Технологические основы создания люминесцентного сенсора для определения тяжелых металлов в белках

• Автор: Наумова, Екатерина Викторовна
• Шифр специальности: 05.27.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 113 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Использованные сокращения

Введение
1. Оптоэлектронные приборы и сенсоры для решения задач люминесцентной спектроскопии в определении тяжелых металлов в белках

1.1. Сенсоры на основе органических молекул в молекулярной электронике

1.1.1. Методы разработки биосенсоров

1.1.2. Органические пленки в молекулярной электронике

1.2. Основы взаимодействия молекул белка с тяжелыми металлами

1.2.1. Белки, структура белков, конформационные изменения

1.2.2. Взаимодействие молекул поверхностно-активных веществ с белками

1.2.3. Влияние тяжелых металлов на структуру белков и их взаимодействие
1.2.4. Взаимодействие молекул белков с квантовыми точками па основе тяжелых металлов
1.3. Анализ существующих методов и устройств регистрации взаимодействий ионов тяжелых металлов с белками, в том числе люминесцентными методами
2. Исследование технологических основ создания люминесцентных сенсоров на основе молекул белков
2.1. Материалы, используемые для создания люминесцентного сенсора
2.2. Методы разработки люминесцентных сенсоров
3. Математическое моделирование основных фотофизических характеристик люминесцентных сенсоров
3.1. Построение математической модели, характеризующей процессы тушения фосфоресценции люминесцентного сенсора
3.2. Исследование влияния параметров импульсных источников возбуждения на кинетику фосфоресценции сенсора

3.3. Исследование влияния параметров настройки портативного импульсного
фосфориметра на точность люминесцентного сенсора
4. Экспериментальное исследование основных характеристик люминесцентных сенсоров
4.1. Описание экспериментальных установок
4.2. Исследование процессов тушения флуоресценции и фосфоресценции люминесцентного сенсора на основе молекулы сывороточного альбумина человека ионами тяжелых металлов
4.3. Исследование процессов тушения флуоресценции и длительных послесвечений люминесцентных сенсоров на основе квантовых точек при взаимодействии с ионами тяжелых металлов и сывороточным альбумином человека
Заключение
Список используемой литературы
Приложения

ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ СОКРАЩЕНИЯ
АСМ - атомно-силовая микроскопия БСА - бычий сывороточный альбумин ДСП - додецилсульфат натрия ЗФ - замедленная флуоресценция КТ - квантовая точка
ОДМАХ - октадекенилдигидроксоэтилметиламмоний хлорид
ПАВ - поверхностно-активные вещества
ПАН - молекула 1-(2-пиридилазо)-2-нафтола
ПАУ - полициклические ароматические углеводороды
ПДК - предельно-допустимые концентрации
САЧ - сывороточный альбумин человека
ТА - тяжелый атом
ТМ - тяжелый металл
ФЭУ - фотоэлектронный умножитель
IП АБ - цстилтримстиламмоний бромид
ЯМР - ядерно-магнитный резонанс
СРРР - зеленый флуоресцирующий белок
РЕЕТ - метод индуктивно-резонансного (ферстеровского) переноса энергии

перемещения кюветы с исследуемым образном сначала иод излучатель, а затем под приемник.
Также известен портативный флуориметр Quantiflour производства Promcga (США) [47J, включающий светодиод, фотоумножитель, 10x10 мм кювету (пластик) и блок обработки данных, подключенный к светодиоду и фотоумножителю. Недостатком данного устройства является нецелесообразность использования фотоумножителя в качестве детектора из-за достаточно больших габаритов. Кроме того, данное устройство предназначено только для определения ДНК.
Определение тяжелых металлов в сыворотке крови с помощью амперометрического биосенсора па основе иммобилизованной дезоксирибонуклеиновой кислоты [3] позволило установить, что амперометрический биосенсор на основе иммобилизованной денатурированной ДНК (д-ИДНК) может служить для определения наличия ионов металлов в биологических объектах, в частности в сыворотке крови, а также для оценки генетической токсичности тяжелых металлов и новым средством экологического контроля по их действию на д-ИДНК. Предложена методика определения наличия ионов тяжелых металлов в сыворотке крови на примере ионов Cd(2+), Pb(2+) и Ре(3+) с помощью БС на основе стационарного ртутно-пленочного электрода (СРПЭ) и д-ИДНК.
Также оценивали возможность использования белковых молекул животных и человека, а так же модельных надмолекулярных систем для биотестирования факторов, загрязняющих окружающую среду 11121. В частности, исследовалась чувствительность сывороточного альбумина (САЧ) к катионам тяжелых металлов: кадмий, цинк, кобальт, медь и свинец.
Исследования показали, что молекула САЧ реагирует конформационными изменениями па присутствие чужеродных соединений в своем микроокружении. Эксперимент проводился с помощью 64-канальиого лазерного спектрометра Malvern Digital Correlator type 7023.