Tsawon zangon haske na methylene blue: jagorar ƙarfin haske, tsarin samfurin, da fallasawa

Takardun bincike biyu sun bayar da rahoton fallasa methylene blue ga haske mai makamashin 10 J a kowace cm murabba’i. Ɗaya yana kashe ƙwayoyin bacteria. Ɗayan ba ya haifar da wani sauyi da za a iya aunawa. Mai karatu da ya kwatanta adadin makamashi kaɗai zai yanke cewa fannin ba shi da daidaito. Fannin yana da daidaito. Adadin makamashi bai taɓa zama cikakken bayanin fallasawar ba.

Fallasawa ga haske ƙaramin tsarin ma’aunai ne da ke aiki tare: tsawon zango, ƙarfin haske a kowane yanki, tsawon lokaci, jimillar makamashin haske a kowane yanki da hakan ke haifarwa, samuwar oxygen, yawan rinin da yanayin taruwar ƙwayoyinsa, tazarar lokaci tsakanin ba da rini da haske, da hanyar da hasken yake bi a zahiri ta cikin samfurin. Idan an sauya ɗaya, sinadaran da haske ke haifarwa sukan sauya. Wannan labarin ya yi bayani kan kowace ma’auna, sannan ya bambanta daidaita ayyukan halittu da hasken kusa da infrared daga kunna rini kai tsaye da haske, domin waɗannan hanyoyin biyu ne aka fi rikita wa juna.

Tsawon zango ne ke tantance ko rinin zai shiga aikin

Methylene blue a cikin ruwa yana shanye jan haske sosai a matsayin ƙwaya ɗaya, wato monomer, inda kololuwar shanyewar take kusa da 664 zuwa 665 nm. Haka kuma yana da wata ƙarin shanyewa a gajeriyar gefen zangon kusa da 610 nm, wadda ke ƙaruwa yayin da rinin yake taruwa zuwa ƙwayoyi bibbiyu da manyan tarin ƙwayoyi. Ƙimar shanyewa ta molar kusa da kololuwar tana kusan 65,000 zuwa 85,000 M-1 cm-1, don haka mahallulai masu yawan micromolar ma sun riga sun zama shuɗi sosai. Tsohon bita kan sinadaran haske na methylene blue tare da DNA da sinadaran halittu da yake aiki da su ya rubuta wannan halayyar shanye haske da sinadaran yanayin samun makamashi da ke biyo bayanta: shanyewar tana kai ƙwayoyin zuwa yanayin singlet mai ɗan gajeren rai, sannan su tsallaka zuwa yanayin triplet mai tsawon rai, inda aka ruwaito ƙimar samuwarsa kusa da 0.5. A mahallulin da ke da iska, oxygen yana kashe wannan yanayin cikin kusan 2 microseconds.

A wannan matakin kashe yanayin ne hanyoyin sinadaran haske biyu suke rabuwa. A sinadaran Type II, rinin da ke yanayin triplet yana miƙa makamashi ga oxygen a yanayinsa na asali, yana samar da singlet oxygen, tare da ƙimar samuwa da aka saba ambata kusa da 0.52. A sinadaran Type I kuwa, triplet yana miƙa electron ko hydrogen ga sinadarin da yake aiki da shi maimakon haka, yana samar da radicals, ciki har da nau’o’in superoxide da hydroxyl. Dukansu za su iya gudana a lokaci ɗaya, kuma tasirin photodynamic na yau da kullum yana ci gaba da dogaro sosai da oxygen ko da Type I yana ba da gudummawa.

Sakamakon wannan ga zaɓin tsawon zangon haske na methylene blue ƙa’ida ce mai sauƙi. Jan haske daga kusan 630 zuwa 680 nm yana shiga zangon shanyewar rinin, tare da 660 zuwa 665 nm kusa da kololuwar monomer, don haka yana iya tafiyar da sinadaran abu mai wayar da martani ga haske a duk inda rini mai isasshen yawa yake. Hasken kusa da infrared a 810 nm yana nesa da zangon shanyewar yanayin asali, don haka ba shi da dacewa wajen tayar da rinin kai tsaye. Yawan rini yana ƙara wa lamarin sarkakiya ta hanya ɗaya tabbatacciya: yayin da yawan yake ƙaruwa, ƙarin rini yana kasancewa a siffofin ƙwayoyi bibbiyu da tarin ƙwayoyi waɗanda ke shanye haske kusa da 610 nm, kuma kowace ƙwaya ba ta wayar da martanin haske yadda ya kamata. Saboda haka ninka rinin sau biyu ba ya ninka tasirin sau biyu. Bitar da ke tare da wannan kan methylene blue da maganin jan haske ta ɗauki wannan ƙa’idar shanyewa a matsayin sharaɗin farko na duk wani martani da abu mai wayar da martani ga haske ke haifarwa.

