Влияние растворителя на спектральные свойства коллагена и никотинамидадениндинуклеотида тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.17 ВАК РФ

На правах рукописи

КОНЬКОВА Елена Петровна

ВЛИЯНИЕ РАСТВОРИТЕЛЯ НА СПЕКТРАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА КОЛЛАГЕНА И НИКОТИНАМИДАДЕНИНДИНУКЛЕОТИДА

Специальность 01.04.17 - Химическая физика, горение и взрыв, физика экстремальных состояний вещества

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

о 4 окт т

Волгоград - 2012

005047361

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Волгоградский государственный университет»

Научный руководитель - доктор физико-математических наук, профессор

|Аникеев Борис Васильевич

Научный консультант - доктор физико-математических наук, профессор

Белоненко Михаил Борисович.

Официальные оппоненты: доктор химических наук, доцент

Бабкин Владимир Александрович,

профессор кафедры математических и естественно-научных дисциплин ФГБОУ ВПО «Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет» Себряковский филиал;

кацдвдаг физико-математических наук, доцент

Сыродоев Геннадий Алексеевич,

доцент кафедры общей физики

ФГБОУ ВПО «Волгоградский государственный

социально-педагогический университет».

Ведущая организация Санкт-Петербургский государственный национальный

университет Информационных Технологий, Механики и Оптики.

Защита состоится «12» октября 2012 года в 1522 часов на заседании диссертационного совета Д 212.029.08 при Волгоградском государственном университете по адресу: 400062, г. Волгоград, ул. Богданова, д. 32.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Волгоградский государственный университет».

Автореферат разослан « ^ » сентября 2012 года.

Ученый секретарь

диссертационного совета

доктор физико-математических наук

В.А. Михайлова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Развитие патологического процесса сопровождается изменением содержания всегда присутствующих в биоткани флуорохромов: коллагена, никотинамидадениндинуклеотида и флавинадениндинуклеотида. Коллаген является структурным белком биоткани. Коферменты никотинадениндинуклеотид и флавинадениндинуклеотид участвуют в обеспечении клетки энергией. Все клеточные процессы протекают в присутствии воды, естественного растворителя биоткани. Исследование спектральных свойств данных флуорохромов в воде, чье содержание меняется в процессе жизнедеятельности клеток, имеет фундаментальное значение, являясь частью общей проблемы биологического действия слабых физико-химических факторов.

Цель работы - исследование влияния флуктуаций молекул воды на УФ-видимые спектры коллагена и никотинамидадениндинуклеотида.

Научная новизна:

1. Конфигурационное уширение первого синглетного перехода у фенилаланила (~20нм), пролила (~30нм) и гистидила (~40нм) проявляется слабее, чем у гли-цила (~100нм), глутамила (~100нм) и метионила (~120нм).

2. Увеличение полярности фенилаланила, пролила, гистидила, глицила, глутамила и метионила приводит к батохромным сдвигам их первых синглетных пре-ходов.

3. В результате понижения порядка связи с атомом азота пиридинильного кольца у никотинамида исчезает поглощение в области 260нм и появляется поглощение в области 340нм.

4. Флуюуационное движение молекул воды в ближайшем окружении комплекса "аденин-восстановленный никотинамид" приводит к изменению энергий нижних электронных состояний аденина и восстановленного никотинамида и дело-кализации возбуждения между ними.

5. Разложение спектра флуоресценции биоткани по истинным контурам флуоресценции коллагена, никотинамидадениндинуклеотида восстановленного и флавинадениндинуклеотида позволяет учесть немонотонный характер их флуоресценции и избежать неоднозначности, возникающей при использовании их натурных контуров.

Достоверность. Исходя из главных физических принципов, ограничений и допущений квантовой химии, путем собственных численных экспериментов и анализа данных независимых исследований устанавливались границы применения конкретного квантово-химического метода, оценивалась погрешность проводимых расчетов. Выявлялись условия, при которых простые подходы обеспечивают правильный результат, и случаи, требующие перехода к более высокому уровню приближения. Формировалось знание того, какие параметры и каких молекул следует вычислять конкретным методом. В итоге выбор моделей, приближений, задание исходных данных в численных экспериментах осуществлены на основе по-

з

ниманш достоинств и недостатков использованных методов. Для полученных численных результатов проведены широкая апробация, критическое соотнесение с результатами имеющихся натурных экспериментов и известными литературными данными.

