تخصصی stringy جریان مایعات از طریق انسان مفاصل و کمک به تشکیل موادی مانند مخاط. این مایعات حاوی بلند, انعطاف پذیر, مولکول مانند پلیمرها و یا پروتئین به آنها توانایی کشش و جذب شوک.

با این حال دانشمندان هنوز به طور کامل درک چگونه این مبهم مایعات ارتباط برقرار کردن با مقیاس کوچک بیولوژیکی سازه. سازه های خاص بهره مژه ها — کوچک مانند مو بینی متصل به غشای سلولی که تموج داشتن برای انجام توابع از قبیل پاکسازی آلاینده ها را از راه های هوایی است. این مایع-ساختار فعل و انفعالات مهم برای درک دقیقا چگونه مژه ها حرکت خود را به انجام وظایف بیولوژیکی. این فعل و انفعالات رخ می دهد در چنین مقیاس کوچک شده است که آنها دشوار است برای مطالعه تجربی.

در حال حاضر محققان در میکرو/بیوگرافی/Nanofluidics واحد در اوکیناوا موسسه علوم و فناوری فارغ التحصیل دانشگاه (OIST) را شناسایی کرده اند برخی از ویژگی های کلیدی از این که چگونه این به اصطلاح viscoelastic جریان مایعات در اطراف مژه ها. Viscoelastic مایعات غلیظ مانند ملاس و همچنین چسبناک. مطالعه منتشر شده در کوچکنشان می دهد که این مایعات’ ارتجاعی است که همواره الگو حرکت از مژه ها, محققان می گویند.

ورود به دنیای بسیار کوچک

به راه اندازی خود را آزمایش گود microchannels در ذوب سیلیس شیشه ای است. این کانال شامل یک یا دو انعطاف پذیر استوانه پست های متصل به یک طرف کانال که به نمایندگی مژه ها.

دانشمندان سپس با استفاده از سرنگ پمپ به حرکت یک viscoelastic راه حل از طریق شیشه ای microchannels در یک دقیقا کنترل سرعت. تجربی مایع موجود wormlike کازئينی (همچنین به نام زندگی پلیمرها) که در حال میکرون اندازه انعطاف پذیر سازه های که تقلید حرکت مولکول های بیولوژیکی موجود در بدن انسان را مایعات.

محققان در زمان یک سری از اندازه گیری با استفاده از سه جداگانه بالا-طراحی شده با میکروسکوپ نوری متفاوت تکنیک برای ضبط رفتار و خواص سیال به عنوان آن را در تعامل با پست.

برای اولین بار دانشمندان با استفاده از یک روش به نام میکرو-particle image velocimetry به رکورد سرعت سیال آن را به عنوان جریان در اطراف پست. آنها مشاهده شده است که مایع ترجیحا در اطراف نقل مکان کرد یک طرف, پست, ترک تقریبا ثابت سیال در طرف دیگر. در برخی جریان سرعت این مایع در ثابت طرف آغاز شد و در جریان یک تشنجی حرکت است.

به عنوان مایع نقل مکان کرد و پس از شروع به نوسان. “یک جنبه مهم از مطالعه توانایی ما به دقت پیگیری و در نتیجه نوسانات پست به عنوان یک تابع از زمان با استفاده از سرعت بالا ویدئو میکروسکوپ,” دکتر گفت: Simon Haward گروه رهبر واحد است.

با استفاده از یک روش به نام با سرعت بالا میکروسکوپ نور قطبی شده آنها همچنین قادر به ردیابی مناطق اطراف استوانه پست های که در آن کرم مانند کازئينی کشیده الاستیکی و به ارتباط میزان کشش با موقعیت پست.

در حالی که در تعامل با مایع دو پست واقع در نزدیکی یک دیگر شروع به نوسان در تقریبا کامل همگام نشان می دهد که این مایع خاصیت ارتجاعی است که واسطه همزمان و شتم یک سلول مژه ها, محققان می گویند.

“که همزمان زمان-دینامیک از پست ها به طور کامل افاضه شده توسط مایع خود گفت:” دکتر کامرون هاپکینز برای اولین بار نویسنده این مطالعه است. “اما این فقط اتفاق می افتد و تحت شرایط خاص. اگر ما با افزایش نرخ جریان و در نتیجه نفوذ مایعات قابلیت ارتجاعی و سپس ما از دست دادن نظم و نوسانات و آن را نامنظم می شود.”

توسعه بیولوژیکی جدید مدل

حرکت رو به جلو دانشمندان امیدوارند به مطالعه و بررسی چگونگی تغییر و انعطاف پذیری و فاصله بین استوانه پست های خود را تحت تاثیر قرار رفتار است. هاپکینز و همکارانش همچنین امید به تکرار این آزمایش در یک بزرگتر سیستم های بیست و استوانه پست به تقلید از آرایه ای از مژه ها.

“ما زمان تجربی راه اندازی یک آرمانی هندسه — البته واقعی سیستم های بیولوژیکی بسیار پیچیده تر است” گفت: استاد امی شن های میکرو/بیوگرافی/Nanofluidics واحد. “این مدل فعلی است که از یک سنگ پله به چیزی پیچیده تر و بیشتر بیولوژیکی مرتبط است.”

این محققان امیدوارند که تحقیقات بیشتر کمک خواهد کرد روشن فیزیک بسیار کوچک — و شاید ارائه بینش پویا حرکات اتفاق می افتد در درون ما بسیار سلول.

tinyurlis.gdv.gdv.htclck.ruulvis.net