Evaluating the interaction between silicon surface and microorganisms in various solvents under the influence of a static magnetic field using fractal analysis

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorMarynchenko, L. V.
dc.contributor.authorNizhelska, O. I.
dc.contributor.authorShirinyan, A. S.
dc.contributor.authorGorchakova, N. O.
dc.date.accessioned2024-12-10T14:12:18Z
dc.date.available2024-12-10T14:12:18Z
dc.date.issued2024
dc.description.abstractПроблематика. Особливості взаємодії мікроорганізмів із поверхнею важливі з точки зору функціональності цієї поверхні (напри- клад, імплантів, чіпів, електродів з біоплівкою для продукування електричного струму). Впорядкованість органічних частинок і клітин на різних поверхнях може бути оцінена за допомогою визначення фрактальної розмірності й лакунарності та свідчити про структурний стан або ефективність системи. Мета. Дослідження впливу розчинників і статичного магнітного поля на текстуру суспензій мікроорганізмів, що висохли на поверхні кремнію різних типів, та числова оцінка розмірності утворених структур на основі фрактального аналізу. Методика реалізації. Суспензію клітин після перемішування наносили на поліровану знежирену поверхню пластинок кремнію, розташованих горизонтально, і залишали до повного висихання. В статичному магнітному полі (МП) індукцією 0,17 Тл лінії ін- дукції були перпендикулярні до поверхні зразка. Мікрозображення висохлих клітин обробляли в програмі ImageJ і виконували фрактальний аналіз за допомогою додатка FracLac методом “Box counting”. Результати. Виявлено суттєві відмінності в самоорганізації різних типів клітин мікроорганізмів під час сушіння на поверхнях кремнію за дії магнітного поля та в різних розчинниках. Тенденцією для різних типів мікроорганізмів було утворення псевдо - фрактальних фігур і збільшення середньої фрактальної розмірності D за дії магнітного поля. Зі збільшенням D знижувалась лакунарність L. Однак, якщо дріжджі перебували у фізрозчині, то псевдофрактальні фігури утворювались і за відсутності МП. Висновки. За допомогою аналізу фрактальної розмірності псевдофрактальних фігур, які складаються з клітин мікроорганізмів, на поверхні кремнієвої пластини за впливу МП можна оцінити функціональність клітин, що взаємодіють із поверхнею, а також якість цієї поверхні.
dc.description.abstractotherBackground. Peculiarities of the interaction of microorganisms with the surface are important from the point of view of the functionality of this surface (implants, chips, electrodes with biofilm for producing electric current). The orderliness of organic particles and cells on different surfaces can be assessed by determining the fractal dimension and lacunarity and indicate the structural state or efficiency of the system. Objective. Investigation how different solvents and the application of a magnetic field affect the texture of suspensions containing microorganisms when dried on various types of silicon surfaces and quantitatively assess the dimensions of the structures formed using fractal analysis. Methodology. After mixing, the cell suspension was applied to the polished, degreased surface of silicon wafers arranged horizontally and left to dry completely. In a static magnetic field (MF) with an induction of 0.17 T, the induction lines were perpendicular to the surface of the sample. Micrographs of dried cells were processed in software package ImageJ and fractal analysis was performed using the FracLac software application and "Box counting" technique. Results. Significant differences in the self-organization of various types of microorganism cells during drying on silicon surfaces under the influence of a MF and in different solvents have been found. The tendency for various types of microorganisms was the formation of pseudofractal shapes and an increase in the average fractal dimension D under the action of a MF. As D increased, lacunarity L decreased. However, in the case of yeast suspended in a physiological solution, pseudofractal shapes were observed even in the absence of a MF. Conclusions. Using fractal analysis of pseudofractal figures consisting of cells of microorganisms on the surface of a silicon plate under the influence of MF, it is possible to evaluate the functionality of cells interacting with the surface, as well as the quality of this surface.
dc.format.pagerangePp. 69-84
dc.identifier.citationEvaluating the interaction between silicon surface and microorganisms in various solvents under the influence of a static magnetic field using fractal analysis / L. V. Marynchenko, O. I. Nizhelska, A. S. Shirinyan, N. O. Gorchakova // Innovative Biosystems and Bioengineering : international scientific journal. – 2024. – Vol. 8, No. 2. – P. 69-84. – Bibliogr.: 27 ref.
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/ibb.2024.8.2.297364
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/71124
dc.language.isoen
dc.publisherIgor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute
dc.publisher.placeKyiv
dc.relation.ispartofInnovative Biosystems and Bioengineering: international scientific e-journal, Vol. 8, No. 2
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.titleEvaluating the interaction between silicon surface and microorganisms in various solvents under the influence of a static magnetic field using fractal analysis
dc.typeArticle

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
69-84.pdf
Розмір:
2.43 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
8.98 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Innovative Biosystems and Bioengineering: international scientific e-journal, Vol. 8, No. 2