Адрес этой статьи в интернете: www.biophys.ru/archive/congress2012/proc-p122.htm
ФИРЭ им.В.А.Котельникова РАН, 141190, Фрязино, Моск. обл., Россия, kazarinov@ms.ire.rssi.ru
В данной работе представлена модификация метода капиллярных волн для изучения поверхностных свойств липидных монослоев.
Предложенный метод, основан на регистрации длины волны и затухания поверхностных волн и позволяет определять поверхностное натяжение и поверхностную вязкость монослоя. Для генерации поверхностных волн используется переменное электрическое поле, а для их регистрации - оптические датчики. Метод обеспечивает высокую точность измерений, является бесконтактным и не требует высокой акустической изоляции прибора. Была разработана и изготовлена лабораторная установка для реализации данного метода. В качестве генератора поверхностных волн использовался длинный тонкий цилиндрический электрод, продольная ось которого расположена параллельно поверхности жидкости. Зазор между электродом и жидкостью составлял 1мм. Между цилиндром и поверхностью жидкости в малом объеме создается сильное неоднородное электрическое поле. Жидкость, как диэлектрик со значительно большей диэлектрической проницаемостью, чем у воздуха, втягивается в область сильного поля, т.е. жидкость притягивается к цилиндру. Этому противодействуют силы поверхностного натяжения. Таким образом, при изменении напряжения на электроде мы получим колебание поверхности жидкости под цилиндром. Генератор обеспечивал переменное напряжение в полосе частот от 1 Гц до 500 Гц. Выбранная форма сигнала позволяла использовать кратковременную генерацию гармонического сигнала без значительного искажения частотного спектра. Распространение капиллярных волн регистрировали с помощью оптических датчиков, расположенных на расстоянии 20 мм и 40 мм от генератора. Искривление поверхности жидкости над датчиком от горизонтального положения приводит к изменению светового потока, отраженного от поверхности. При условии малости амплитуды волн по сравнению с длиной волны, сигнал с датчика с достаточной точностью является гармонической функцией от фазы капиллярной волны. Для уменьшения шумов, вызванных помехами, сигнал накапливали 16 раз, синхронизируя кадры относительно начала генерации. В работе приведены результаты измерения поверхностного натяжения и декремента затухания монослоев лецитина в зависимости от их поверхностной концентрации, а также кинетика формирования монослоя компонентов легочного сурфактанта человека из конденсата выдуваемого воздуха. Полученные результаты показали также, что данный метод может быть использован как эффективный инструмент изучения поверхностных свойств липидных монослоев в условиях микроволнового облучения низкой интенсивности.
METHOD OF ELECTROSTRICTIONAL GENERATION OF CAPILLARY WAVES IN STUDYING SURFACE PROPERTIES OF LIPID MONOLAYERS.
Malinin V.S., Polnikov I.G., Kazarinov K.D.
Institute of Radioengineering and Electronics RAS (Fryasino branch), Fryazino, Moscow reg., Russia
E-mail: kazarinov@ms.ire.rssi.ru
A method of a noncontact study of the surface properties of lipid monolayers is developed. The method is based on measuring the wavelength and attenuation of surface acoustic waves and allows one to determine the surface tension and surface viscosity of a monolayer. The surface acoustic waves are generated by an ac electric field and detected by optical detectors. The results of measurements of L--lecytine monolayers and human lung surfactant have shown that the method is effective in studying the surface properties of lipid monolayers.