Модификация исходно немагнитных клеток и микроорганизмов с помощью магнитных наночастиц является одной из перспективных тенденций нанотехнологий. Искусственно созданные магнитно чувствительные клетки поддаются дистанционному управлению, транспорту или целенаправленной локализации с помощью магнитного поля. Предложена математическая модель, описывающая движение и распределение магнитно модифицированных микроорганизмов во внешнем магнитном поле. Цель данной работы состояла в решении обратной задачи поиска значений координат поля, в которых скорости перемещения магнитно модифицированных микроорганизмов обращаются в ноль. Определены изолинии нулевых значений скоростей в расчетной области, в которой клетки захватываются магнитным полем. Показано, что решение обратной задачи при заданных магнитной индукции, плотности среды, концентрации клеток, размера наночастиц и их намагниченности зависит от размера клетки и числа наночастиц, присоединенных к ней и позволяет определять область захвата магнитно модифицированных клеток.
магнитные наночастицы, магнитно модифицированные клетки, магнитное поле
1. Rutberg Ph.G., Kolikov V.A., Kurochkin V.E., Panina L.K., Rutberg A.Ph. Electric discharges and the prolonged microbial resistance of water. IEEE Transactions on Plasma Science., 2007, vol. 35, no. 4, pp. 1111-1118.
2. Рутберг Ф.Г., Коликов В.А., Снетов В.Н, Стогов А.Ю., Абрамов Е.Г., Богомолова Е.В., Панина Л.К. Импульсные электрические разряды в воде как средство получения магнитных наночастиц для транспорта микроорганизмов. ЖТФ, 2012, т. 82, № 12, с. 52-57. [Rutberg F.G., et al. Pulsed electric discharges in water as a source of magnetic nanoparticles for transportation of microorganisms. Technical physics, 2012, vol. 57, no. 12, pp. 1661-1666. (In Rus.)]
3. Safarik I., Pospiskova K., Baldikova E., Safarikova M. Magnetically responsive biological materials and their applications. Adv. Mater. Lett. 2016, vol.7, no. 4, pp. 254-261.
4. Fakhrullin R., Garcia-Alonso J., Paunov V.A. Direct technique for preparation of magnetically functionalized living yeast cells. Soft matter., 2010, vol. 6, pp. 391-397.
