Метилен зәңгәре һәм яктылык тәэсире: дулкын озынлыгы, нурланыш куәте тыгызлыгы һәм эшкәртү геометриясе

Ике фәнни мәкаләдә метилен зәңгәренә квадрат cm саен 10 J яктылык белән тәэсир итү турында хәбәр ителә. Берсендә бактерияләр һәлак була. Икенчесендә үлчәп булырлык бернинди үзгәреш тә юк. Дозаны гына чагыштырган укучы бу өлкәдә нәтиҗәләр бер-берсенә каршы килә дигән нәтиҗәгә килә. Өлкәдә каршылык юк. Доза беркайчан да тәэсирнең бөтен асылын билгеләмәгән.

Яктылык тәэсире — бергә эшләүче параметрларның кечкенә системасы: дулкын озынлыгы, нурланыш куәте тыгызлыгы, дәвамлылык, алардан килеп чыккан флюенс, кислородның булуы, буяу концентрациясе һәм агрегация халәте, буяу белән яктылык арасындагы вакыт аралыгы, шулай ук яктылыкның үрнәк эчендә чынлыкта үткән оптик юлы. Берсен үзгәртсәң, фотохимия дә үзгәрә. Бу мәкалә һәр параметрны җентекләп карый, аннары якын инфракызыл фотобиомодуляцияне буяуның турыдан-туры фотоактивациясеннән аера, чөнки нәкъ шушы ике режимны иң еш бутыйлар.

Дулкын озынлыгы буяуның катнашамы-юкмы икәнен билгели

Судагы метилен зәңгәре мономер рәвешендә кызыл яктылыкны көчле йота: йотылу максимумы якынча 664–665 nm тирәсендә, ә кыскарак дулкын озынлыгындагы 610 nm тирәсендә өстәмә иңсә бар. Буяу димерларга һәм зуррак өемнәргә берләшкән саен, бу иңсә үсә. Максимум тирәсендәге моляр экстинкция якынча 65,000–85,000 M-1 cm-1 тәшкил итә, шуңа күрә микромоляр эремәләр үк куе зәңгәр төстә була. Элегрәк чыккан метилен зәңгәренең ДНК һәм биологик субстратлар белән фотохимиясенә күзәтү бу йотылу үзенчәлекләрен һәм аннан соңгы ярсыган халәт химиясен тасвирлый: йотылу кыска гомерле синглет халәтен барлыкка китерә, аннан озаграк яшәүче триплет халәтенә күчеш була. Бу күчешнең хәбәр ителгән чыгышы якынча 0.5; һава белән туендырылган эремәдә триплет халәтен кислород якынча 2 микросекунд эчендә сүндерә.

Нәкъ шушы сүндерү этабында ике фотохимик юл аерыла. II тип химиясендә триплет халәтендәге буяу энергияне төп халәттәге кислородка тапшыра һәм синглет кислород барлыкка китерә; еш китерелә торган чыгыш күрсәткече якынча 0.52. I тип химиясендә исә триплет субстратка электрон яки водород тапшыра, нәтиҗәдә супероксид һәм гидроксил төрләрен дә үз эченә алган радикаллар барлыкка килә. Ике юл да бер үк вакытта бара ала, һәм I тип үз өлешен керткәндә дә гадәти фотодинамик тәэсир кислородка бик нык бәйле булып кала.

Метилен зәңгәре өчен дулкын озынлыгын сайлаганда моның нәтиҗәсе гади кагыйдәгә кайтып кала. Якынча 630–680 nm диапазонындагы кызыл яктылык буяуның йотылу полосасы белән туры килә, ә 660–665 nm мономер максимумына якын. Шуңа күрә сизелерлек күләмдә буяу булган һәр җирдә ул фотосенсибилизатор катнашындагы химияне кузгата ала. 810 nm дагы якын инфракызыл яктылык төп халәтнең йотылу полосасыннан шактый читтә ята, шуңа күрә ул буяуны турыдан-туры ярсыту өчен яраксыз диярлек. Концентрация күренешне бер мөһим яктан катлауландыра: концентрация арткан саен, буяуның күбрәк өлеше 610 nm тирәсендә йота торган димер һәм агрегат рәвешләрендә була. Аларның һәр молекуласы фотосенсибилизациядә азрак нәтиҗәле, шуңа күрә буяу күләмен ике тапкыр арттыру тәэсирне ике тапкыр арттырмый. Метилен зәңгәре һәм кызыл яктылык терапиясе турында бәйле күзәтү бу йотылу кагыйдәсен теләсә нинди фотосенсибилизацияләнгән реакциянең алшарты итеп карый.