Ƙarfin haske, tsawon lokaci, da jimillar makamashi ma’aunai uku ne, ba ɗaya ba

Jimillar makamashin haske a kowane yanki, wadda ake aunawa da J a kowace cm murabba’i, ita ce ƙarfin haske a kowane yanki da aka ninka da lokaci. Bayar da rahoton jimillar makamashi kaɗai yana ɓoye saurin da makamashin ya iso, kuma wannan saurin yana da muhimmanci.

Haske mai ƙarfi da aka bayar na ɗan gajeren lokaci da haske mai ƙarancin ƙarfi da aka bayar na dogon lokaci na iya bayar da jimillar makamashi iri ɗaya, amma su haifar da sinadarai daban-daban. Haske mai ƙarfi yana cinye oxygen da ya narke da sauri fiye da yadda yaduwarsa ke maye gurbinsa, wanda ke rage tafiyar hanyar Type II mai dogaro da oxygen kafin a gama fallasawar. Haka kuma yana ƙara zafi, kuma nama yana amsa dumama ta hanyar sauya gudun jini, wanda ke sauya duka wadatar oxygen da rarrabuwar rini. Haske mai ƙarancin ƙarfi a cikin doguwar fallasawa yana ba oxygen damar ci gaba da samuwa, amma yana ba hanyoyin gyara da sake samun oxygen lokaci su yi aiki a yayin fallasawar kanta. Littattafan koyar da sinadaran haske suna kiran zato cewa jimillar adadin makamashi kaɗai ce take da muhimmanci ƙa’idar musayar ƙarfi da lokaci. Wannan ƙa’ida tana gaza duk lokacin da oxygen, dumama, ko ayyukan halittu suka shiga, wanda a cikin nama yana nufin kusan kullum.

Fallasawar photodynamic da ake yi da methylene blue don yaƙar ƙwayoyin cuta a mutane tana amfani da 6 zuwa 18 J a kowace cm murabba’i sau da yawa, wanda ya yi daidai da wasu ƙimomin daidaita ayyukan halittu da haske. Saboda haka jimillar makamashi kaɗai ba za ta iya bayyana hanyar da ake amfani da ita ba. Fallasawa ta 10 J a kowace cm murabba’i a 660 nm zuwa nama da ya ƙunshi rini aikin sinadaran haske ne da abu mai wayar da martani ga haske ke tafiyarwa. Jimillar makamashi iri ɗaya a 810 nm zuwa nama mai ɗan ƙanƙanin rini wani abu ne dabam kwata-kwata. Adadin ya yi daidai. Ma’anar ta bambanta.

Hanyar haske da tsarin samfurin ne ke tantance abin da hasken yake haɗuwa da shi

Halayyar Beer Lambert tana nufin cewa gaban samfurin yana samun haske fiye da bayansa sosai. A cikin cuvette mai rini a yawan gomman micromolar, millimeter na farko na iya shanye mafi yawan jan hasken da ya zo, ya bar yaduddukan da ke zurfi kusan ba su samu fallasawa ba. Idan aka zuba ƙaramin adadin wannan mahalluli a rami marar zurfi, fallasawar za ta zama kusan iri ɗaya ko’ina. Rini ɗaya, fitila ɗaya, jimillar makamashi ɗaya a saman, amma sakamako dabam.

