Dirêjahiya pêlê ya şîna metîlenê: rêbera tundiya tîrêjdanê, geometriyê û rûketiyê

Du gotarên zanistî radigihînin ku şîna metîlenê li ber 10 J ronahiyê ji bo her cm çargoşe hatiye danîn. Yek bakteriyan dikuje. Ya din tu tiştê pîvanbar nake. Xwînerê ku tenê dozê berawird dike encamê derdixe ku ev qada lêkolînê lihevnehatî ye. Ev qad lihevhatî ye. Doz tu carî ne hemû rûketî bû.

Rûketiya ronahiyê pergaleke biçûk a parametreyan e ku bi hev re kar dikin: dirêjahiya pêlê, tundiya tîrêjdanê, dem, fluensa ku ji wan derdikeve, hebûna oksîjenê, konsantrasyona boyaxê û rewşa agregasyona wê, navbera demî ya boyax û ronahiyê, û rêya optîk a ku ronahî bi rastî di nav nimûneyê re diçe. Yekê biguherîne û fotokîmya diguhere. Ev gotar her parametreyê vedikole, paşê fotobiyomodulasyona bi ronahiya bin-sor a nêzîk ji fotoaktîvkirina rasterast a boyaxê cuda dike, ji ber ku ev her du rejîm yên ku herî zêde bi hev tên tevlihevkirin in.

Dirêjahiya pêlê diyar dike ka boyax tevlî dibe yan na

Şîna metîlenê di avê de, wek monomer, ronahiya sor bi xurtî dikişîne; lutkeya wê nêzî 664 heta 665 nm ye û li nêzî 610 nm milê spektrumê yê dirêjahiya pêla kurttir heye, ku her ku boyax di dîmer û komên mezintir de dicive, mezin dibe. Koefîsyenta molar a kişandina ronahiyê li nêzî lutkeyê di asta 65,000 heta 85,000 M-1 cm-1 de ye, lewma heta çareseriyên mîkromolar jî bi şîniyeke tîr xuya dikin. Vekolîna destpêkê ya fotokîmyayê ya şîna metîlenê bi DNA û substratên biyolojîk re vê tevgera kişandina ronahiyê û kîmyaya rewşa hişyarkirî ya ku li pey wê tê belge dike: kişandina ronahiyê molekulan dixe rewşeke singlet a kurtjî, ku ji wê derbasî rewşeke triplet a dirêjtirjî dibin, bi rêjeyên derbasbûnê yên ragihandî yên nêzî 0.5; di çareseriya hewakirî de, oksîjen vê rewşê di nav nêzî 2 mîkroçirkeyan de vemirîne.

Ev gava vemirandinê cihê ku her du rêyên fotokîmyayî ji hev cuda dibin e. Di kîmyaya Tîpa II de, boyaxa triplet enerjiyê vediguhêze oksîjena di rewşa bingehîn de û oksîjena singlet çêdike, bi rêjeyên hilberînê yên ku pir caran nêzî 0.52 tên binavkirin. Di kîmyaya Tîpa I de, triplet li şûna wê elektronek an hîdrojenekê vediguhêze substratekê û radîkalan çêdike, di nav wan de cûreyên superoksîd û hîdroksîl. Her du dikarin di heman demê de çêbibin, û bandora fotodînamîk a kevneşopî, heta dema ku Tîpa I jî beşdar dibe, bi xurtî girêdayî oksîjenê dimîne.