Нурланыш куәте тыгызлыгы, дәвамлылык һәм флюенс — бер түгел, өч параметр

Квадрат cm саен J белән белдерелгән флюенс — нурланыш куәте тыгызлыгын вакытка тапкырлау нәтиҗәсе. Флюенсны гына күрсәтү энергиянең нинди тизлек белән килгәнен яшерә, ә бу тизлек мөһим.

Кыска вакытка бирелгән югары нурланыш куәте тыгызлыгы һәм озак вакытка бирелгән түбән нурланыш куәте тыгызлыгы бер үк флюенсны, әмма төрле химик нәтиҗәләрне бирергә мөмкин. Югары нурланыш куәте тыгызлыгында эрегән кислород диффузия аны тулыландырып өлгергәннән тизрәк тотыла. Бу тәэсир итү барышында кислородка бәйле II тип юлын чикли. Ул шулай ук җылылык бирә, ә тукыма җылынуга кан агышын үзгәртеп җавап кайтара; бу кислород белән тәэмин ителешне дә, буяуның таралышын да үзгәртә. Озак вакыт дәвам иткән түбән нурланыш куәте тыгызлыгы кислород белән тәэмин ителешне саклый, әмма торгызу һәм яңадан кислород белән туендыру процессларына тәэсир итүнең үз барышында эшләргә вакыт бирә. Фотохимия дәреслекләре гомуми доза гына әһәмиятле дигән фаразны үзара алыштыру принцибы дип атый. Кислород, җылыну яки биология катнашкан һәр очракта бу принцип үтәлми, ә тукымада бу диярлек һәрвакыт шулай.

Кешеләрдә метилен зәңгәре белән антимикроб фотодинамик тәэсир итүдә гадәттә квадрат cm саен 6–18 J кулланыла; бу фотобиомодуляция күрсәткечләре белән кисешә. Шуңа күрә флюенс үзе генә режимны билгели алмый. Буяу кертелгән тукымага 660 nm да квадрат cm саен 10 J тәэсир итү — фотосенсибилизатор кузгаткан фотохимия. Шул ук флюенс белән 810 nm да буяуның эз күләме генә булган тукымага тәэсир итү — бөтенләй башка нәрсә. Сан бер үк. Төшенчә башка.

Оптик юл һәм үрнәк геометриясе яктылыкның нәрсә белән очрашуын билгели

Бугер–Ламберт–Бер кануны буенча, үрнәкнең алгы өлеше арткы өлешенә караганда күпкә күбрәк яктылык ала. Буяу концентрациясе дистәләрчә микромоляр булган кюветада беренче миллиметр төшкән кызыл яктылыкның күпчелеген йотарга мөмкин, ә тирәнрәк катламнар гамәлдә яктылык тәэсиреннән читтә кала. Шул ук эремәне кечкенә күләмдә сай уемга урнаштырсаң, тәэсир итү бертөрлегә якын була. Буяу шул ук, лампа шул ук, өслектәге флюенс шул ук, нәтиҗә башка.

Тукымада йотылуга яктылыкның таралуы да өстәлә. 660 nm тирәсендәге кызыл яктылык миллиметрлар тәртибендәге тирәнлеккә үтеп керә; төгәл тирәнлек кан күләменә, пигментациягә һәм тукыма төренә бәйле. Уемнар үз артефактларын өсти: менискның линза кебек эшләве, диварлардан чагылу, читтәге уемнарның күләгәләнүе һәм чыганак астында кечкенә күләмнәрнең җылынуы. Лампа көйләүләре бер үк дип хәбәр иткән, ләкин төрле планшет төрләрен, күләмнәрне яки чыганакка кадәр араларны кулланган ике лаборатория төрле тәҗрибәләр үткәргән була.

