Biru métilén jeung paparan cahaya: panjang gelombang, iradiansi, jeung géométri perlakuan

Dua makalah ngalaporkeun yén biru métilén dipaparkeun kana cahaya 10 J per cm pasagi. Nu hiji maéhan baktéri. Nu séjén henteu ngahasilkeun parobahan anu bisa diukur. Nu maca, lamun ngan ngabandingkeun dosisna, nyimpulkeun yén widang ieu henteu konsistén. Padahal widangna konsistén. Dosis ti mimiti ogé henteu ngawakilan sakabéh paparan.

Paparan cahaya téh hiji sistem leutik tina sababaraha paraméter anu gawé babarengan: panjang gelombang, iradiansi, lilana paparan, fluénsi anu dihasilkeun, kasadiaan oksigén, konséntrasi zat warna jeung kaayaan agrégasina, selang waktu antara zat warna jeung cahaya, sarta jalur optik anu saéstuna diliwatan ku cahaya dina sampel. Robah hiji paraméter, fotokimiana ogé robah. Artikel ieu ngabahas unggal paraméter, tuluy ngabédakeun fotobiomodulasi infra beureum deukeut tina fotoaktivasi langsung zat warna, sabab dua rézim ieu anu pangmindengna kaliru dianggap sarua.

Panjang gelombang nangtukeun naha zat warna milu ngaréaksi

Biru métilén dina cai nyerep cahaya beureum kalayan kuat dina wangun monomér, kalayan puncak deukeut 664 nepi ka 665 nm jeung taktak spéktrum dina panjang gelombang anu leuwih pondok, deukeut 610 nm, anu beuki gedé nalika zat warna ngagrégasi jadi dimér jeung tumpukan anu leuwih gedé. Koéfisién ékstingsi molar deukeut puncak aya dina kisaran 65,000 nepi ka 85,000 M-1 cm-1, jadi larutan mikromolar ogé geus biru pekat. Tinjauan fotokimia awal ngeunaan biru métilén jeung DNA sarta substrat biologis ngadokuméntasikeun paripolah nyerep cahaya ieu jeung kimia kaayaan éksitasi anu nuturkeunana: nyerep cahaya ngeusian kaayaan singlet anu umurna pondok, tuluy ngalih kana kaayaan triplet anu umurna leuwih panjang kalayan rendemén anu dilaporkeun deukeut 0.5; dina larutan anu diaérasi, kaayaan ieu dipareuman ku oksigén dina kira-kira 2 mikrodetik.

Léngkah pamareuman éta mangrupa titik tempat dua jalur fotokimia misah. Dina kimia Tipe II, zat warna triplet mindahkeun énergi ka oksigén dina kaayaan dasar sarta ngahasilkeun oksigén singlet, kalayan rendemén anu ilahar dicutat deukeut 0.52. Dina kimia Tipe I, triplet sabalikna mindahkeun éléktron atawa hidrogén ka substrat, ngahasilkeun radikal kaasup spésiés superoksida jeung hidroksil. Duanana bisa lumangsung sakaligus, sarta éfék fotodinamik konvénsional tetep gumantung pisan kana oksigén sanajan Tipe I milu nyumbang.

Balukarna pikeun milih panjang gelombang biru métilén bisa diringkeskeun jadi aturan basajan. Cahaya beureum ti kira-kira 630 nepi ka 680 nm tumpang tindih jeung pita nyerep zat warna, kalayan 660 nepi ka 665 nm deukeut maksimum monomér, jadi bisa ngagerakkeun kimia fotosensitizer di mana waé zat warna aya dina jumlah anu cukup. Infra beureum deukeut dina 810 nm perenahna jauh di luar pita nyerep kaayaan dasar, jadi henteu hadé pikeun éksitasi langsung zat warna. Konséntrasi ngajadikeun gambaran ieu leuwih rumit ku hiji alesan anu écés: nalika konséntrasi naék, leuwih loba zat warna aya dina wangun dimér jeung agrégat anu nyerep ka arah 610 nm sarta kurang éfisién dina fotosensitisasi per molekul, jadi ngalipetkeun jumlah zat warna dua kali henteu ngalipetkeun éfékna dua kali. Tinjauan pendamping ngeunaan biru métilén jeung terapi cahaya beureum nempatkeun aturan nyerep cahaya ieu minangka sarat awal pikeun sagala réaksi anu disensitisasi ku cahaya.

Iradiansi, lilana paparan, jeung fluénsi téh tilu paraméter, lain hiji

Fluénsi, dina J per cm pasagi, nyaéta iradiansi dikali waktu. Ngalaporkeun fluénsi wungkul nyumputkeun laju datangna énergi, padahal laju éta penting.

