Электронный парамагнитный резонанс в меланопротеиновых волокнах

• Автор: Байтимиров, Дамир Рафисович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 131 с. : ил.

Глава 1. Литературный обзор

1.1. Строение человеческого волоса

1.1.1. Структурно-пространственная организация белков

1.1.2. Строение а-кератина

1.1.3. Строение меланина

1.2. Электронный парамагнитный резонанс в белковых объектах

1.2.1. Радикалы, возникающие под действием излучения высокой энергии

1.2.2. Радикалы, образующиеся при высоких температурах

1.2.3. Радикалы, образующиеся при комнатной температуре

1.2.4. Радикалы, образующиеся при низких температурах

1.3. Современные аспекты изучения биологических структур
Постановка задачи 42>
Глава 2. Методика проведения эксперимента
2.1. Электронный Парамагнитный Резонанс (ЭПР)
2.1.1. Основы теории ЭПР
2.1.2. Низкотемпературные измерения
2.1.3. Параметры спектров ЭПР и извлекаемая из них информация
2.1.3.1. Ширина линии
2.1.3.2. Интенсивность
2.1.3.3. §-фактор
2.1.3.4. Форма линии
2.2. Приготовление образцов
2.3.1. Экспериментальная аппаратура для снятия нагрузочных
характеристик волоса
2.3.2. Экспериментальная аппаратура для снятия нагрузочных
характеристик с использование метода ЭПР

Заключение к главе 2
Глава 3. Идентификация спектров ЭПР меланопротеинового волокна
3.1. ЭПР-спектр сигнала кератина
3.2. Облучение а-кератина волос у-квантами
3.3. Вымывание кератина
3.4 Насыщение ЭПР-сигнала а-кератина
3.5. ЭПР спектр сигнала меланина
3.6. Обесцвечивание волоса
Заключение к главе 3
Глава 4. Температурные исследования меланопротеинового волокна
методом ЭПР
4.1. Температурная эволюция ЭПР-сигнала кератина
4.2. Температурная эволюция ЭПР сигнала меланина
4.3. Механизмы формирования сигнала ЭПР в кератиновой подсистеме волоса
Заключение к главе 4
Глава 5. ЭПР Исследование а-(3 перехода
Заключение к главе 5
Глава 6. Возможность диагностики онкологических заболеваний по волосам методом ЭПР
Заключение к главе 6
Выводы
Список литературы

Актуальность. Человеческий волос представляет собой природное органическое волокно, в состав которого входит белок кератин и биополимер меланин. Учитывая, что данные подсистемы имеют непосредственную связь с процессами, протекающими в организме, волос является важным объектом для научных исследований. Сегодня можно с полной уверенностью утверждать, что методика ЭПР-спектроскопии позволяет более детально изучить специфику этих процессов, проходящих как при формировании волоса (непосредственно в коже), так и процессов проходящих в организме человека в целом. До настоящего времени исследования волос традиционно проводились в двух основных направлениях: косметологическом и медицинском. Медицинское акцентируется не на самом волосе, а, как правило, на биохимических и цитобиологических явлениях, протекающих в волосяной луковице. Терминальные волосяные волокна, являющиеся с точки зрения биологии мертвым клеточным материалом, не рассматривались как объект для полномасштабных физических исследований. Несмотря на то, что волос обладает целым рядом уникальных свойств не отмечено систематического интереса к ним и со стороны специалистов по магнитному резонансу. В качестве исключения можно рассматривать серию работ по ЭПР при фотовозбуждении пигмента и по связи естественной пигментации волос со спектрами различных синтетических меланинов [1,2,3]. Отметим, что волос, представляя собой высокоупорядоченное биоволокно с постоянной скоростью роста, является, по существу, ретроспективным датчиком биохимических процессов в организме за период от недель до нескольких лет. Наглядный пример биоиндикации - седина, когда изменение цвета волос свидетельствует о прекращении синтеза меланинов. Разумно предположить, что современные резонансные методики в состоянии различить более тонкие изменения. Несомненным достоинством самого объекта с точки зрения ЭПР является, в отличие от других биологических тканей, отсутствие в его составе воды.

нагревателя. Первый (испаритель), помещаемый в дьюар с жидким азотом, служит для создания потока паров газа необходимой интенсивности; второй, размещенный непосредственно перед резонатором и регулируемый путем изменения силы тока нагревательного элемента, - для их нагрева. Для определения температуры использовалась термопара Си-Си(Бе), помещенная в резонатор в непосредственной близости от образца. В системе контроля температуры образца и стабилизации ее на заданном уровне напряжение термопары сравнивалось с опорным, а их разница служила сигналом ошибки для регулирования тока нагревательного элемента.
Термопара

Температурный
Рис. 18. Блок-схема системы термостатирования спектрометра ЭПР ЕЯ8-231.
2.1.3. Параметры спектров ЭПР и извлекаемая из них информация
Из спектров электронного парамагнитного поглощения и их температурной эволюции может быть получено много важной физической информации. Ниже приведены основные параметры сигналов ЭПР, представленные на рисунке и обсуждаемые в данной работе: ширина линии,