Encama vê yekê ji bo hilbijartina dirêjahiya pêlê ya şîna metîlenê rêzikeke hêsan e. Ronahiya sor ji nêzî 630 heta 680 nm bi banda boyaxê re li hev dikeve, û 660 heta 665 nm nêzî maksimuma monomerê ye; ji ber vê yekê, li her cihê ku boyax bi qaseke berçav hebe, dikare kîmyaya fotosensîtîzerê bimeşîne. Ronahiya bin-sor a nêzîk li 810 nm gelekî li derveyî banda kişandinê ya rewşa bingehîn e, lewma ji bo hişyarkirina rasterast a boyaxê dirêjahiya pêleke nebaş e. Konsantrasyon bi awayekî rastîn wêneyê tevlihevtir dike: her ku konsantrasyon zêde dibe, boyaxek zêdetir di formên dîmerî û agregatkirî de dimîne, ku ber bi 610 nm ve ronahiyê dikişînin û ji bo her molekulê bi kêmtir karîgerî fotosensîtîzasyonê dikin; lewma du qatkirina boyaxê bandorê du qat nake. Vekolîna heval a şîna metîlenê bi terapiya ronahiya sor re vê rêzika kişandina ronahiyê wek pêşmercê her reaksiyona fotosensîtîzkirî digire.

Tundiya tîrêjdanê, dem û fluens sê parametre ne, ne yek

Fluens, bi J ji bo her cm çargoşe, tundiya tîrêjdanê zarbî demê ye. Ragihandina fluensê bi tenê leza hatina enerjiyê vedişêre, û ew lez girîng e.

Tundiya tîrêjdanê ya bilind a ku demeke kurt tê sepandin û tundiya nizim a ku demeke dirêj tê sepandin dikarin heman fluensê bidin, lê bi kîmyaya cuda. Tundiya tîrêjdanê ya bilind oksîjena helandî ji wê lezê zûtir dixwe ku difûzyon dikare wê vegerîne, û ev yek di nîvê rûketiyê de rêya Tîpa II ya girêdayî oksîjenê sînordar dike. Herwiha germê jî li nimûneyê zêde dike, û tevn bi guherînên herikîna xwînê bersiva germbûnê dide; ev guherîn hem oksîjenkirinê hem jî belavbûna boyaxê diguherînin. Tundiya tîrêjdanê ya nizim di rûketiyeke dirêj de oksîjenê peyda dike, lê demê dide pêvajoyên tamîrkirin û ji nû ve oksîjenkirinê ku di dema rûketiyê bixwe de bixebitin. Pirtûkên dersê yên fotokîmyayê ji texmîna ku tenê doza giştî girîng e re dibêjin prensîba hevberdêliyê. Ev texmîn her gav ku oksîjen, germbûn an biyolojî beşdar bibe têk diçe; di tevnê de ev hema her gav wisa ye.

Rûketiyên fotodînamîk ên dijî mîkroban bi şîna metîlenê di mirovan de bi gelemperî 6 heta 18 J ji bo her cm çargoşe bi kar tînin, ku bi nirxên fotobiyomodulasyonê re li hev dikevin. Ji ber vê yekê, fluens bi tenê nikare rejîmê nas bike. Rûketiyeke 10 J ji bo her cm çargoşe li 660 nm di tevnê tijî boyax de fotokîmyaya ku fotosensîtîzer dimeşîne ye. Heman fluens li 810 nm di tevnê ku tenê şopên boyaxê tê de hene de tiştekî bi tevahî cuda ye. Hejmar yek e. Têgeh cuda ye.

Rêya optîk û geometriya nimûneyê diyar dikin ronahî bi çi re rû bi rû dibe

Tevgera Beer Lambert tê wê wateyê ku pêşiya nimûneyê ji piştiya wê gelek zêdetir ronahiyê dibîne. Di kuveteke bi dehan mîkromolar boyax de, mîlîmetreya yekem dikare piraniya ronahiya sor a têkişandî bikişîne, û bi vî awayî qatên kûrtir di pratîkê de bê rûketî bimînin. Heman çareseriyê bi hecmeke kêm bixe çaleke kêmkûr û rûketî hema yekreng dibe. Heman boyax, heman lampe, heman fluens li rûyê nimûneyê, encameke cuda.

Tevn li ser kişandina ronahiyê belavkirinê jî zêde dike. Ronahiya sor li nêzî 660 nm di asta mîlîmetreyan de dikeve kûrahiyê; kûrahiya rast bi naveroka xwînê, pigmentasyon û cûreya tevnê tê diyarkirin. Çalên plakê jî artefaktên xwe zêde dikin: bandora lensê ya menîskê, vegerandina ronahiyê ji dîwaran, sîketina li ser çalên qeraxê û germbûna hecmên biçûk li bin çavkaniyê. Du laboratûvarên ku heman mîhengên lampeyê radigihînin, lê cûreyên plakê, hecm an dûrbûnên çavkaniyê cuda ne, ceribandinên cuda pêk anîne.

