Кабуди метиленӣ ва таъсири рӯшноӣ: дарозии мавҷ, зичии тавоноии шуоъафканӣ ва геометрияи таъсиррасонӣ

Ду мақола гузориш медиҳанд, ки кабуди метилениро зери таъсири рӯшноӣ бо 10 J ба ҳар cm мураббаъ қарор додаанд. Дар яке бактерияҳо нобуд мешаванд. Дар дигаре ягон таъсири ченшаванда дида намешавад. Хонандае, ки танҳо вояро муқоиса мекунад, ба хулоса меояд, ки натиҷаҳои ин соҳа носозгоранд. Аммо соҳа созгор аст. Воя ҳеҷ гоҳ тамоми таъсири рӯшноиро ифода намекард.

Таъсири рӯшноӣ низоми хурди параметрҳоест, ки якҷоя амал мекунанд: дарозии мавҷ, зичии тавоноии шуоъафканӣ, давомнокӣ, флюенси ҳосилшуда, дастрасии оксиген, консентратсия ва ҳолати агрегатшавии ранг, фосилаи вақт байни истифодаи ранг ва рӯшноӣ, инчунин роҳи оптикие, ки рӯшноӣ воқеан дар дохили намуна тай мекунад. Якеро тағйир диҳед, фотохимия ҳам тағйир меёбад. Ин мақола ҳар як параметрро баррасӣ карда, сипас фотобиомодулятсия бо рӯшноии наздики инфрасурхро аз фотофаъолсозии мустақими ранг фарқ мекунад, зеро маҳз ин ду низом бештар бо ҳам омехта мешаванд.

Дарозии мавҷ муайян мекунад, ки ранг иштирок мекунад ё не

Кабуди метиленӣ дар об, дар шакли мономер, рӯшноии сурхро сахт ҷабб мекунад: қуллаи ҷаббиш наздики 664 то 665 nm ва китфи спектрӣ дар дарозии кӯтоҳтари мавҷ, наздики 610 nm, ҷойгир аст. Ин китф ҳангоми ба димерҳо ва маҷмӯаҳои калонтар агрегат шудани ранг меафзояд. Коэффисиенти молярии экстинксия дар наздикии қулла тақрибан 65,000 то 85,000 M-1 cm-1 аст, бинобар ин маҳлулҳои микромолярӣ аллакай ранги кабуди хеле пуршиддат доранд. Шарҳи барвақти фотохимияи кабуди метиленӣ бо ДНК ва субстратҳои биологӣ ин рафтори ҷаббиш ва химияи ҳолати барангехтаро, ки баъди он рух медиҳад, сабт мекунад: ҷаббиш молекулаҳоро ба ҳолати кӯтоҳумри синглетӣ мегузаронад; баъдан гузариш ба ҳолати дарозумртари триплетӣ бо ҳосилнокии гузоришшудаи наздик ба 0.5 сурат мегирад. Дар маҳлули ҳавододашуда оксиген ин ҳолатро дар давоми тақрибан 2 микросония хомӯш мекунад.

Маҳз дар ин марҳилаи хомӯшшавӣ ду роҳи фотохимиявӣ аз ҳам ҷудо мешаванд. Дар химияи навъи II ранг дар ҳолати триплетӣ энергияро ба оксигени ҳолати асосӣ интиқол дода, оксигени синглетӣ ҳосил мекунад; ҳосилнокии маъмулан зикршаванда ба 0.52 наздик аст. Дар химияи навъи I триплет ба ҷойи ин электрон ё гидрогенро ба субстрат интиқол дода, радикалҳо, аз ҷумла супероксид ва зарраҳои гидроксилӣ, ҳосил мекунад. Ҳар ду роҳ метавонанд ҳамзамон амал кунанд ва таъсири маъмулии фотодинамикӣ ҳатто ҳангоми саҳм гузоштани навъи I ҳам ба оксиген сахт вобаста мемонад.

Аз ин барои интихоби дарозии мавҷ барои кабуди метиленӣ як қоидаи сода бармеояд. Рӯшноии сурхи тақрибан 630 то 680 nm бо банди ҷаббиши ранг ҳампӯш мешавад; 660 то 665 nm ба максимуми мономер наздик аст. Аз ин рӯ, он метавонад дар ҳар ҷое, ки миқдори назарраси ранг мавҷуд аст, химияи фотосенсибилизаторро ба ҳаракат дарорад. Рӯшноии наздики инфрасурх дар 810 nm аз банди ҷаббиши ҳолати асосӣ хеле берун аст, бинобар ин барои барангезиши мустақими ранг дарозии мавҷи номуносиб мебошад. Консентратсия ин манзараро аз як ҷиҳати воқеӣ мураккаб мекунад: бо афзоиши консентратсия қисми бештари ранг дар шаклҳои димерӣ ва агрегатшуда қарор мегирад. Онҳо ба самти 610 nm ҷабб мекунанд ва самаранокии фотосенсибилизатсияашон ба ҳар молекула пасттар аст, аз ин рӯ ду баробар кардани ранг таъсирро ду баробар намекунад. Шарҳи ҳамроҳ оид ба кабуди метиленӣ ва табобат бо рӯшноии сурх ин қоидаи ҷаббишро ҳамчун шарти пешакии ҳар гуна реаксияи фотосенсибилизатсияшуда баррасӣ мекунад.