Научная и практическая значимость. Решена задача по повышению уровня достоверности спектральных исследований биоткани, имеющая существенное значение для флуоресцентной диагностики.

Положения, выносимые на защиту:

1. Доминирующие в комплексе "аденин-восстановленный никотинамид" силы имеют ван-дер-ваальсову природу.

2. Безызлучательный перенос энергии возбуждения в комплексе осуществляется по индуктивно-резонансному механизму.

3. В молекуле никотинамидадениндинуклеотида возможно существование направленного синглет-синглетного переноса энергии возбуждения от аденина к восстановленному никотинамиду.

Апробация результатов проведена на международных конференциях: «БРМ» (Саратов, 2006, 2009); «Лазеры. Измерения. Информация» (Санкт-Петербург, 2009-2010); «Лазерно-информационные технологии в медицине, биологии и геоэкологии» (Новороссийск, 2009-2010); «Евразийский конгресс по медицинской физике и инженерии» (Москва, 2010); «Современные проблемы молекулярной биофизики» (Санкт-Петербург, 2011).

Личный вклад автора. Выбор направления исследования определялся совместно с научным руководителем. Результаты получены автором лично. Анализ и интерпретация результатов осуществлялись совместно с научным руководителем и консультантом. Положения диссертации опубликованы автором лично и в соавторстве.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 142 страницах машинописного текста, содержит 7 таблиц, 64 рисунка и состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной отечественной и иностранной литературы, включающего 115 наименований.

Публикации. Основные результаты и выводы диссертации изложены в 6 статьях отечественных изданий из перечня ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание учёной степени кандидата наук.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение кратко информирует о причинах, основных этапах и результатах проведенного научного поиска.

В первой главе «Объект и методы исследования» представлены сведения об объекте исследования и использованных квантово-химических методах.

Вторая глава «Спектр поглощения коллагена в присутствии воды» посвящена исследованию спектральных характеристик коллагена в присутствии воды.

В настоящее время отсутствует возможность построения гамильтониана, в явном виде учитывающего геометрию устойчивого состояния макромолекулы белка, отвечающую конкретным условиям натурного эксперимента. С другой стороны, выделение в структуре макромолекулы минимальных структурных единиц, субъединиц, сохраняющих ее основные свойства, является общепринятым приемом. В настоящей работе данный прием предлагается для исследования спектральных характеристик белка в естественных условиях водного окружения. Таким образом, с сохранением характерной Рис. 1. Электронный спектр поглощения ¿ля стандартных методов точности обеспе-одиночной молекулы коллагена (сверху) чивается массовость применения и макси-и первые синглетные переходы остатков мальная простота расчета при минимально (снизу) с учетом кратности возможных затратах времени и ресурсов

персонального компьютера. Стандартные МО ЛКАО методы изначально исходят из делокализованной природы молекулярных орбиталей, поэтому разумным критерием фрагментации органических молекул представляется сохранение целостности структур сопряженных углеводородов: исключается перекос в сторону переоценки эффекта локализации и недоучета — делокализации. С учетом сказанного электронный спектр поглощения коллагена представлялся суперпозицией рассчитанных в неэмпирическом приближении электронных спектров аминокислотных остатков с учетом кратности их повторения в составе макромолекулы. В полуэмпирическом приближении рассчитаны (рис. 1) вероятности и длины волн первых синглетных переходов остатков. Из рис. 1 видно, что наиболее вероятные переходы в УФ-видимой области принадлежат фенилаланилу, пролилу, гистидилу, глицину, глутамилу и метионилу, вследствие чего они являются преимущественно определяющими флуоресцентные свойства коллагена, спектрально значимыми. Поскольку в результате естественного отбора сохранились структуры оптимальные для выполнения своих специфических функций, можно ставить вопрос о биологическом смысле данных остатков. При решении прикладных задач, представляющих научный интерес для создания новых технологий в медицине, важно проследить тенденции формирования спектра макромолекулы коллагена в зависимости от водного окружения каждого спектрально значимого остатка и выявить взаимосвязь: геометрия —» спектроскопические характеристики —+ физиологические функции. В полуэмпирическом приближении рассчитаны (рис. 2) длины волн первых синглетных переходов значимых остатков в растворе с различной концентрацией. В результате локальных флук-туаций формируются различные конфигурации водного окружения остатка,

по 0.5

105

150

£

:оо зоо

ДЛИНА ВОЛНЫ (НМ)

550

вследствие чего наблюдается конфигурационное уширение, которое характеризуется среднеквадратичным отклонением длины волны от усредненного по конфигурациям значения. Из рис. 2 видно, что конфигурационное уширение первого синглетного перехода у фенилаланила (~20нм), пролила (~30нм) и гистидила (~40нм) проявляется слабее, чем у глицила (~100нм), глутамила (~100нм) и метионила (~120нм).

