Прижизненное исследование экзогенной флуоресценции тканей животных методом диффузионной флуоресцентной томографии

• Автор: Ширманова, Марина Вадимовна
• Шифр специальности: 03.00.13, 03.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 158 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. Обзор литературы

1.1. Общие представления о взаимодействии света с

биологическими тканями. Автофлуоресценция

1.2. Экзогенная флуоресценция. Физиологические

механизмы распределения флуорофоров в тканях животных

1.3. Методы исследования флуоресценции тканей животных.

Глава 2. Материалы и методы исследования.

2.1. Объекты исследования

2.2. Флуорофоры

2.3. ДФТустановка.
2.4. Методики исследований.
Глава 3. Результаты и их обсуждение
3.1. Исследование возможностей метода ДФТ для визуализации экзогенной флуоресценции тканей животных.
3.2. Прижизненная визуализация и количественный анализ флуоресценции фотосенсибилизаторов в тканях животных.
3.2.1. Мониторинг распределения фотосенсибилизаторов в
организме здоровых животных i viv методом ДФТ
3.2.2. Количественный анализ экзогенной флуоресценции ткани на
модели локального флуоресцирующего очага.
3.3. Исследование распределения и динамики циркуляции в
организме животных новых флуорофоров методом ДФТ
3.3.1. Мониторинг распределения квантовых точек в
организме животного i viv.
3.3.2. Прижизненное исследование методом ДФТ нового
соединения порфиразиновой природы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
выводы.
СПИСОК ЦИТИРОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


В основе большинства оптических методов исследования лежит взаимодействие падающего света с исследуемой биологической средой, в результате которого изменяются параметры светового потока. Типичными процессами, описывающими взаимодействие света с биологической тканыо, являются отражение, поглощение, рассеяние и переизлучение рис. Рис. Геометрия отражения, поглощения и рассеяния при падении пучка света на тонкий слой вещества . Отражение обусловлено как скачком показателя преломления на границе биообъекта с воздухом, так и обратным рассеянием от глубинных слоев ткани. Поскольку средний показатель преломления ткани больше, чем у воздуха, на границе раздела биообъект воздух часть излучения отражается френслевское отражение, а остальная часть проникает в биоткань. Объемное рассеяние является причиной распроегранения значительной доли излучения в обратном направлении обратное рассеяние . Для большинства внутренних органов животных коэффициент отражения на отдельных длинах волн в видимой и ближней ИК областях составляет , кожный покров человека отражает в видимой области световой энергии. Спектр поглощения ткани определяется типом доминирующих поглощающих центров хромофоров и содержанием воды 9. Абсолютные значения коэффициентов поглощения лежат в пределах 2 4 см1 . Ультрафиолетовое излучение поглощается преимущественно молекулами нуклеиновых кислот, белков и липидов. Свет видимой области спектра преимущественно поглощается хромофорными группами белковых молекул, отчасти кислородом. Наиболее важная роль принадлежит гемоглобину, меланину и ряду ферментов каталаза, супероксиддисмутаза, цитохромоксидаза. Для непигментированных тканей в диапазоне 0 нм поглощение обусловлено главным образом водой, липидами, окси, и дезоксигемоглобином 3, 9, 8. В типичной биоткани, содержащей 8 крови по объему и жира, вклад гемоглобина в общее поглощение составляет от до 6. Основным источником рассеяния света в тканях является различие в значениях показателей преломления отдельных структур, т. Поглощение и рассеяние являются причинами непрозрачности биоткани . Для многих типов тканей в УФ и ИК нм диапазонах спектра преобладает поглощение, а вклад рассеяния сравнительно мал. Излучение данных диапазонов проникает в биоткань неглубоко всего на один или несколько клеточных слоев. Для длин волн 0 0 нм поглощение и рассеяние дают примерно равные вклады в коэффициент пропускания ткани. В диапазоне длин волн 0 нм рассеяние преобладает над поглощением, а глубина проникновения излучения увеличивается 2,9. ИК при длине волны 0 нм до мм и резким снижением до долей миллиметра в дальнем ИК диапазоне. Диапазон электромагнитного излучения от 0 до нм носит название окна прозрачности биологических тканей рис. В данной области кожа и мышцы характеризуются наибольшим пропусканием, тогда как органы с высоким кровенаполнением, например печень и селезенка, имеют наименьшее пропускание изза поглощения излучения окси и дезоксигемоглобином 6. Поглощение молекулой кванта электромагнитного излучения оптического диапазона приводит к переходу электрона из синглетного основного состояния 8о в синглетное возбужденное. Излучение, сопровождающее обратный переход молекулы из синглетного возбужденного состояния в основное называется флуоресценцией. Флуоресценция биологических тканей, обусловленная присутствием различных флуорофоров, являющихся их естественными компонентами, носит название эндогенной, или автофлуоресценции. В литературе указывается, что все ткани животных при возбуждении в УФ и видимом диапазонах обладают флуоресценцией, однако ее спектральные характеристики и интенсивность значительно отличаются и зависят от биохимического состава ткани и метаболических процессов 8. Можно выделить 4 группы молекул, ответственных за автофлуоресценцию. Это аминокислоты и белки, флавины, пиридиниуклсотиды, порфирины 1. Спектры эмиссии основных эндогенных флуорофоров представлены на рис. Рис. Поглощение излучения компонентами тканей животных в ближнем ИК диапазоне 8.