Iradiansi luhur anu dipapar dina waktu singget jeung iradiansi handap anu dipapar dina waktu lila bisa ngahasilkeun fluénsi anu sarua kalayan kimia anu béda. Iradiansi luhur ngagunakeun oksigén anu leyur leuwih gancang tibatan difusi ngagantikeunana, anu ngawatesan jalur Tipe II anu gumantung kana oksigén nalika paparan masih lumangsung. Éta ogé nambahkeun panas, sarta jaringan ngaréspon kana pemanasan ku parobahan aliran getih anu ngarobah oksigénasi jeung sebaran zat warna. Iradiansi handap dina paparan anu lila ngajaga suplai oksigén, tapi méré waktu pikeun prosés perbaikan jeung réoksigénasi lumangsung salila paparan éta sorangan. Buku pangajaran fotokimia nyebut anggapan yén ngan dosis total anu penting téh résiprositas. Anggapan ieu gagal iraha waé oksigén, pemanasan, atawa biologi milu mangaruhan, anu dina jaringan hartina ampir salawasna.

Paparan fotodinamik antimikroba dina manusa anu ngagunakeun biru métilén ilaharna maké 6 nepi ka 18 J per cm pasagi, anu tumpang tindih jeung nilai fotobiomodulasi. Ku kituna, fluénsi wungkul henteu bisa nangtukeun rézimna. Paparan 10 J per cm pasagi dina 660 nm kana jaringan anu ngandung zat warna mangrupa fotokimia anu digerakkeun ku fotosensitizer. Fluénsi anu sarua dina 810 nm kana jaringan kalayan zat warna dina jumlah renik téh hal anu béda pisan. Angkana sarua. Konsépna béda.

Jalur optik jeung géométri sampel nangtukeun naon anu kapanggih ku cahaya

Paripolah Beer Lambert hartina bagian hareup sampel narima cahaya jauh leuwih loba tibatan bagian tukangna. Dina kuvet kalayan zat warna dina puluhan mikromolar, miliméter kahiji bisa nyerep lolobana cahaya beureum anu datang, nepi ka lapisan anu leuwih jero praktis henteu kapaparkeun. Tempatkeun larutan anu sarua dina sumur deet kalayan volume leutik, sarta paparan jadi ampir rata. Zat warna sarua, lampu sarua, fluénsi dina beungeut sarua, tapi hasilna béda.

Jaringan nambahkeun paburencayna cahaya salian ti nyerepna cahaya. Cahaya beureum deukeut 660 nm nembus dina kisaran miliméter, kalayan jerona anu pasti ditangtukeun ku kandungan getih, pigméntasi, jeung jinis jaringan. Sumur dina pelat ogé nambahkeun artéfak sorangan: pangaruh lénsa ku méniskus, pantulan tina témbok, kalangkang dina sumur sisi, jeung pemanasan volume leutik handapeun sumber cahaya. Dua laboratorium anu ngalaporkeun setélan lampu idéntik tapi maké jinis pelat, volume, atawa jarak sumber anu béda geus ngalakukeun ékspérimén anu béda.

Jarak perlu ditekenkeun sabab éta variabel anu pangmindengna teu kacatet. Iradiansi turun gancang nalika jarak ti sumber anu henteu dikolimasi nambahan, jadi lampu anu dipindahkeun ti 2 cm ka 5 cm di luhur pelat bisa ngurangan iradiansi sababaraha kali lipet, sanajan bagian métode masih ditulis sarua. Tanpa pangukuran iradiansi dina beungeut sampel, fluénsi anu diterbitkeun tina itungan dumasar kana peunteun daya pabrik téh perkiraan, lain hasil pangukuran.

Pituduh paraméter kalayan katerangan: naon anu ngajadikeun paparan bisa diulang

Bahan asli pikeun kaca ieu nyaéta daptar pariksa. Paparan cahaya dina panalungtikan anu henteu nyertakeun unsur-unsur ieu moal bisa dibandingkeun jeung anu séjén, sanajan dosis anu ditonjolkeun katingalina sarupa.

1. Panjang gelombang jeung lébar pita. Puncak jeung lébar pinuh, lain ngaran warna. LED beureum ngawengku 630 nepi ka 680 nm kalayan nyerep zat warna anu béda pisan.
2. Iradiansi dina beungeut sampel, diukur, dina mW per cm pasagi. Daya dina watt ti pabrik lain iradiansi.
3. Lilana paparan jeung pulsa. Panyinaran kontinyu dibandingkeun jeung anu maké pulsa, kaasup frékuénsi pulsa jeung siklus gawé lamun lumaku.
4. Fluénsi anu diitung tina pasangan hasil pangukuran di luhur, dina J per cm pasagi.
5. Konséntrasi zat warna, formulasi, jeung kaayaan agrégasi. Monomér deukeut 664 nm ngalakukeun fotosensitisasi sacara béda ti agrégat deukeut 610 nm.
6. Selang ubar-cahaya. Menit nepi ka jam antara méré zat warna jeung panyinaran, anu nangtukeun di mana zat warna aya nalika cahaya datang.
7. Oksigénasi. Larutan anu diaérasi dibandingkeun jeung jaringan hipoksik langsung ngarobah kasaimbangan Tipe I jeung Tipe II.
8. Géométri. Jerona sampel, volume, jinis wadah, jarak jeung sudut sumber, sarta jerona sasaran dina jaringan.

