130 likes | 250 Views
Název disertační práce:. Measurement of electromagnetic oscillations of yeast cells in kHz and GHz region. PhD student: Michal CIFRA Školitel: Jan VRBA Školitel specialista: Jiří POKORNÝ. Ústav Fotoniky a Elektroniky AV ČR. Katedra elektromag. pole , FEL ČVUT Praze.
E N D
Název disertační práce: Measurement of electromagnetic oscillations of yeast cells in kHz and GHz region PhD student: Michal CIFRA Školitel: Jan VRBA Školitel specialista: Jiří POKORNÝ Ústav Fotoniky a Elektroniky AV ČR Katedra elektromag. pole, FEL ČVUT Praze
Náplň disertační práce • Endogenní elektromagnetické pole biologických systémů • Teoretická část (analyticky, modelování): • Biofyzika (biologie, energetika buňky) • Elektrické vlastnosti buněčných struktur • Zdroje elmag. pole v buňce • Experimentální část (ÚFE AV ČR): • Měření elmag. aktivity buněk v kHz – GHz oblasti pomocí speciálních senzorů a spektr. analyzátorů
Buněčný cytoskelet • bílkoviny – elektricky polární struktury v buňce • microtubuly – vysoce elektricky polární struktury buňka protofilament mikrotubuly
Buzení vibrací metabolickou energií • Zdroje energie pro buzení vibrací mikrotubulů: • Dodávání energie do mřížky MT v procesu dynamické nestability a „treadmilingu“ ~10-17W • pohyb motorových proteinů po MT ~10-16W • odpadová energie z mitochondrií ~10-15W Možné generované frekvence v oblasti kHz-GHz (THz?)
Modelování elmag. pole mikrotubulů Koheretní buzení ve fázy Náhodné buzení
Modelování elektromag. vidů v buňce Třetí vid, umístnění centrosomu při dělení buňky TM1m1 vid, umístnění centrosomu, interfáza buňky
Náhradní elek. obvody buňka-senzor a b c Zdroje elmag. pole a) v membráně, b) v buňce, c) celá membrána buňky Hoelzel, Lamprecht, Neural Network World 5/95, 763-774
Experimentální část • V spolupráci s ÚFE AV ČR – měření elektromagnetické aktivity kvasinek v kHz-GHz oblasti • složité rozložení pole -> bodové měření • živá buňka -měkký „nano“ zdroj -> je potřeba krátké vedení(nízká kapacita) do předzesilovače, přizpůsobení • měření velmi nízkých výkonů 10-17W • vodivé fyziologické prostředí
Výsledky experimentů Celkový výkon v pásmu 0.4-1.6 kHz, 25 a 25 měření : synchronní a nesynchronní buňky
Práce v blízké budoucnosti • Teorie, modelování: • Vytvoření reálnějších modelů elektromag. zdrojů v buňce založených na nejnovějších znalostech z biofyziky a molekul. biologie • Experimenty: • Upravení původního systému na měření v GHz oblasti, vybavení bodovým senzorem