Арага аерым игътибар кирәк, чөнки ул — иң еш телгә алынмый калган үзгәрешле зурлык. Коллимацияләнмәгән чыганактан ераклашкан саен нурланыш куәте тыгызлыгы тиз кими. Шуңа күрә лампаны планшет өстендәге 2 cm дан 5 cm га күчерү нурланыш куәте тыгызлыгын берничә тапкыр киметергә мөмкин, ә методлар бүлегендәге тасвирлама элеккечә кала. Үрнәк өслегендә нурланыш куәте тыгызлыгы үлчәнмәгән булса, җитештерүченең куәт күрсәткечләреннән исәпләнгән һәм бастырылган флюенслар — үлчәүләр түгел, ә бәяләмәләр.

Аңлатмалы параметрлар кулланмасы: тәэсир итүне нәрсә кабатлана торган итә

Бу битнең махсус материалы — тикшерү исемлеге. Тикшеренүдәге яктылык тәэсире тасвирламасында шушы мәгълүматлар булмаса, төп доза никадәр охшаш күренсә дә, аны башкасы белән чагыштырып булмый.

1. Дулкын озынлыгы һәм спектраль полоса киңлеге. Төс исеме түгел, ә максимум һәм тулы киңлек. Кызыл LED 630–680 nm диапазонын колачлый, ә бу диапазонда буяуның йотылуы бик нык аерыла.
2. Үрнәк өслегендә үлчәнгән нурланыш куәте тыгызлыгы, квадрат cm саен mW белән. Җитештерүче күрсәткән ваттлардагы куәт нурланыш куәте тыгызлыгы түгел.
3. Дәвамлылык һәм импульс режимы. Өзлексез яки импульслы бирү, тиешле очракларда импульс ешлыгы һәм эш циклы да күрсәтелә.
4. Югарыдагы ике үлчәнгән күрсәткечтән исәпләнгән флюенс, квадрат cm саен J белән.
5. Буяу концентрациясе, составы һәм агрегация халәте. 664 nm тирәсендәге мономер 610 nm тирәсендәге агрегатлардан башкача фотосенсибилизацияли.
6. Препарат белән яктылык арасындагы вакыт аралыгы. Буяу кертү белән нурландыру арасындагы минутлардан сәгатьләргә кадәр вакыт яктылык килгәндә буяуның кайда булуын билгели.
7. Кислород белән тәэмин ителеш. Һава белән туендырылган эремә һәм гипоксияле тукыма I һәм II типлар нисбәтен турыдан-туры үзгәртә.
8. Геометрия. Үрнәк тирәнлеге, күләме, савыт төре, чыганакка кадәр ара һәм аның почмагы, шулай ук тукымадагы максат өлешенең тирәнлеге.

Мәкаләләрне укыганда файдалы гадәт: башта препарат белән яктылык арасындагы вакыт аралыгын тикшерегез. Ул ниятне күрсәтә. Фотодинамик тикшеренүләрдә буяу кертелгән тукыма махсус рәвештә нурландырыла. Берләштерелгән тикшеренүләрдә исә, түбәндә күрсәтелгәнчә, бу ике тәэсирне белә торып аерырга мөмкин.

Якын инфракызыл фотобиомодуляция — буяуның фотоактивациясе түгел

Гадәттә PBM дип кыскартылган фотобиомодуляция фотосенсибилизатор өстәмичә, эндоген сигнал тапшыруны үзгәртү өчен кызыл яки якын инфракызыл яктылык куллана. Гадәттә PDT дип кыскартылган фотодинамик терапия өч компонентны бергә куллана: сенсибилизатор йота торган яктылык, сенсибилизатор үзе һәм кислород. Алар максатка зыян китерүче реактив төрләрнең кинәт күпләп барлыкка килүен тәэмин итә. Митохондрияләрне нейросаклау өчен максат итеп караган күзәтү метилен зәңгәрен PBM белән берләштерә, чөнки алар сулыш процессларына төрле яктан тәэсир итеп, бер ноктада очраша: буяу электрон агымын тәэмин итүче катализаторлы оксидлашу-кайтарылу циклы агенты булып эшли, ә PBM IV комплекстагы цитохром c оксидазасыннан аны тоткарлаучы азот монооксидының аерылып китүенә ярдәм итә дип фаразлана. Бу фермент механизмы гипотеза дип билгеләнгән килеш калырга тиеш.