Kabiasaan anu mangpaat nalika maca makalah: pariksa heula selang ubar-cahaya. Éta nembongkeun tujuanana. Rancangan fotodinamik ngahaja nyinaran jaringan anu ngandung zat warna. Rancangan kombinasi bisa ngahaja misahkeun duanana, saperti di handap.

Fotobiomodulasi infra beureum deukeut lain fotoaktivasi zat warna

Fotobiomodulasi, biasana disingget PBM, ngagunakeun cahaya beureum atawa infra beureum deukeut pikeun ngamodulasi sinyal éndogén tanpa nambahkeun fotosensitizer. Terapi fotodinamik, biasana disingget PDT, ngagunakeun tilu unsur babarengan: cahaya anu diserep ku sensitizer, sensitizer éta sorangan, jeung oksigén pikeun nyiptakeun lonjakan spésiés réaktif anu ngaruksak sasaran. Hiji tinjauan ngeunaan mitokondria minangka sasaran néuroprotéksi masangkeun biru métilén jeung PBM sabab duanana mangaruhan réspirasi ti arah anu béda: zat warna boga peran minangka pangulang siklus rédoks katalitik anu ngarojong aliran éléktron, sedengkeun PBM dihipotésiskeun ngamajukeun disosiasi nitrat oksida anu ngahambat tina sitokrom c oksidase dina Kompleks IV. Mékanisme énzim éta kudu tetep dilabélan minangka hipotésis.

Dua panalungtikan kombinasi dina beurit anu pangmindengna dicutat duanana ngagunakeun cahaya 810 nm, sarta éta pisan sababna duanana henteu némbongkeun fotoaktivasi zat warna. Dina hiji panalungtikan perlakuan awal saméméh kurang saré, beurit narima biru métilén sapopoé dina 0.5 mg per kg, laser pulsa 810 nm unggal dua poé, atawa duanana saméméh kakurangan saré. Perlakuan awal gabungan ngajaga paripolah mémori jeung protéin sinaptik hipokampus, sedengkeun perlakuan tunggal lolobana gagal. Dina hiji panalungtikan strés kronis kalayan perlakuan babarengan, beurit narima PBM 810 nm dina 8 J per cm pasagi bareng jeung zat warna sapopoé dina 0.5 mg per kg; laser dipaké heula sarta zat warna disuntikkeun dua jam ti harita, husus pikeun nyingkahan panyinaran jaringan anu ngandung zat warna. Katiluna kelompok perlakuan ngabalikeun kakurangan diajar, kalayan mangpaat aditif utamana pikeun kortisol sérum jeung spésiés oksigén réaktif dina uteuk. Hasil ieu nguji dua intervénsi mitokondria anu dipaké babarengan, hiji bédana anu tetep ditegeskeun ku kumpulan panalungtikan fotodinamik ku cara nyatet panjang gelombang pikeun unggal indikasi.

Bukti ngeunaan kulit aya dina rézim anu séjén. Data biru métilén ditambah cahaya dina kulit manusa ngumpul dina 630 nepi ka 680 nm kalayan zat warna topikal atawa intralesi sarta tujuan ngancurkeun atawa ngarobah struktur jaringan, anu sacara définisi nyaéta PDT. Nyutat hasil ngaleungitkeun éta minangka bukti yén zat warna ningkatkeun PBM, atawa nyutat pamulihan beurit dina 810 nm minangka bukti yén panel 660 nm ditambah zat warna mangrupa protokol kognisi, hartina nyampurkeun dua rézim. Rujukan dosis jeung farmakologi sarta pituduh kaamanan jeung interaksi ngabahas leuwih jauh bagian carita ieu ngeunaan konséntrasi jeung kontraindikasi.

Sebutkeun heula konsépna saméméh ngabandingkeun angka. Panjang gelombang nangtukeun naha zat warna nyerep cahaya. Iradiansi jeung lilana paparan nangtukeun naon anu dilakukeun ku kimia tina nyerep cahaya éta. Géométri nangtukeun bagian sampel mana anu ngalaman pangaruhna. Dua paparan anu sarua dina hiji paraméter tapi béda dina paraméter séjén téh ékspérimén anu béda, sarta nganggap duanana bisa silih gentos téh kasalahan anu hayang dicegah ku pituduh ieu. Euweuh protokol pikeun di imah anu bisa diturunkeun tina ieu; cahaya kalayan panjang gelombang anu cocog ditambah zat warna sistemik ngarobah paparan anu tadina ngan modulatif jadi fotokimia anu digerakkeun ku fotosensitizer, anu kudu diurus ku tenaga klinis.