Зичии тавоноии шуоъафканӣ, давомнокӣ ва флюенс се параметранд, на якто

Флюенс, бо J ба ҳар cm мураббаъ, ҳосили зарби зичии тавоноии шуоъафканӣ ба вақт аст. Гузориши танҳо флюенс суръати расидани энергияро пинҳон мекунад, ҳол он ки ин суръат аҳамият дорад.

Таъсири кӯтоҳ бо зичии баланди тавоноии шуоъафканӣ ва таъсири дароз бо зичии паст метавонанд флюенси якхела, вале химияи гуногун ба вуҷуд оранд. Зичии баланди тавоноии шуоъафканӣ оксигени ҳалшударо зудтар аз он сарф мекунад, ки диффузия онро барқарор созад. Ин дар ҷараёни таъсиррасонӣ роҳи ба оксиген вобастаи навъи II-ро маҳдуд мекунад. Он инчунин гармӣ медиҳад ва бофта ба гармшавӣ бо тағйири гардиши хун ҷавоб медиҳад, ки ҳам таъминоти оксиген ва ҳам тақсимшавии рангро тағйир медиҳад. Зичии пасти тавоноии шуоъафканӣ дар давоми таъсири дароз таъминоти оксигенро нигоҳ медорад, аммо ба равандҳои барқарорсозӣ ва аз нав бо оксиген таъмин шудан имкон медиҳад, ки дар вақти худи таъсир амал кунанд. Китобҳои дарсии фотохимия фарзияи «танҳо вояи умумӣ муҳим аст»-ро қонуни мутақобилият меноманд. Ҳар вақте ки оксиген, гармшавӣ ё биология иштирок мекунад, ин қонун амал намекунад; дар бофта ин қариб ҳамеша рӯй медиҳад.

Ҳангоми таъсири фотодинамикии зиддимикробӣ бо кабуди метиленӣ дар инсон маъмулан 6 то 18 J ба ҳар cm мураббаъ истифода мешавад, ки бо қиматҳои фотобиомодулятсия ҳампӯш аст. Бинобар ин, танҳо флюенс низомро муайян карда наметавонад. Таъсири 10 J ба ҳар cm мураббаъ дар 660 nm ба бофтаи дорои ранг фотохимияест, ки фотосенсибилизатор ба ҳаракат медарорад. Ҳамин флюенс дар 810 nm ба бофтае, ки миқдори ночизи ранг дорад, чизи тамоман дигар аст. Рақам якхела аст. Мафҳум фарқ мекунад.

Роҳи оптикӣ ва геометрияи намуна муайян мекунанд, ки рӯшноӣ бо чӣ рӯ ба рӯ мешавад

Қонунияти Бер–Ламберт маънои онро дорад, ки қисми пеши намуна нисбат ба қисми қафо рӯшноии хеле бештар мегирад. Дар кюветае, ки консентратсияи ранг даҳҳо микромоляр аст, миллиметри аввал метавонад қисми зиёди рӯшноии сурхи воридшударо ҷабб кунад ва қабатҳои амиқтарро амалан бе таъсири рӯшноӣ гузорад. Ҳамин маҳлулро бо ҳаҷми кам ба чоҳи камчуқур гузаронед ва таъсир қариб яксон мешавад. Ҳамон ранг, ҳамон чароғ, ҳамон флюенс дар сатҳ, аммо натиҷа дигар аст.

Дар бофта ба ҷаббиш парокандашавии рӯшноӣ ҳам илова мешавад. Рӯшноии сурхи наздики 660 nm ба чуқурии тақрибан чанд миллиметр ворид мешавад; чуқурии дақиқро миқдори хун, пигментатсия ва навъи бофта муайян мекунанд. Чоҳҳо артефактҳои худро илова мекунанд: таъсири линзавии мениск, инъикос аз деворҳо, сояафканӣ ба чоҳҳои канорӣ ва гармшавии ҳаҷмҳои хурд дар зери манбаи рӯшноӣ. Ду озмоишгоҳе, ки танзимоти якхелаи чароғ, вале навъҳои гуногуни лавҳа, ҳаҷмҳо ё масофаҳои гуногуни манбаъро гузориш медиҳанд, дар асл таҷрибаҳои гуногун гузарондаанд.

