Лазерный мир

Непомнящая Элина Константиновна, Величко Елена Николаевна, Аксёнов Евгений Тимофеевич, Богомаз Татьяна Александровна // Естественные и математические науки в современном мире: сб. ст. по матер. XXVII междунар. науч.-практ. конф. № 2(26). – Новосибирск: СибАК, 2015.

METHOD OF LASER CORRELATION SPECTROSCOPY FOR RESEARCH OF THE COMPLEMENT SYSTEM

АННОТАЦИЯ

Работа посвящена развитию метода лазерной фотон-корреляционной спектроскопии для целей медицинской диагностики. Рассматривается задача исследования белков, составляющих систему комплемента (иммунитет человека), в плазме крови. Представлена схема лазерного корреляционного спектрометра и предложенный алгоритм обработки сигналов. Получены данные по оценке распределения белковых конгломератов по размерам.

ABSTRACT

The development of a laser photon-correlation spectroscopy method for medical diagnostics is considered. The problem of investigation of the blood plasma proteins of a complement system (or person immunity) is discussed. The scheme of photon-correlation spectrometer, algorithm of signal processing and data on protein size distribution are presented.

Известно, что болезни, связанные с нарушением иммунного ответа организма, вызывают изменения состава и динамики активации белков системы комплемента [1—2]. Исследование связанных с этими изменениями параметров позволяет производить диагностику аутоиммунных заболеваний на ранних стадиях, а так же изучать новые лекарственные препараты.

Метод лазерной корреляционной спектроскопии (ЛКС) довольно давно применяется для исследования биологических объектов в естественной среде, однако, ряд трудностей, таких как большая стоимость и отсутствие специализации для изучения динамики активации белковых комплексов [3; 6], заставили отказаться от использования коммерческих приборов на основе лазерной корреляционной спектроскопии. В связи с этим для исследования белков системы комплемента была разработана и создана экспериментальная установка, позволяющая получать сигнал светорассеяния и производить дальнейшую его обработку различными методами (рис. 1). Основными компонентами прибора являются источник излучения — полупроводниковый лазер видимого диапазона длин волн, столик для размещения кюветы с исследуемым объектом, ФЭУ в качестве устройства регистрации рассеянного излучения и компьютер для записи и обработки получаемых сигналов.

Рисунок 1 Схема лабораторной установки для регистрации рассеянного излучения. 1 — источник питания; 2 — полупроводниковый лазер; 3 — фокусирующая линза; 4 — кювета с раствором; 5 — оптическое волокно; 6 — ФЭУ; 7 — источник питания ФЭУ; 8 — осциллограф; 9 — компьютер

Разработанная установка и алгоритм обработки данных позволяют отслеживать распределения белковых конгломератов по размерам в крови человека. Полученные результаты дают возможность в дальнейших исследованиях выявить этапы активации системы комплемента и степень задействования в них отдельных белковых комплексов. Что, в свою очередь, позволит проводить диагностику иммунного ответа организма при различных заболеваниях и оценку эффективности проводимого лечения.

Список литературы:

1.Дубовой Р.М., Алчинова И.Б., Бобровницкий И.П. Взаимосвязь между метаболическими сдвигами и содержанием ряда элементов в биосубстратах человека // Вестник восстановительной медицины. — 2009. — № 2. — С. 42—44.

2.Ковалева О.И., Ушаков А.А., Лебедева М.А. Новые подходы к ранней диагностике заболеваний системы крови // Кремлевская медицина. Клинический вестник. — 2004. — № 3. — С. 11—13.

3.Крылов Б.А., Гришенцев А.Ю., Величко Е.Н. Методы регистрации, обработки и анализа изображений. Учебно-методическое пособие. СПб: СПбГУ ИТМО, 2010. — 60 с.

4.Непомнящая Э.К., Величко Е.Н., Богомаз Т.А., Аксёнов Е.Т. Развитие методов лазерной корреляционной спектроскопии для исследования параметров технических и биологических суспензий // Лазеры. Измерения. Информация, 2014: сб. докладов 24 междунар. конф. Т. 1. СПб: Изд-во Политехн. ун-та, 2014. — с. 295—306.

5.Karganov M., Alchinova I., Arkhipova E., Skalny A.V. Laser Correlation Spectroscopy: Nutritional, Ecological and Toxic Aspects // Biophysics 2012, — 220 p.

6.Nepomnyashchaya E., Velichko E., Aksenov E., Bogomaz T. Optoelectronic method for analysis of biomolecular interaction dynamics // IOP Journal of Physics: Conference Series, Vol. 541. 2014, [электронный ресурс] — Режим доступа. — URL: http://iopscience.iop.org/1742-6596/541/1/012039;jsessionid=55236A64
A6E4D728B03CA3F6F3C385CC.c3 (дата обращения 03.02.2015).

Полное содержание статьи: https://sibac.info/conf/naturscience/xxvii/40920