Самоорганизация в реакциях иммунопреципитации

• Автор: Фёдоров, Алексей Александрович
• Шифр специальности: 01.04.01, 03.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 139 с. : ил.

Глава 1. Иммунопреципитация. Физическая сущность явления самоорганизации

1.1 Взаимодействие белков. Явление иммунопреципитации

1.1.1 Антитела и антигены

1.1.2 Взаимодействие антиген-антитело как частный случай белок-белкового взаимодействия

1.1.2.1 Описание белок-белковых взаимодействий

1.1.2.2 Условие образования белок-белковых комплексов

1.1.2.3 Динамика образования белок-белковых комплексов

1.1.3 Иммунопреципитация в жидкости

1.1.4 Иммунопреципитация в геле. Качественные и количественные методы иммунопреципитации
1.1.5 Автоматизация учета результатов радиальной иммунодиффузии. Анализатор «ИМАТЕСТ 01»
1.1.6 Существующее представление о механизме образования имунопреципитационных узоров
1.2 Самоорганизация. Физическая сущность явления самоорганизации
1.2.1 Мнимая неуниверсальность второго закона термодинамики
1.2.2 Самоорганизация как антиэнтропийный процесс, протекающий в открытой системе
1.2.3 Два подхода к пониманию физической сущности явления самоорганизации и оценке его меры
1.2.3.1 Физическая сущность явления самоорганизации, согласно теории диссипативных структур И.Р. Пригожина
1.2.3.2 Физическая сущность явления самоорганизации, согласно концепции эволюционного катализа А.П. Руденко
1.2.4 Примеры использования теории диссипативных структур и теории эволюционного катализа
1.2.4.1 Теория прогрессивной химической эволюции, основанная на теории эволюционного катализа
1.2.4.2 Б-теорема Ю.Л. Климонтовича
1.2.5 Сопоставление подходов И.Р. Пригожина и А.П. Руденко

1.3 Образование регулярных кольцевых структур в биологических и
* физико-химических системах
1.4 Постановка задачи
Глава 2. Количественная модель радиальной иммунопреципитации
2.1 Реакция иммунопреципитации как простая система реакция-диффузия
2.2 Начальные данные и граничные условия
2.3 Параметры модели
2.3.1 Коэффициенты диффузии
2.3.2 Константы скорости ассоциации и диссоциации
иммуноглобулинов
2.4 Сопоставление результатов моделирования и экспериментальных
данных для
2.4.1 Пространственное распределение комплексов АГ-АТ в процессе диффузии АГ
2.4.2 Распределение комплексов для различных начальных концентраций АГ
2.4.3 Причины и механизм возникновения зоны избытка продукта
* иммунной реакции
2.4.4 Калибровочная кривая. Теоретические данные и эксперимент
2.4.5 Динамика распространения реакционного фронта
2.4.6 Продолжительность движения реакционного фронта
2.5 Сопоставление теоретических и экспериментальных данных для и

2.6 Основные результаты модели реакция-диффузия
Глава 3. Качественная модель иммунопреципитации.
Самоорганизация в процессе радиальной иммунодиффузии
3.1 Качественная модель иммунопреципитации
3.1.1 Продукт иммунной реакции - молекулярные кластеры
3.1.2 Фрактальные кластеры и модели их роста
3.1.3 Выбор модели роста кластеров для описания процесса иммунодиффузии
3.1.4 ОЬА-модель процесса радиальной иммунодиффузии
3.1.5 Программная реализация задачи

3.1.6 Результаты моделирования
3.1.6.1 Пространственное распределение крупных кластеров
3.1.6.2 “Калибровочная кривая”
3.1.7 Механизм образования крупных кластеров в процессе
радиальной иммунодиффузии
3.1.8 DLA-модель двойной иммунодиффузии
3.1.9 Обсуждение результатов
3.2 Возможности модели реакция-диффузия. Имитация реальной фотографии чашки Петри
3.2.1 Математическая основа алгоритма построения модельных фотографий
3.2.2 Программная реализация алгоритма
3.2.3 Обсуждение результатов
2.3.4 Иммунодиффузия при повышенной температуре
3.3 Процесс иммунопреципитации как пример процесса 104 самоорганизации
3.3.1 Иммунопреципитация - самоорганизация или организация?
3.3.2 Оценка степени упорядоченности пространственного распределения продуктов реакции Ю5
3.4 Основные результаты главы 3
Глава 4. Анализатор иммуноактивных молекул «ИМАТЕСТ 01»
4.1 Назначение и области использования анализатора «ИМАТЕСТ 01»
4.2 Функциональная схема анализатора «ИМАТЕСТ 01»
4.3 Программное обеспечение анализатора «ИМАТЕСТ 01»
4.3.1 Алгоритм обработки изображения
4.3.2 Определение концентрации иммуноглобулинов
4.4 Идентификация преципитационных колец
4.4.1 Алгоритм обработки изображения макета анализатора 117 «ИМАТЕСТ» и его недостатки
4.4.2 Новый алгоритм распознавания Immune
4.4.3 Результаты
Заключение
Список основных публикаций по теме диссертации
Список литературы

параметров. Представляется интересным также вопрос об упорядоченности образовавшихся структур.
Таким образом, исследование образования иммунопреципитационных колец представляется интересным не только как основа для определения возможностей разрабатываемого комплекса автоматизированного учета результатов РИД и самого метода РИД, но и как самостоятельное теоретическое исследование. Основная цель настоящей работы состояла в проведении такого исследования.
Практическая цель состояла в исследовании возможностей оптимизации метода радиальной иммунодиффузии и усовершенствования комплекса автоматизированного учета результатов радиальной иммунодиффузии.
1.4 Постановка задачи
Для достижения поставленной цели в рамках диссертации были поставлены следующие задачи:
^ Провести анализ литературных данных по диффузии белков в гелевых средах, необходимых для адекватного моделирования иммунодиффузии.
^ Разработать количественную модель иммунопреципитации в рамках представления иммунной реакции как простой бимолекулярной реакции. Оценить оптимальное время учета результатов радиальной иммунодиффузии при количественном анализе иммуноглобулинов.
>4 Построить качественную модель иммунопреципитации, дающую адекватное представление о причинах визуальной регистрации результата иммунной реакции в гелевой среде.
•/ Определить специфику пространственной самоорганизации продуктов иммунной реакции при радиальной иммунодиффузии.
^ Проверить выбор схемы освещения иммунопреципитационных колец, а также выработать практические рекомендации по совершенствованию комплекса автоматизированного учета результатов радиальной иммунодиффузии.