ккцопвод« т

с-с-----Н

V»

гоютлглцияоч

------к—с —с-----н

I

н-с-н

н н о I I I

—л—с-с----

и 2 Я С Я 60 Л

кощолрлшжи)

Рис. 2. Зависимости длин волн первых синглетных переходов: глицила, метионила, глутамила (слева); пролила, гистидила, фенилаланила (справа) от концентрации раствора

Объясняется данный факт следующим образом. При наличии в структуре растворенной молекулы цикла, определяющего я—>71*-переходы в УФ-видимой области, внутри цикла, в отличие от линейной молекулы, имеется область пространства, не доступная для молекул растворителя. Таким образом, меньшее влияние растворителя на фенилаланил, пролил и гистидил обусловлено присутствием циклов в их структуре, в отличие от глицила, глутамила и метионила. Изменение конфигу-

ЧИСЛО МОЛЕКУЛ ЮДЫ НА МОЛЕКУЛУ ОСТАТКА

КШЦШТТАЦИЯ РАСТВОРА <*)

Рис. 3. Аппроксимация зависимостей дипольного момента и длины волны первого синглетного перехода глицила от концентрации раствора

рации молекул воды влечет изменение в распределении векторов дипольных моментов растворенных остатков. В свою очередь увеличение полярности фенилаланила, пролила, гистидила, глицила (рис. 3), глутамила и метионила приводит к батохромным сдвигам их первых синглетных переходов. Переход электрона на более высокий уровень при поглощении есть отдаление части отрицательного заряда в общем нейтральной молекулы остатка от положительного. Очевидно, что при большем пространственном разнесении разноименных зарядов отдаление осуществляется с меньшими затратами поглощаемой энергии. Таким образом, длины волн первых синглетных переходов фенилаланила. пролила, гистидила, глицила, глутамила и метионила пропорциональны их дипольным моментам.

В третьей главе «Спектр поглощения восстановленной формы никотинами-дадениндинуклеотида в присутствии воды» исследуются спектральные характеристики никотинамидадениндинуклеотида восстановленного. Имеющие более двух сопряженных двойных связей молекулы поглощают в области 260нм. Численный эксперимент показал, что в результате понижения порядка связи с атомом азота пиридинильного кольца у никотинамида исчезает поглощение в области 260нм и появляется поглощение в области 340нм. Таким образом, наличие или отсутствие двойной связи с атомом азота пиридинильного кольца определяет поглощение никотинамида в ультрафиолетовой или видимой области соответственно. Путем постепенного уменьшения размеров фрагментов никотинамидадениндинуклеотида восстановленного установлено, что его субъединицами в ближней УФ и видимой области являются аденин и восстановленный никотинамид. Ab initio спектр никотинамидадениндинуклеотида восстановленного использовался (рис. 4) для тестирования полуэмпирических спектров субъединиц. Затем полуэмпирическое приближение применялось при расчете спектров сольватированных субъединиц. Моделирование периодических граничных условий соответствовало непрерывным с постоянной плотностью макроскопическим условиям натурного эксперимента. Из рис. 4 видно, что присутствуют обычные для аденина (200, 260 и 270нм) и никотинамида (230 и 260нм) области поглощения. При малых (~10А) расстояниях между молекулами большую вероятность приобретает процесс коплексообразова-ния. Характерные переходы никотинамидадениндинуклеотида восстановленного на 291 и 425 нм трактовались как проявление комплексообразования аденина и восстановленного никотинамида. Расчет электронных переходов при правильно

