Ko fizika var pētīt bioloģiskā organismā?

Fizikas lauciņš Biofizikālo procesu piemēri Šķidrumu kinētika Asins plūsma, gāzu plūsma elpošanas sistēmā

Cietu ķermeņu kinētika Skeleta un muskuļu kustība, asinsvadu kontrakcijas

Elektroķīmija Jonu plūsma caur šūnu membrānu, nervu signālu potenciāls

Difūzijas kinētika Gāzu apmaiņa plaušu alveolās

Siltuma plūsmas kinētika Ķermeņa virsmas atdzišana

Šķidrumu kinētika

A – laukums, v – ātrums

Masas saglabāšanās:

m1=m2

Ko fizika var pētīt bioloģiskā organismā?

Fizikas lauciņš Biofizikālo procesu piemēri

Cietu ķermeņu kinētika

Skeleta un muskuļu kustība, asinsvadu kontrakcijas

Ķermeņa kinētika

Sirdspuksts asinsvados PWV – sirdspuksta izplatīšanās ātrums

(Pulse wave velocity)

PTT - sirdspuksta pārvietošanās laiks

(Pulse transit time)

𝑃𝑊𝑉 =𝐸 ∙ ℎ

𝜌 ∙ 𝐷

𝑃𝑇𝑇 =𝑠

𝑃𝑊𝑉

𝐸 =𝑠2 ∙ 𝜌 ∙ 𝐷

𝑃𝑇𝑇2 ∙ ℎ

E – Junga elastības modulis asinsvadu sieniņām

h – asinsvadu sieniņu biezums

D – asinsvada diametrs

ρ – blīvums asinīm (1064 kg/m3)

Ko fizika var pētīt bioloģiskā organismā?

Fizikas lauciņš Biofizikālo procesu piemēri

Elektroķīmija Jonu plūsma caur šūnu membrānu, nervu signālu potenciāls

Potenciāls

Gravitācijas potenciāls

ΔE=E2-E1=mg Δh Sprieguma potenciāls

ΔU=U2-U1

Šūnu potenciāls

Ko fizika var pētīt bioloģiskā organismā?

Fizikas lauciņš Biofizikālo procesu piemēri

Difūzijas kinētika Gāzu apmaiņa plaušu alveolās

Difūzija

Daļiņu pārvietošanās no augstākas koncentrācijas reģiona virzienā uz zemākas koncentrācijas reģionu!

Gāzu apmaiņa plaušās

Gāzu apmaiņa plaušās

Ko fizika var pētīt bioloģiskā organismā?

Fizikas lauciņš Biofizikālo procesu piemēri

Siltuma plūsmas kinētika

Ķermeņa virsmas atdzišana

Ko vēl var pētīt fizika bioloģiskās sistēmās?

Piemēram…

Magnētisms dabā Kā iegūt magnētiskas nanodaļiņas?

Metodes Piemērs

Magnētisms dabā

Metodes Piemērs Fizikālās Bumbiņu dzirnaviņas

Steve Papell (1960.g., NASA)

Rezultāts 1) Izmēri ~10𝑛𝑚 2) Laiks ~1000 𝑠𝑡𝑢𝑛𝑑𝑎𝑠

Izejvielas 1) Magnetīts (Fe3O4) 2) Virsmaktīva viela

Virsmaktīva viela Viela, kas samazina virsmas spraiguma spēkus šķidrumam, kurā ir izšķīdināta

Lecitīns!? Majonēze ir emulsija (šķidrs šķidrā)

Magnētisms dabā

Metodes Piemērs

Bioloģiskās Magnetotaktiskās baktērijas

Magnetotaktiskā baktērija

Rezultāts 1) Izmēri ~42𝑛𝑚 2) Laiks ~4𝑔 1000 𝑠𝑡𝑢𝑛𝑑ā𝑠 no 1litra

Izejvielas 1) Magnetīts (Fe3O4) 2) Olbaltumvielas

Magnetotaktiskās baktērijas

Magnētisms dabā

Metodes Piemērs

Ķīmiskās Līdzizgulsnēšanās metode

Rezultāts 1) Izmēri 2 − 20𝑛𝑚 2) Laiks ~𝑝ā𝑟𝑖𝑠 𝑚𝑖𝑛ū𝑡𝑒𝑠

Izejvielas 1) Magnetīts (Fe3O4) 2) Virsmaktīvas vielas 3) ….. 4) ….., utt.

Magnētisms dzīvnieciņos

Game of life!!!

Game of life!!!

1) MORPG?

2) MMORPG?

3) CS?

Game of life!!!

Paldies par uzmanību!