Nama yana ƙara warwatsewar haske kan shanyewa. Jan haske kusa da 660 nm yana kutsawa zuwa zurfin da ya kai millimeters, inda ainihin zurfin ya dogara da yawan jini, launin nama, da nau’in naman. Ramukan farantin gwaji suna ƙara tasirorin nasu: lanƙwasawar haske kamar ta lens saboda siffar saman ruwa, dawowar haske daga bango, inuwar da ke rufe ramukan gefuna, da dumamar ƙananan adadin ruwa ƙarƙashin tushen haske. Dakunan gwaje-gwaje biyu da suka bayar da rahoton saitunan fitila iri ɗaya amma suka yi amfani da nau’o’in faranti, adadin ruwa, ko tazarar tushen haske daban-daban sun gudanar da gwaje-gwaje daban-daban.

Tazara tana bukatar a jaddada ta domin ita ce abin da aka fi bari ba tare da bayyana shi ba. Ƙarfin haske a kowane yanki yana raguwa da sauri yayin da tazara daga tushen da haskensa ba ya tafiya a layuka masu layi ɗaya take ƙaruwa. Saboda haka ɗaga fitila daga 2 cm zuwa 5 cm sama da farantin na iya rage ƙarfin hasken sau da dama, alhali sashen hanyoyin binciken yana nan yadda yake. Ba tare da auna ƙarfin haske a saman samfurin ba, ƙimomin jimillar makamashin da aka wallafa bisa ƙimar ƙarfin da masana’anta ta bayar kiyasi ne, ba aunawa ba.

Jagorar ma’aunai mai bayanai: abin da ke sa a iya maimaita fallasawa

Abin da aka tsara musamman don wannan shafi shi ne jerin abubuwan dubawa. Duk wani nazari kan fallasawa ga haske da bai haɗa waɗannan bayanai ba ba za a iya kwatanta shi da wani ba, ko da adadin makamashin da aka fi nunawa ya yi kama sosai.

Tsawon zango da faɗin zangon. Kololuwa da cikakken faɗi, ba sunan launi ba. Jan LED yana rufe 630 zuwa 680 nm, inda shanyewar rini ta bambanta sosai.
Ƙarfin haske a saman samfurin, wanda aka auna, a mW a kowace cm murabba’i. Ƙarfin watt da masana’anta ta bayar ba ƙarfin haske a kowane yanki ba ne.
Tsawon lokaci da bugun haske. Bayar da haske ba tare da yankewa ba ko a bugun-bugun, ciki har da yawan bugun a lokaci da rabon lokacin da hasken yake kunne idan hakan ya shafi gwajin.
Jimillar makamashin haske a kowane yanki da aka lissafa daga ma’aunan biyu da aka auna a sama, a J a kowace cm murabba’i.
Yawan rini, tsarin haɗinsa, da yanayin taruwar ƙwayoyinsa. Monomer kusa da 664 nm yana wayar da martanin haske dabam da tarin ƙwayoyi kusa da 610 nm.
Tazarar lokaci tsakanin ba da rini da haske. Mintuna zuwa sa’o’i tsakanin ba da rini da fallasawa ga haske, wanda ke tantance inda rinin yake lokacin da hasken ya iso.
Wadatar oxygen. Mahallulin da ke da iska idan aka kwatanta da nama mai ƙarancin oxygen yana sauya daidaiton Type I da Type II kai tsaye.
Tsarin samfurin. Zurfin samfurin, ƙarar sa, nau’in akwati, tazara da kusurwar tushen haske, da zurfin naman da ake nufi.

Wata ɗabi’a mai amfani yayin karanta takardun bincike: fara duba tazarar lokaci tsakanin ba da rini da haske. Tana bayyana manufar. Tsare-tsaren photodynamic suna fallasa nama mai rini ga haske da gangan. Tsare-tsaren haɗa hanyoyi na iya ware biyun da gangan, kamar yadda yake a ƙasa.

Daidaita ayyukan halittu da hasken kusa da infrared ba kunna rini da haske ba ne

Daidaita ayyukan halittu da haske, wanda galibi ake taƙaitawa da PBM, yana amfani da jan haske ko hasken kusa da infrared don daidaita siginonin da ke tasowa a cikin jiki ba tare da ƙara abu mai wayar da martani ga haske ba. Maganin photodynamic, wanda galibi ake taƙaitawa da PDT, yana amfani da abubuwa uku tare: hasken da abin mai wayar da martani ke shanyewa, wannan abin kansa, da oxygen don samar da ɗumbin nau’o’in sinadarai masu saurin yin martani waɗanda ke lalata abin da ake nufi. Wata bita kan mitochondria a matsayin abin da ake nufi wajen kare ƙwayoyin jijiyoyi ta haɗa methylene blue da PBM domin suna haɗuwa wajen aikin numfashin ƙwayoyin halitta daga hanyoyi daban-daban: rinin yana aiki a matsayin mai zagayawa a martanin redox ba tare da cinye kansa ba, yana tallafa wa gudanawar electrons, yayin da ake hasashen PBM yana taimaka wa nitric oxide mai hana aiki ya rabu da cytochrome c oxidase a Complex IV. Ya kamata a ci gaba da bayyana wannan hanyar aikin enzyme a matsayin hasashe.