заданной геометрии системы гораздо проще определения геометрии. Если локальному и глобальному минимуму отвечают схожие геометрии, то флуктуация энергии системы приведет к переходу в глобальный минимум. Иначе - переход за время наблюдения произойти не успеет, что ставит под сомнение корректность расчетов. В данной ситуации представляется полезным предложенный статистический подход к проблеме. Раствор уподоблялся набору комплексов в различных конфигурациях, образующихся за счет флуктуацион-ного движения молекул воды в ближайшем окружении каждого комплекса, что в численном эксперименте обеспечивалось за счет различных концентраций. Оптимальная стратегия численного эксперимента должна моделировать естественные условия натурного эксперимента. В натурном эксперименте необходимым условием взаимодействия органических молекул является пространственное соответствие. Именно взаимодействие органических молекул с молекулами воды в своем ближайшем окружении, число которых не постоянно, придает им соответствующую форму. Поскольку для комплексования необходимо эффективное расстояние, моделировался достаточно трированный раствор. Наличие общей сольватной оболочки (молекулы воды не проникают между аденином и никотинамидом) свидетельствовало о соблюдении естественных условий. Рибоза и остаток фосфорной кислоты, удерживавшие субъединицы на естественном расстоянии, не включались (рис. 5) в расчет. Взаимное сопоставление полученных в разных полуэмпирических приближениях результатов расчетов позволило выбрать приближение, обеспечившее для характерных переходов наилучшее совпадение с данными ab initio расчета.

440

_ 260 280 300 320 340 360 3!

ДЛИНА ВОЛНЫ (НМ) Рис. 4. Сопоставление натурных спектров с рассчитанными электронными: аденина, никотинамида, восстановленного никотинамида и никотинамидадениндинуклеотида

> 1

4

о --як

>

г \ <

к

Рис. 5. Периодическая ячейка с никотинами-дадениндинуклеотидом восстановленным при концентрации раствора 50 % (слева) и 51 % (справа)

Зависимости длин волн первых синглетных переходов комплекса и образующих его субъединиц от концентрации водного раствора представлены на рис. 6. Для каждой концентрации проводилась минимизация энергии. Предлагается следующая статистическая интерпретация. Поскольку в натурном эксперименте наблюдаются усредненные значения, отвечающие геометрии системы,

поои0вп цПраапппо00о00пппоапппоо°ооаардпос) аппп ооп □

300 -250

* V !

®

4 > I

я) 24 28 32 36 40 44 48 52 56 60 64 68 72 1

КОНЦЕНТРАЦИЯ РАСТВОРА (%)

Рис. 6. Зависимости длин волн первых синглетных переходов восстановленного никотинамида (длинноволновый), аденина (коротковолновый) и их комплекса от концентрации раствора

близкой к равновесной, различные конфигурации моделировали непрерывно меняющуюся в естественных условиях форму никотинамидадениндинуклеотида. Вода является полярным растворителем,

и обе субъединицы имеют активную N—Н-группу, что говорит о возможности усиления процесса комплексооб-разования в результате специфических взаимодействий. Однако между аденином и восстановленным никотин-амидом не образовывались ни прямые водородные связи, ни мостики из молекул воды. Очевидно, что доминирующие в комплексе "аденин-восстановленный ни-котинамид" силы имеют ван-дер-ваальсову природу. Численный эксперимент показал, что флуктуационное движение молекул воды в ближайшем окружении комплекса "аденин-восстановленный никотин-амид" приводит к изменению энергий нижних электронных состояний аденина и восстановленного никотинамида. Известно, что если в элементарной ячейке содержится несколько молекул, то их

450 500

ДЛИНАВОЛНЫ(НМ)

Рис. 7. Разложение по спектрам НАДН, ФАД, коллагена экспериментального спектра флуоресценции образца цервикальной ткани шейки матки при эктопии

взаимодействие приводит к переходу электронного возбуждения из одной группы молекул в другую в пределах элементарной ячейки. Аналогично, колебания возбужденного электронного поля аденина воспринимаются восстановленным нико-тинамидом, что приводит к переносу электронного возбуждения.

