A method for the approximate determination of microparticle amount and mass in biological mixtures using a fractionation process in a centrifugal force field

The paper presents a simplified method of estimating the amount and specific mass of microparticles in complex biological mixtures using the fractionation process in the field of centrifugal forces. In the presented method, on the example of the heaviest blood cells of erythrocytes, a geometric model of binary fraction at the borderline state of equilibrium formed in the process of blood fractionation was used. In this model, the approximated shape of erythrocyte and an exemplary normal distribution of the size and number of microparticles in the studied model fraction dominated by erythrocytes were used. Based on publicly available blood data, it has been shown that it is possible to estimate the amount and specific weight of microparticles. The accuracy of such estimation generally depends on the precision of representation of shapes, the degree of filling the fraction with microparticles and on the individual quantitative and dimensional distribution of these particles in the examined fraction. The above conclusions, which determine the accuracy of the presented method, were verified in the paper with the use of generally available in the literature rheological blood data for various types of measuring containers influencing the degree of filling of a given fraction with microparticles.

W publikacji przedstawiono uproszczoną metodę szacowania ilości i masy właściwej mikrocząstek w złożonych mieszaninach biologicznych z zastosowaniem procesu frakcjonowania w polu sił odśrodkowych. W prezentowanej metodzie, na przykładzie najcięższych komórek krwi erytrocytów, wykorzystano geometryczny model binarnej frakcji w stanie granicznej równowagi, uformowanej w procesie frakcjonowania krwi. W modelu tym zastosowano opracowany aproksymacyjny kształt erytrocytu oraz przykładowy rozkład normalny wielkości i ilości mikrocząstek w badanej modelowej frakcji. Na podstawie ogólnie dostępnych danych dotyczących krwi wykazano, że przedstawiona metoda umożliwia oszacowanie ilości i masy właściwej mikrocząstek w polu sił odśrodkowych. Dokładność takiego szacowania generalnie zależy od precyzji odwzorowania kształtów, stopnia wypełnienia frakcji mikrocząsteczkami oraz od indywidualnego rozkładu ilościowego i wymiarowego tych cząstek w badanej frakcji. Powyższe wnioski, stanowiące o dokładności prezentowanej metody, w publikacji zweryfikowano z wykorzystaniem ogólnie dostępnych w literaturze danych reologicznych krwi. Jednocześnie na podstawie uzyskanych wyników obliczeniowych wykazano wpływ kształtu pojemników pomiarowych na stopień wypełnienia danej frakcji mikrocząsteczkami.