Ба масофа бояд диққати махсус дод, зеро он маъмултарин тағйирёбандаи ногуфта аст. Зичии тавоноии шуоъафканӣ бо дур шудан аз манбаи ғайриколлиматсияшуда босуръат кам мешавад. Аз ин рӯ, аз 2 cm ба 5 cm болотар аз лавҳа кӯчондани чароғ метавонад онро чанд баробар кам кунад, дар ҳоле ки матни бахши усулҳо ҳамоно бетағйир мемонад. Бе чен кардани зичии тавоноии шуоъафканӣ дар сатҳи намуна, флюенсҳои нашршудае, ки аз рӯйи тавоноии эълонкардаи истеҳсолкунанда ҳисоб шудаанд, тахминанд, на натиҷаи ченкунӣ.

Роҳнамои шарҳдори параметрҳо: чӣ таъсири рӯшноиро такроршаванда мегардонад

Маводи аслии ин саҳифа рӯйхати санҷишӣ аст. Ҳар гуна таъсири рӯшноӣ дар таҳқиқот, ки ин маълумотро намеорад, бо таъсири дигар муқоисашаванда нест, ҳарчанд вояи дар сарлавҳа зикршуда монанд намояд.

1. Дарозии мавҷ ва паҳнои банд. Қулла ва паҳнои пурра, на номи ранг. LED-и сурх 630 то 680 nm-ро фаро мегирад, ки дар ин фосила ҷаббиши ранг хеле фарқ мекунад.
2. Зичии тавоноии шуоъафканӣ дар сатҳи намуна, ченшуда, бо mW ба ҳар cm мураббаъ. Тавоноии эълонкардаи истеҳсолкунанда зичии тавоноии шуоъафканӣ нест.
3. Давомнокӣ ва импулсҳо. Таъсиррасонии пайваста ё импулсӣ, аз ҷумла басомади импулсҳо ва ҳиссаи вақти фаъол, дар ҳолатҳои дахлдор.
4. Флюенс, ки аз ҷуфти параметрҳои ченшудаи боло ҳисоб шудааст, бо J ба ҳар cm мураббаъ.
5. Консентратсия, таркиби омодашуда ва ҳолати агрегатшавии ранг. Мономер дар наздикии 664 nm нисбат ба агрегатҳо дар наздикии 610 nm ба таври дигар фотосенсибилизатсия мекунад.
6. Фосилаи байни дору ва рӯшноӣ. Аз дақиқаҳо то соатҳо байни ворид кардани ранг ва шуоъдиҳӣ, ки муайян мекунад ҳангоми расидани рӯшноӣ ранг дар куҷост.
7. Таъминоти оксиген. Маҳлули ҳавододашуда дар муқоиса бо бофтаи гипоксӣ таносуби навъи I ва навъи II-ро мустақиман тағйир медиҳад.
8. Геометрия. Чуқурии намуна, ҳаҷм, навъи зарф, масофа ва кунҷи манбаъ, инчунин чуқурии ҳадаф дар бофта.

Одати муфид ҳангоми хондани мақолаҳо: аввал фосилаи байни дору ва рӯшноиро санҷед. Он ҳадафи тарҳро ошкор мекунад. Дар тарҳҳои фотодинамикӣ бофтаи дорои рангро қасдан шуоъ медиҳанд. Дар тарҳҳои якҷоя метавонанд ин дуро қасдан аз ҳам ҷудо кунанд, чунон ки дар поён омадааст.

Фотобиомодулятсия бо рӯшноии наздики инфрасурх фотофаъолсозии ранг нест

Фотобиомодулятсия, ки маъмулан PBM ихтисор мешавад, рӯшноии сурх ё наздики инфрасурхро барои тағйир додани сигналдиҳии эндогенӣ бе илова кардани фотосенсибилизатор истифода мебарад. Табобати фотодинамикӣ, ки маъмулан PDT ихтисор мешавад, се ҷузъро якҷоя истифода мебарад: рӯшноие, ки сенсибилизатор ҷабб мекунад, худи сенсибилизатор ва оксиген. Инҳо якбора миқдори зиёди зарраҳои реактивиро ҳосил мекунанд, ки ба ҳадаф осеб мерасонанд. Шарҳи митохондрияҳо ҳамчун ҳадафи нейромуҳофизат кабуди метилениро бо PBM якҷоя баррасӣ мекунад, зеро онҳо аз роҳҳои гуногун ба нафаскашии ҳуҷайравӣ таъсир мерасонанд: ранг ҳамчун миёнарави каталитикии даври оксидшавию барқароршавӣ ҷараёни электронҳоро дастгирӣ мекунад, дар ҳоле ки тибқи фарзия PBM ҷудошавии оксиди нитрогени боздорандаро аз ситохром c оксидаза дар Комплекси IV мусоидат мекунад. Ин механизми ферментӣ бояд ҳамоно ҳамчун фарзия нишон дода шавад.