норма эктопия лейкоплакия НРУ пеоплазия П неоплазия Ш

Рис. 8. Вклады коллагена, НАДН и ФАД в спектр флуоресценции цервикальной ткани в зависимости от ее состояния

Таким образом, характер зависимости длины волны первого синглетного перехода комплекса "аденин-восстановленный никотинамид" от концентрации водного раствора объясняется экситонной теорией. Перенос обусловлен взаимодействием мгновенных диполей, наведенных за счет колебаний зарядовой плотности в комплексе; безызлучательный (значительные концентрации раствора) перенос энергии возбуждения в комплексе осуществляется по индуктивно-резонансному (электронные облака не перекрываются) механизму и делокализует возбуждение. В результате образуется комплексное возбужденное состояние - экситон. Возбуждение делокализуется между аденином и восстановленным никотинамидом в неравной степени. Поэтому, рассчитывая длину волны первого синглетного перехода комплекса при заданной концентрации раствора, мы определяем субъединицу, на которой возбуждение при заданной конфигурации комплекса локализуется в большей степени. Из рис. 6 видно, что возбуждение чаще локализовалось на никотинамиде. Кроме того, вероятность направленного переноса энергии от коротковолновых к

Таблица 1. Отношения вкладов коллагена, НАДН и ФАД в зависимости от состояния цервикальной ткани

состояние ФАД НАДН ФАД коллаген НАДН

коллаген

норма 0,6±0,04 03±0,01 0,5±0,03

эктопия 0,5±0,04 0Д±0,01 0,4±0,03

лейкоплакия 0,7±0,01 1Д±0,02 1,5±0,02

НРУ 2,0±0,60 1,4±0,2 ОЛ±ОДО

неоплазия П 1Д 0,9 0,8

неоплазия Ш и 1,5 1,0

длинноволновым поглощающим центрам у гетероциклических соединений коррелирует с вероятностями соответствующих электронных переходов. В свою очередь, из рис. 4 видно, что вероятность перехода на 425нм выше, чем на 291нм. Таким образом, в молекуле никотинамидадениндинуклеотида возможно существование направленного синглет-синглетного переноса энергии возбуждения от аде-нина к восстановленному никотинамиду.

Четвертая глава «Флуоресцентная диагностика биоткани по отношению истинных вкладов коллагена, никотинамидадениндинуклеотида и флавинаденинди-

нуклеотида» демонстрирует возможности применения результатов на практике. Контурный анализ спектров флуоресценции биоткани путем разложения по гаус-совым-лоренцевым кривым или натурным контурам флуорофоров не позволяет достоверно определить вклад флуорофоров в наблюдаемый спектр, поскольку кривая моделирует только а данные по максимумам и

28% '32%

1ад1

(2%

•ад!

фад

30%

шЁ

растройство гастрит полипа) рак

Рис. 9. Вклады коллагена, НАДН и ФАД в спектр флуоресценции слизистой оболочки желудка при различных стадиях поражения

часть, приходящуюся на максимум интенсивности, формам натурных контуров весьма противоречивы. Неоднозначность возникает в результате разной спектральной чувствительности, передаточной функции и разрешающей способности приборов, используемых разными авторами. Разложение спектра флуоресценции биоткани по истинным контурам флуоресценции коллагена, никотинамидадениндинуклеотида восстановленного и флавинадениндинукле-

отида позволяет (рис. 7) учесть неТаблица 2. Отношения вкладов коллагена, НАДН и ФАД при различных стадиях поражения слизистой оболочки желудка

монотонный характер их флуоресценции и избежать неоднозначности, возникающей при использовании их натурных контуров. Контуры флуоресценции коллагена, никотинамидадениндинуклеотида восстановленного (НАДН) и флавин-адениндинуклеотида (ФАД) воспроизводились из контуров поглощения с помощью соотношения Степанова. Расчет электронных спектров поглощения являлся первым приближением. Электронно-конфигурационные полосы представлялись в виде гауссовых

поражение ФАД НАДН ФАД коллаген НАДН коллаген

расстройство 0,02 0,1 5,5

гастрит 0,3 0,4 1.7

полипоз 2,8 1 а 0,4

рак 0,5 0,5 М

кривых с шириной ЮОнм. Таким образом, контуры флуоресценции коллагена, НАДН и ФАД воспроизводились из однозначных аналитических зависимостей, что свидетельствует о корректности решения обратной спектральной задачи. При этом отсутствовала необходимость привлекать дополнительные сведения об объекте, возникающая при использовании натурных контуров, получаемых со случайными ошибками и в различных условиях. Следовательно, найденные истинные контуры флуоресценции коллагена, никотинамидадениндинуклеотида восстановленного и флавинадениндинуклеотида являются (рис. 8-9) достоверно информативными спектральными характеристиками. Использующая линейную комбинацию истинных контуров коллагена, НАДН и ФАД наилучшая аппроксимация получена для спектров флуоресценции от здоровых и находившихся в состоянии разной степени тяжести цервикальных тканей шейки матки [4], [5] и слизистой оболочки антрального отдела желудка [6]. Выявлены значимые различия отношений интенсивностей флуоресценции коллагена, НАДН и ФАД при рассмотренных

состояниях (табл. 1-2).

