350 руб
Журнал «Технологии живых систем» №2 за 2012 г.
Статья в номере:
Диэлектрофорез - этапы развития
Ключевые слова: диэлектрофорез клетка неоднородное переменное электрическое поле поляризуемость
Авторы:
В.М. Генералов, М.В. Кручинина, А.Г. Дурыманов, С.А. Курилович, А.А. Громов, А.С. Козлов, С.Б. Малышкин
Аннотация:
Представлен литературный обзор этапов развития метода диэлектрофореза. Проанализированы особенности диэлектрофореза по сравнению с электрофорезом. Показаны достижения его использования в практической медицине.
Страницы: 3-13
Список источников
  1. Ramos A., et al. AC electrokinetics: a review of forces in microelectrode structures // J. Phys. D: Appl. Phys. 1998. V. 31. № 18. P. 2338 - 2353.
  2. Patent № 5814200 (US). Apparatus for separating by dielectrophoresis / R. Pethig, G.H. Markx.
  3. Chang D.C. Cell polarization and cell fusion using an oscillating electric field // Biophys. J. 1989. V. 56. № 4. P. 641 - 652.
  4. Kruchinina M.V., et al. Changes in electric and viscoelastic characteristics of erythrocytes in patients with alcoholic heart damage //J. Global Toxin Review. 2005. October. 08. http://globaltoxinreview.com/portal/
  5. Gascoyne P., et al. Dielectrophoretic detection of changes in erythrocyte membranes following malarial infection // Biochim. Biophys. Acta. 1997. V. 1323. № 2. P. 240 - 252.
  6. Talary M.S., et al. Dielectrophoretic separation and enrichment of CD34+ cell subpopulation from bone marrow and peripheral blood stem cells // Med. Biol. Eng. Comput. 1995. V. 33. № 2. P. 235 - 237.
  7. Zhou X.-F., et al. Differentiation of viable and non-viable bacterial biofilms using electrorotation // Biochim. Biophys. Acta. 1995. V. 1245. P. 85-93.
  8. Donath E., Pastughenko V. Electrophoretic study of cell surfurce properties. Theory and experimental applicability // Bioelectrochem. And Bioener. 1980. V. 7. P. 31 - 40.
  9. Patolsky F., et al. Electrical detection of single viruses // PNAS. 2004. V. 101. № 39. P. 14017 - 14022.
  10. Engelhardt H., Sackmann E. On the measurement of shear elastic moduli and viscosities of erythrocyte plasma membranes by transient deformation in high frequency electric fields // Biophys. J. 1988. V.54. № 3. P. 495 - 508.
  11. Engelhardt H., Gaub H., Sackmann E. Viscoelastic properties of erythrocyte membranes in high-frequency electric fields // Nature (London). 1984. V. 307. № 5949. P. 378 - 380.
  12. Froude V.E., Zhu Y. Dielectrophoresis of functionalized lipid unilamellar vesicles (liposomes) with contrasting surface constructs // J. Phys. Chem. 2009. V. 113. № 6. P. 1552 - 1558.
  13. Hoettges K.F., Dale J.W., Hughes M.P. Rapid determination of antibiotic resistance in E. coli using dielectrophoresis // Phys. Med. Biol. 2007. V. 52. № 19. P. 6001 - 6009.
  14. Hughes M.P. Nanoelectromechanics in Engineering and biology. London, New York, Washington, D.C: CRC PRESS Boca Raton. 2003. 320 p.
  15. Jones T.B. Basic theory of dielectrophoresis and electrorotation // IEEE Engineering in Medicine and Biology Magazine. 2003. V. 22. № 6. P. 33 - 42.
  16. Mahaworasilpa T.L., Coster H.G., George E.P. Forces on biological cells due to applied alternating (AC) electric fields. I. Dielectrophoresis // Biochim. Biophys. Acta. 1994. V. 1193. № 1. P. 118 - 126.
  17. Markx G.H., Davey C.L. The dielectric properties of biological cells at radiofrequencies: application in biotechnology // Enzyme Microb. Technol. 1999. V. 25. № 3 - 5. P. 161 - 171.
  18. Markx G.H., Dyda P.A., Pethig R. Dielectrophoretic separation of bacteria using a conductivity gradient // J. Biotechnol. 1996. V. 51. № 2. P. 175 - 180.
  19. Markx G.H., Talary M.S., Pethig R. Separation of viable and non-viable yeast using dielectrophoresis // J. Biotechnol. 1994. V. 32. № 1. P. 29 - 37.
  20. Huang Y., et al. Membrane dielectric responses of human T-lymphocytes following mitogen stimulation // Biochemical et Biophysical Acta. 1999. № 1417. P. 51 - 62.
  21. Washizu M., et al. Molecular dielectrophoresis of biopolymers // IEEE Trans. Ind. Appl. 1994. V. 30. №4. P. 835 - 843.
  22. Morgan H., Hughes M.P., Green N.G. Separation of submicron bioparticles by dielectrophoresis // Biophys. J. 1999. V. 77. № 1. P. 516 - 525.