Nazarin beraye biyu na haɗa hanyoyin da aka fi ambata dukansu suna amfani da hasken 810 nm, kuma wannan shi ne ainihin dalilin da ya sa ba sa nuna kunna rini da haske. A wani nazarin ba da magani kafin hana barci, an ba beraye methylene blue kullum a 0.5 mg a kowace kg, ko laser mai bugun haske na 810 nm bayan kowace rana ɗaya, ko duka biyun kafin hana su barci. Haɗa hanyoyin kafin hana barci ya kare halayen ƙwaƙwalwa da furotin na wuraren haɗuwar jijiyoyi a hippocampus, yayin da amfani da kowace hanya ita kaɗai ya kasa yin hakan a mafi yawan lokuta. A wani nazarin damuwa mai ɗorewa tare da magani a lokaci guda, beraye sun samu PBM na 810 nm a 8 J a kowace cm murabba’i tare da rini kullum a 0.5 mg a kowace kg. An fara amfani da laser, sannan aka yi allurar rinin bayan sa’o’i biyu musamman don kauce wa fallasa nama mai rini ga haske. Dukkan rukunonin magani uku sun kawar da gazawar koyo, tare da ƙarin fa’ida daga haɗin musamman ga cortisol a serum da nau’o’in oxygen masu saurin yin martani a kwakwalwa. Waɗannan sakamakon suna gwada hanyoyin shafar mitochondria guda biyu da aka yi amfani da su tare. Tarin nazarin photodynamic yana ci gaba da bayyana wannan bambanci ta hanyar rubuta tsawon zango ga kowace manufar amfani.

Shaidar fata tana ɗaya gefen. Bayanan mutane kan methylene blue tare da haske a fata sun fi tattaruwa a 630 zuwa 680 nm, tare da rinin da aka shafa a fata ko aka yi allurarsa cikin wurin matsala, da manufar lalata abin da ake nufi ko sake fasalta nama. Wannan PDT ne bisa ma’anarsa. Ambaton gushewar matsalar a matsayin hujjar cewa rini yana ƙarfafa PBM, ko ambaton dawo da aiki a beraye da 810 nm a matsayin hujjar cewa allon haske na 660 nm tare da rini wata hanyar inganta tunani ce, yana gauraya waɗannan hanyoyin. Tushen bayanai kan adadin amfani da ilimin magunguna, da jagorar aminci da mu’amalar abubuwa, sun ƙara fayyace ɓangarorin wannan batu da suka shafi yawan rini da yanayin da bai kamata a yi amfani da shi ba.

Fayyace hanyar da ake magana a kai kafin kwatanta lambobi. Tsawon zango ne ke tantance ko rinin yana shanye hasken. Ƙarfin haske da tsawon lokaci ne ke tantance abin da sinadarai suke yi da wannan shanyewar. Tsarin samfurin ne ke tantance wane ɓangarensa yake fuskantar wani daga cikin waɗannan abubuwa. Fallasawa biyu da suka yi daidai a ma’auna ɗaya amma suka bambanta a sauran gwaje-gwaje ne daban-daban, kuma ɗaukar su a matsayin masu maye gurbin juna shi ne kuskuren da wannan jagora yake nufin hanawa. Babu wata hanyar amfani a gida da ta samo asali daga waɗannan bayanai; hasken da tsawon zangonsa ya dace da rini, tare da rinin da ke yawo a jiki, yana sauya fallasawar da da a wata hali za ta daidaita ayyuka kawai zuwa aikin sinadaran haske da abu mai wayar da martani ga haske ke tafiyarwa, wanda ya kamata ya kasance a hannun ƙwararrun asibiti.