В заключении перечислены основные результаты и выводы диссертации:

1. Меньшее влияние растворителя на фенилаланил, пролил и гистидил обусловлено присутствием циклов в их структуре, в отличие от глицила, глутамила и метионила.

2. Длины волн первых синглетных переходов фенилаланила, пролила, гистидила, глицила, глутамила и метионила пропорциональны их дипольным моментам.

3. Наличие или отсутствие двойной связи с атомом азота пиридинильного кольца определяет поглощение никотинамида в ультрафиолетовой или видимой области соответственно.

4. Характер зависимости длины волны первого синглетного перехода комплекса "аденин-восстановленный никотинамид" от концентрации водного раствора объясняется экситонной теорией.

5. Истинные контура флуоресценции коллагена, никотинамидадениндинуклеотида восстановленного и флавинадениндинуклеотида являются достоверно информативными спектральными характеристиками.

СПИСОК ЦИТИРОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. http://chem.donnu.edu.ua/student/methodic/phys_methods/chapter2_2.html

2. Михайловуло К.И., Серченя Т.С., Киселева Е.П. и др. Взаимодействие молекул неоникотиноида имидаклоприда и его структурных аналогов с сывороточным альбумином человека // Журнал прикладной спектроскопии. - 2008. -Т. 75, № 6.-С. 859-866.

3. http://www.stolaf.edu/people/muth/Appendix%20III.pdf

4. Chernova S.P., Kasimov O.V.; Kuznetsova L.M. et al. Ex vivo and phantom fluorescence spectra of human cervical tissue // Proceedings of SPIE. - 2000. - V. 4001. -P. 290-298.

5. Тучин B.B. Лазеры и волоконная оптика в биомедицинских исследованиях. -Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1984.

6. Гираев K.M., Ашурбеков H.A., Меджидов Р.Т. Стационарная спектроскопия биотканей in vivo: флуоресцентные исследования некоторых патологических состояний // Оптика и спектроскопия. - 2003. - Т. 95, № 5. - С. 874.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Конькова, Е.П. Уширение и сдвиг длинноволновой полосы поглощения аминокислот в полярном растворителе / Е.П. Конькова, Р.Ш. Затрудина // Вестник СПбГУ. Сер. 4. Физика. Химия.-2011.-Вып. 4.-С. 139-144.

2. Конькова, Е.П. Пофрагментный метод в теории электронных спектров растворов биополимеров / Р.Ш. Затрудина, Е.П. Конькова // Химическая физика и мезоскопия. - 2011. - Т. 13, № 4. - С. 577-586.

3. Конькова, Е.П. Влияние воды на проявление внутримолекулярных взаимодействий в молекуле NADH / Е.П. Конькова, Р.Ш. Затрудина // Вестник СПбГУ. Сер. 4. Физика. Химия. - 2011. - Вып. 4. - С. 145-151.

4. Конькова, Е.П. Спектр поглощения NADH как суперпозиция спектров аденина и никотинамида / [Б.В. Аникеев], Р.Ш. Затрудина, Е.П. Конькова // Химическая физика и мезоскопия. - 2011. - Т. 13, № 3. - С. 425-431.

5. Конькова, Е.П. Спектр поглощения НАДН по данным эксперимента и кванто-во-химического расчета / Е.П. Конькова // Научно-технический вестник СПбГУ ИТМО. - 2011. - Т. 76, Вып. 6. - С. 88-92.

6. Конькова, Е.П. Перенос энергии в молекуле НАДН / Е.П. Конькова, М.Б. Бе-лоненко // Наносистемы: физика, химия, математика - 2012. - Т. 3 № 3 - С 69-75.

Подписано в печать 03.09.2012 г. Формат 60x84/16. Бумага офсетная. Гарнитура Тайме. Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ 186.

Издательство Волгоградского государственного университета. 400062 Волгоград, просп. Университетский, 100. E-mail: izvolgu@volsu.ru

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Объект исследования - биоткань.

1.1.1 Структурный белок биоткани коллаген.

1.12 Естественный растворитель биоткани вода.