Dûrbûn hêjayî girîngiyeke taybet e, ji ber ku ew guherbara veşartî ya herî gelemperî ye. Tundiya tîrêjdanê bi zêdebûna dûrbûnê ji çavkaniyeke ku tîrêjên wê ne paralel in bi lez dadikeve; ji ber vê yekê, lampeyek ku ji 2 cm tê rakirin û li 5 cm li ser plakê tê danîn dikare tundiya tîrêjdanê çend qat kêm bike, lê beşa rêbazan hêj heman tiştî dibêje. Bêyî tundiya tîrêjdanê ya li rûyê nimûneyê hatî pîvandin, fluensên weşandî yên ku ji nirxên hêzê yên hilberîner tên hesabkirin texmîn in, ne pîvan in.

Rêbera parametreyan bi şîroveyan: çi rûketiyekê dubarebar dike

Materyala orîjînal a vê rûpelê lîsteyeke kontrolê ye. Her rûketiya ronahiyê ya lêkolînekê ku van xalan tê de tune ne, nikare bi ya din re bê berawirdkirin, dozên ku di sernavê de tên dayîn çiqas jî dişibin hev.

Dirêjahiya pêlê û firehiya bandê. Lutke û firehiya tevahî, ne navekî rengê. LED-a sor 630 heta 680 nm digire, ku tê de kişandina ronahiyê ya boyaxê gelek cuda ye.
Tundiya tîrêjdanê li rûyê nimûneyê, hatî pîvandin, bi mW ji bo her cm çargoşe. Hêza watî ya hilberîner ne tundiya tîrêjdanê ye.
Dem û pulsdan. Sepandina domdar li hember sepandina bi pulsan, tevî frekansa pulsan û rêjeya dema çalakiyê li cihê ku tê sepandin.
Fluensa ku ji cotê nirxên pîvandî yên li jor tê hesabkirin, bi J ji bo her cm çargoşe.
Konsantrasyona boyaxê, formulasyon û rewşa agregasyonê. Monomer li nêzî 664 nm ji agregatên li nêzî 610 nm bi awayekî cuda fotosensîtîzasyonê dike.
Navbera demî ya derman û ronahiyê. Deqîqe heta saet di navbera dayîna boyaxê û tîrêjdanê de, ku diyar dike boyax li ku ye dema ronahî tê.
Oksîjenkirin. Çareseriya hewakirî li hember tevnê kêmoksîjen hevsengiya Tîpa I û Tîpa II rasterast diguherîne.
Geometrî. Kûrahiya nimûneyê, hecm, cûreya firaxê, dûrbûn û goşeya çavkaniyê, û kûrahiya armancê di tevnê de.

Adeteke bikêr dema xwendina gotarên zanistî: pêşî navbera demî ya derman û ronahiyê kontrol bike. Ew mebestê eşkere dike. Sêwiranên fotodînamîk bi zanebûn tevnê tijî boyax tîrêj dikin. Sêwiranên têkel dikarin bi mebest van her duyan ji hev cuda bikin, wek li jêr.