Тычканнарда үткәрелгән, иң еш телгә алына торган ике берләштерелгән тикшеренү дә 810 nm яктылык куллана. Нәкъ шуңа күрә алар буяуның фотоактивациясен күрсәтми. Йокыдан мәхрүм итү алдыннан тәэсир итү тикшеренүендә тычканнарга йокыдан мәхрүм итүгә кадәр көн саен һәр kg га 0.5 mg метилен зәңгәре, көн аралаш 810 nm импульслы лазер яки икесе дә бирелгән. Алдан берләштерелгән тәэсир хәтергә бәйле тәртип күрсәткечләрен һәм гиппокампның синаптик аксымнарын саклаган, ә аерым тәэсирләр күпчелек очракта нәтиҗә бирмәгән. Хроник стресс вакытында бергә дәвалау тикшеренүендә тычканнарга көн саен һәр kg га 0.5 mg буяу белән бергә квадрат cm саен 8 J күләмендә 810 nm PBM бирелгән. Буяу кертелгән тукыманы нурландырмас өчен, махсус рәвештә башта лазер кулланылган, ә буяу ике сәгатьтән соң инъекция белән кертелгән. Өч төркемнең барысында да өйрәнүдәге бозылулар кире кайткан, ә өстәлмә файда нигездә кан сүлендәге кортизол һәм баш миендәге реактив кислород төрләренә караган. Бу нәтиҗәләр бергә кулланылган ике митохондриаль тәэсирне тикшерә. Фотодинамик тикшеренүләр тупланмасы һәр күрсәтмә буенча дулкын озынлыгын теркәп, шушы аерманы ачык күрсәтә.

Тирегә кагылышлы дәлилләр икенче якта тора. Кешеләрдә метилен зәңгәре һәм яктылыкның тирегә тәэсире турындагы мәгълүматлар 630–680 nm диапазонында туплана: буяу тыштан яки зарарланган урын эченә кертелә, ә максат җимерү яки яңадан төзү була. Билгеләмә буенча бу — PDT. Шушы бетерү нәтиҗәсен буяу PBM ны көчәйтә дигән дәлил итеп китерү яки тычканнарда 810 nm белән торгызу нәтиҗәсен 660 nm панель һәм буяу танып белү сәләтләре өчен протокол булып тора дигән дәлил итеп куллану режимнарны бутау була. Дозалау һәм фармакология белешмәлеге, шулай ук куркынычсызлык һәм үзара тәэсирләр кулланмасы бу теманың концентрациягә һәм каршы күрсәтмәләргә кагылышлы өлешләрен алга таба җентекли.

Саннарны чагыштырганчы, төшенчәне атагыз. Дулкын озынлыгы буяуның яктылыкны йотамы-юкмы икәнен билгели. Нурланыш куәте тыгызлыгы һәм дәвамлылык химиянең шул йотылу белән нәрсә эшләвен билгели. Геометрия үрнәкнең кайсы өлеше бу тәэсирне кичерүен билгели. Бер параметр буенча туры килеп, калганнары буенча аерылган ике тәэсир — ике төрле тәҗрибә. Аларны үзара алыштырырлык дип карау — шушы кулланма булдырмаска теләгән хата. Боларның берсеннән дә өй шартларында куллану протоколы килеп чыкмый; дулкын озынлыгы буяуга туры килгән яктылык һәм системалы кертелгән буяу, башка очракта модуляцияләүче генә булган тәэсирне, фотосенсибилизатор кузгаткан фотохимиягә әйләндерә. Ә бу клиник белгечләр кулында булырга тиеш.