  23. Kruchinina M.V., et al. Pathogenetic differences in the parameters of erythrocytes and hemostasis in patients with stroke // The 9th World Congress for Microcirculation. Paris. 2010. Р. 83.
  24. Pethig R. Dielectric properties of biological materials: Biophysical and medical applications // IEEE transactions on electrical insulation. 1984. V. EI-19. № 5. P. 453 - 474.
  25. Pohl H.A. Dielectrophoresis: The Behavior of Neutral Matter in Nonuniform Electric Fields. Cambridge: Cambridge University Press. 1978. 579 p.
  26. Pohl H.A. The motion and precipitation of suspensions in divergent electric fields // J. Appl. Phys. 1951. V. 22. № 7. P. 869 - 871.
  27. Ratanachoo K., Gascoyne P.R., Ruchirawat M. Detection of cellular responses to toxicants by dielectrophoresis // Biochim. Biophys. Acta. 2002. V. 1564. № 2. P. 449 - 458.
  28. Schawn Н.P. Electrical properties of tissue and cells suspensions // Adv. Biol. Med. Phys. 1957. V. 5. P.147 - 209.
  29. Shaw D.J. Electrophoresis. N.Y., L.: Acad.press. 1969. 144 p.
  30. Nagai M., et al. Terahertz attenuated time-domain total reflection spectroscopy in water biological solution // International Journal of Infrared and Millimeter Waves. 2006. V. 27. № 4. P. 505 - 515.
  31. Kruchinina M.V., et al. Viscoelastic and electric characteristics of erythrocytes at different degrees of hepatic fibrosis // J. Global Toxin Review. 2007. October. 05. http://globaltoxinreview.com/portal/
  32. Vykoukal J., Gascoyne P.R.C. Dielectrophoretic Concepts for Automated Diagnostic Instruments // Proc. IEEE. 2004. V. 92. № 1. P. 22 - 42.
  33. Washizu M., Kurosawa О. Electrostatic manipulation of DNA in microfabricated structures // IEEE Trans Ind. Appl. 1990. V. 26. № 6. P. 1165 - 1172.
  34. Webb S. J. Factors affecting the induction of lambda prophages by millimetre microwaves // Physics Letter. 1979. V. 73A. № 2. P. 145 - 148.
  35. Генералов В.М. и др. Автоматизированная установка измерения вязкоупругих характеристик эритроцитов // Наукоемкие технологии. 2008. Т. 9. № 12. С. 28 - 33.
  36. Антонов В.Ф., Смирнова Е.Ю., Шевченко Е.В. Липидные мембраны при фазовых превращениях. М.: Наука, 1992. 135 с.
  37. Белик Д.В. Импедансная электрохирургия. Новосибирск: Наука. 2000. 274 c.
  38. Бецкий О.В, Голант М.Б., Девятков Н.Д. Миллиметровые волны в биологии. Cер. Физика. М.: Знание. 1988. 63 с.
  39. Ольшевская Ю.С. и др. Влияние на клетки нервной системы терагерцового (субмиллиметрового) лазерного излучения // Журнал высшей нервной деятельности. 2009. Т. 59. № 3. C. 353 - 359.
  40. Ольшевская Ю.С. и др.  Влияние терагерцового (субмиллиметрового) лазерного излучения на проницаемость клеточных мембран // Вестник НГУ. 2010. Т.5. Вып.4. С. 177 - 181.
  41. Кручинина М.В. и др. Вязкоупругие и электрические характеристики эритроцитов при различной степени фиброза печени // Вестник НГУ. 2005. Т. 3. Вып. 4. С. 43 - 52.
  42. Геннис Г. Биомембраны. Молекулярная структура и функция. М.: Мир. 1997. 431 c.
  43. Девятков Н. Д., Голант М. Б. О перспективах использования электромагнитных излучений миллиметрового диапазона в качестве высокоинформативного средства получения данных о специфических процессах в живых организмах // Письма в ЖТФ. 1985. Т. 12.  Вып. 5. С. 288 - 291.
  44. Девятков Н.Д., Голант М.Б., Реброва Т.Б. Различие в подходе к устранению обратимых и необратимых нарушений организма с помощью когерентных излучений миллиметрового диапазона волн // Миллиметровые волны в медицине и биологии. М.: ИРЭ АН СССР. 1989. С. 106 - 114.
  45. Девятков Н.Д., Голант М.Б., Тагер А.С. Роль синхронизации в воздействии слабых электромагнитных сигналов миллиметрового диапазона волн на живые организмы // Биофизика. 1983. Т. 28. Вып. 5. С. 895 - 896.
  46. Кручинина М.В. и др.  Диэлектрофорез эритроцитов: новые возможности в диагностике непрямых гипербилирубинемий // Бюллетень Сибирского отделения Российской академии медицинских наук. 2009. № 3. С. 29 - 35.
  47. Духин С.С., Дерягин Б.В. Электрофорез. М.: Наука. 1976. 332 с.
  48. Кручинина М.В. и др. Изменение электрические и вязкоупругие свойства эритроцитов пациентов с алкогольным поражением сердца  // Вестник НГУ. 2005. Т. 3. Вып. 1. С. 12 - 20.