Fotobiyomodulasyona bi ronahiya bin-sor a nêzîk ne fotoaktîvkirina boyaxê ye

Fotobiyomodulasyon, ku bi gelemperî bi PBM tê kurtkirin, ronahiya sor an bin-sor a nêzîk bi kar tîne da ku îşaretdana hundirîn biguherîne, bêyî ku fotosensîtîzerekê zêde bike. Terapiya fotodînamîk, ku bi gelemperî bi PDT tê kurtkirin, sê beşan bi hev re bi kar tîne: ronahiya ku sensîtîzer dikişîne, sensîtîzer bixwe û oksîjen, da ku berhemîna ji nişka ve ya cûreyên reaktîf çêbike ku zirarê dide armancê. Vekolîneke mîtokondriyan wek armanca parastina noronan şîna metîlenê bi PBM re dide hev, ji ber ku ew ji aliyên cuda ve li ser bêhindana hucreyî dicivin: boyax wek çerxkerekî redoksê yê katalîtîk kar dike ku herikîna elektronan piştgirî dike, lê tê texmînkirin ku PBM ji sitokrom c oksîdazê li Kompleksa IV veqetîna nîtrîk oksîda astengker pêş dixe. Ev mekanîzmaya enzîmê divê wek hîpotez bê nîşankirin.

Her du lêkolînên têkel ên li ser mişkan ku herî zêde tên referanskirin ronahiya 810 nm bi kar tînin; ev bi rastî sedem e ku ew fotoaktîvkirina boyaxê nîşan nadin. Di lêkolîna dermankirina pêşîn a bêparbûna ji xewê de, berî bêparbûnê, mişkan her roj şîna metîlenê bi 0.5 mg ji bo her kg, rojekê di navê de lazera pulsî ya 810 nm, an her du wergirtin. Dermankirina pêşîn a têkel tevgerên bîranînê û proteînên sînaptîk ên hîpokampê parast, lê dermankirinên yekane bi piranî têk çûn. Di lêkolîna stresa kronîk bi dermankirina hevdem de, mişkan PBM ya 810 nm bi 8 J ji bo her cm çargoşe li gel boyaxa rojane ya 0.5 mg ji bo her kg wergirtin; lazer pêşî hat sepandin û boyax du saet şûnda hat derzîkirin, bi taybetî ji bo ku tevnê tijî boyax neyê tîrêjdan. Her sê komên ceribandinê kêmasiyên fêrbûnê vegerandin, bi berjewendiyeke zêdekirî bi taybetî ji bo kortîzola serumê û cûreyên reaktîf ên oksîjenê di mêjî de. Ev encam du destwerdanên mîtokondriyal ên ku bi hev re tên bikaranîn diceribînin; berhevoka lêkolînên fotodînamîk vê cudahiyê bi tomarkirina dirêjahiya pêlê ji bo her nîşaneya sepandinê berçav dihêle.

Delîlên çermê li aliyê din in. Daneyên mirovî yên şîna metîlenê bi ronahiyê re ji bo çermê li 630 heta 680 nm kom dibin, bi boyaxa ku li ser çermê an di nav lezîyonê de tê sepandin û bi mebesta hilweşandin an ji nû ve avakirinê; ev li gor pênaseyê PDT ye. Wek delîla ku boyax PBM xurt dike referansdayîna wê paqijkirinê, an wek delîla ku paneleke 660 nm bi boyaxê re protokoleke têgihiştinê ye referansdayîna başbûna mişkan bi 810 nm, rejîman bi hev tevlihev dike. Çavkaniya dozdan û farmakolojiyê û rêbera ewlehî û danûstendinan beşên vê mijarê yên derbarê konsantrasyonê û rewşên ku bikaranînê ne guncaw dikin bêtir vedikolin.

Berî berawirdkirina hejmaran navê têgehê diyar bike. Dirêjahiya pêlê diyar dike ka boyax ronahiyê dikişîne yan na. Tundiya tîrêjdanê û dem diyar dikin kîmya bi wê kişandinê çi dike. Geometrî diyar dike ka kîjan beşa nimûneyê yek ji van bandoran hîs dike. Du rûketiyên ku di yek parametreyê de yek in û di yên din de cuda ne, ceribandinên cuda ne; wek hev berdêl hesibandina wan şaşiya ku ev rêber ji bo pêşîlêgirtina wê heye ye. Ji van tiştan tu protokola malê dernakeve; ronahiya bi dirêjahiya pêlê ya guncaw li gel boyaxa sîstemîk rûketiyeke ku wekî din tenê modulasyonê dikir vediguherîne fotokîmyaya ku fotosensîtîzer dimeşîne, û ev divê di destê pisporên klînîkî de be.