    Lepkościomierz Englera, wiskozymetr Englera – rodzaj lepkościomierza porównawczego, w którym podstawą pomiaru lepkości względnej jest czas wypływu płynu przez kalibrowaną kapilarę umieszczoną w dolnej części zbiornika pomiarowego o pojemności 200 cm³. Dla zapewnienia wymaganej temperatury zbiornik jest termostatowany. Pomiar czasu wypływu oleju kończy się po wypełnieniu do górnej kreski naczynia pomiarowego umieszczanego pod kapilarą.

    Dodano: 16.05.2011. 16:49  


    Najnowsze