  49. Исмайлов Э.Ш. Биофизическое действие СВЧ-излучений. М.: Энергоиздат. 1987. 144 с.
  50. Генералов В.М. и др. Исследование вирус - клеточного взаимодействия методом диэлектрофореза // Доклады академии наук. 2002. Т. 383. Вып. 2. С. 256 - 259.
  51. Козинец Г.И. и др. Клетки крови - современные технологии их анализа. М.:  Триада-фарм. 2002. 200 с.
  52. Кононенко В.Л., Шимкус Я.К. Динамические диэлектродеформации эритро¬цитов // Биологические мембраны.  2002. Т. 19, № 4. С. 309 - 321.
  53. Кручинина М.В. Клинические и патофизиологические характеристики структурно-функциональных свойств эритроцитов при соматической патологии алкогольного и смешанного генеза: Автореф. дисс. - докт. мед. наук. Новосибирск. 2006. 54 с.
  54. Кудряшов Ю.Б., Исмаилов Э.Ш., Зубкова С.М. Биофизические основы действия микроволн. М.: Изд-во МГУ. 1980. 160 с.
  55. Бецкий О.В. и др. Методы измерения диэлектрических биологических сред в терагерцовом диапазоне частот // Биомедицинская радиоэлектроника. 2006. № 12. С. 61-68.
  56. Мирошников А.И., Фомченков В.М., Иванов А.Ю. Электрофизический анализ и разделение клеток. М.: Наука. 1986. 175 c.
  57. Новицкий В.В., Рязанцева Н.В., Степовая Е.А. Физиология и патофизиология эритроцита. Томск: Изд-во ТГУ. 2004. 202 с.
  58. Пастушенко В.Ф., Кузьмин П.И., Чизмачев Ю.А. Диэлектрофорез и электровращение клеток. Единая теория для сферически симметричных клеток с произвольной структурой мембраны // Биологические мембраны. 1988. T. 5. № 1. C. 65 - 78.
  59. Кручинина М.В. и др. Патогенетические варианты реологических нарушений у больных, перенесших инсульт // Сибирский медицинский журнал. 2010. Т.25. Вып. 1. С. 177 - 179.
  60. Кручинина М.В. и др. Патология печени и сердца алкогольного генеза: общность и различия в параметрах эритроцитов // Сборник материалов II съезда терапевтов Сибири и Дальнего Востока. Новосибирск. 2010. С. 60 - 61.
  61. Потапов А.А. Диэлектрический метод исследования вещества. Иркутск: Изд-во Иркутск. ун-та. 1990. 256 с.
  62. Пресман А.С. Электромагнитные поля и живая природа. М.: Наука. 1968. 288 c.
  63. Мирошников А.И. и др. Разделение клеточных суспензий. М.: Наука. 1977. 168 c.
  64. Смолянская А.З. и др. Резонансные явления при действии электромагнитных волн миллиметрового диапазона на биологические объекты // Успехи современной биологии. 1979. Т.87, № 3. С. 381 - 392.
  65. Сакман Б., Неер Э. Регистрация одиночных каналов. М.: Мир. 1987. 447 с.
  66. Свенсон К., Уэбстер П. Клетка. М.: Мир. 1980. 303 с.
  67. Сторожок С.А., Санников А.Г., Захаров Ю.М. Молекулярная структура мембран эритро¬цитов и их механические свойства. Тюмень. 1997. 140 c.
  68. Кручинина М.В. и др. Структурно-функцио¬нальные параметры эритроцитов у больных с артериальной гипертензией, злоупотребляющих алкоголем // Материалы  2-й Всеросс. научно-практ. конф. «Артериальная гипертония в практике врача терапевта, невролога, эндокринолога и кардиолога». Москва. 2006. С. 78.
  69. Физический энциклопедический словарь. М.: Сов. энциклопедия. 1983. 928 с.
  70. Фокин А.В. Электромагнитные поля в биосфере. М.: Наука. 1984. 374 c.
  71. Харамоненко С.С., Ракитянская А.А. Электрофорез клеток крови в норме и патологии. Минск.: Беларусь. 1974. 143 с.
  72. Черницкий Е.А., Воробей А.В. Структура и функции эритроцитарных мембран. Минск.: Наука и техника. 1981. 260 с.
  73. Чизмаджев Ю.А. Мембранная биология: от липидных бислоев до молекулярных машин // Соровский Общеобразовательный журнал. 2000. № 8. C. 12 - 17.
  74. Шван Х.П., Фостер К.Р. Воздействие высокочастотных полей на биологические системы: Электрические свойства и биофизические механизмы // ТИИЭР. 1980. Т. 68. № 1. С. 121 - 132.
  75. Шлегель Г. Общая микробиология. М.: Мир. 1987. 567 c.
  76. Курилович С.А. и др. Электрические параметры и структура мембран эритроцитов при диффузных заболеваниях печени // Российский журнал гастроэнтерологии, гепатологии. колопроктологии. 2009. Т. XIX. № 2. С. 30 - 36.