Ду таҳқиқоти якҷоя дар мушҳо, ки бештар истинод мешаванд, ҳар ду рӯшноии 810 nm-ро истифода мебаранд. Маҳз аз ҳамин сабаб онҳо фотофаъолсозии рангро нишон намедиҳанд. Дар таҳқиқоти таъсиррасонии пешакӣ пеш аз маҳрумият аз хоб мушҳо пеш аз маҳрумият ҳар рӯз кабуди метиленӣ ба миқдори 0.5 mg ба ҳар kg, лазери импулсии 810 nm як рӯз дар миён ё ҳар дуро мегирифтанд. Таъсиррасонии пешакии якҷоя рафторҳои вобаста ба хотира ва сафедаҳои синапсии гиппокампро ҳифз кард, дар ҳоле ки таъсиррасониҳои алоҳида асосан натиҷа надоданд. Дар таҳқиқоти стресси музмин бо таъсиррасонии ҳамзамон мушҳо PBM-и 810 nm бо 8 J ба ҳар cm мураббаъ ва ҳамроҳи он ҳар рӯз ранг ба миқдори 0.5 mg ба ҳар kg мегирифтанд. Аввал лазер истифода мешуд ва ранг ду соат баъд тазриқ мегардид, маҳз барои пешгирӣ аз шуоъдиҳии бофтаи дорои ранг. Ҳар се гурӯҳ камбудиҳои омӯзишро бартараф карданд; фоидаи иловашаванда асосан барои кортизоли зардоби хун ва зарраҳои реактивии оксиген дар мағзи сар мушоҳида шуд. Ин натиҷаҳо ду дахолати митохондриалиро, ки якҷоя истифода шудаанд, месанҷанд. Маҷмӯаи таҳқиқоти фотодинамикӣ ин фарқиятро бо сабти дарозии мавҷ барои ҳар нишондод намоён нигоҳ медорад.

Далелҳои марбут ба пӯст дар тарафи дигари ин фарқият қарор доранд. Маълумоти инсонӣ оид ба кабуди метиленӣ бо рӯшноӣ барои пӯст асосан дар 630 то 680 nm, бо истифодаи маҳаллии ранг ё ворид кардани он ба дохили минтақаи осебдида ва бо ҳадафи нобудсозӣ ё бозсозии сохтор ҷамъ шудааст. Ин мувофиқи таъриф PDT аст. Истинод ба чунин бартарафшавӣ ҳамчун далели он ки ранг PBM-ро тақвият медиҳад, ё истинод ба барқароршавӣ дар мушҳо бо 810 nm ҳамчун далели он ки панели 660 nm бо ранг протоколи қобилиятҳои маърифатӣ аст, ин низомҳоро бо ҳам омехта мекунад. Маълумотномаи воягузорӣ ва фармакология ва роҳнамои бехатарӣ ва таъсири мутақобила ҷанбаҳои ин мавзуъро дар бораи консентратсия ва зиддинишондодҳо бештар баррасӣ мекунанд.

Пеш аз муқоисаи рақамҳо мафҳумро муайян кунед. Дарозии мавҷ муайян мекунад, ки ранг рӯшноиро ҷабб мекунад ё не. Зичии тавоноии шуоъафканӣ ва давомнокӣ муайян мекунанд, ки химия бо ин ҷаббиш чӣ мекунад. Геометрия муайян мекунад, ки кадом қисми намуна умуман ин таъсирҳоро мегирад. Ду таъсиррасоние, ки аз рӯйи як параметр мувофиқанду аз рӯйи боқимонда фарқ мекунанд, таҷрибаҳои гуногунанд. Ҳамдигарро ивазкунанда донистани онҳо ҳамон хатоест, ки ин роҳнамо барои пешгирии он таҳия шудааст. Аз ҳеҷ яке аз инҳо протоколи хонагӣ барнамеояд; рӯшноии дарозии мавҷаш мувофиқ дар якҷоягӣ бо ранге, ки ба таври системавӣ ворид шудааст, таъсиреро, ки дар акси ҳол танҳо модулятсионӣ мебуд, ба фотохимияи таҳти таъсири фотосенсибилизатор табдил медиҳад. Ин кор бояд ба дасти мутахассисони клиникӣ гузошта шавад.