1.13 Кофермешы биоткани нжотнамидадениндднуклеотид и флавинадениндинуклеогид.

12 Метод исследования - численный эксперимент.

12.1 Расчет электронного спектра многоатомной молекулы.

122 Расчет колебательного спектра многоатомной молекулы.

123 Пофрагментный расчет спектров многоатомной молекулы.

ГЛАВА 2. СПЕКТР ПОГЛОЩЕНИЯ КОЛЛАГЕНА В ПРИСУТСТВИИ ВОДЫ 2.1 Расчет электронного спектра коллагена аминокислотными остатками.

22 Спектрально значимые остатки.

22.1 Оценка конфигурационного уширения уровней.

222 Зависимости дипольных моментов от концентрации раствора.

23 Сравнение с результатами натурных экспериментов.

2.4 Выводы.

ГЛАВА 3. СПЕКТР ПОГЛОЩЕНИЯ ВОССТАНОВЛЕННОЙ ФОРМЫ НИКОТИНАМИДАДЕНИНДИНУКЛЕОТИДА В ПРИСУТСТВИИ ВОДЫ 3.1 Субъединицы НАДН: аденин и восстановленный никотинамид.

32 Роль локальных фпуюуаций молекул растворителя в переносе энергии возбуждения.

33 Сравнение с результатами натурных экспериментов.

3.4 Выводы.

ГЛАВА 4. ФЛУОРЕСЦЕНТНАЯ ДИАГНОСТИКА БИОТКАНИ ПО

ОТНОШЕНИЮ ИСТИННЫХ ВКЛАДОВ КОЛЛАГЕНА, НАДН И ФАД

4.1 Практические аспекты флуоресцентных измерений.

42 Расчет истинных контуров флуоресценции и вкладов коллагена, НАДН и ФАД.

43 Количественный анализ натурных спектров флуоресценции биоткани по истинным вкладам. Л 09 4.4 Выводы.

Актуальность. Развитие патологического процесса сопровождается [1] изменением содержания всегда присутствующих в биоткани флуорохромов: коллагена, восстановленной формы никотинамидадениндинуклеотида (НАДН) и окисленной формы флавинадениндинуклеотида (ФАД). Коллаген является структурным белком биоткани. Коферменты никотинадениндинуклеотид и флавинадениндинуклеотид участвуют в обеспечении клетки энергией. Все клеточные процессы протекают в присутствии воды, естественного растворителя биоткани.

Диагностика заболеваний биоткани основывается на гистологическом или спектроскопическом исследовании. Гистологическое исследование предусматривает взятие образца in vitro. Методики препарирования биоткани, фиксации образца в измерительном приборе и др. приводят [2] к существенному искажению данных. Искажение данных спектроскопического исследования также обусловливается рядом причин. Вот только некоторые из них:

1. испускаемые различными участками образца излучения дают [3] неодинаковый вклад в сигнал детектора при различной геометрии эксперимента и вследствие неоднородностей в образце;

2. чувствительность волоконно-оптических датчиков не одинакова [4] в объеме образца;

3. область детектирования включает в себя кровеносные сосуды, а процесс агрегации эритроцитов приводит [5] к значительному изменению оптических характеристик крови;

4. публикуемые значения оптических параметров биоткани имеют [4, 6-9] существенные расхождения, поскольку техника и технологии определения оптических параметров продолжают [3, 10-18] совершенствоваться.

Отдельно отметим, что на сегодняшний день отсутствует полноценная система метрологического обеспечения, как спектральных приборов, так и' методик измерений. В связи с этим, различия в показаниях приборов и погрешности измерений находятся [19, 20] на уровне не менее 50% от измеряемой величины.

С другой стороны, самостоятельным и всесторонне используемым на практике методом исследования является численный эксперимент. Исследование спектральных свойств упомянутых выше флуорохромов в воде, чье содержание меняется в процессе жизнедеятельности клеток, имеет фундаментальное значение, являясь частью общей проблемы биологического действия слабых физико-химических факторов. В силу специфики, на сегодняшний день, именно квантовохимические расчеты играют [21] определяющую роль при исследовании влияния среды на молекулу. В свою очередь, возможность реализации расчетов на персональном компьютере делает их массовыми, что позволяет существенно повысить достоверность натурных спектроскопических исследований.

Эти факты выдвигают данную работу в категорию наиболее актуальных. Цель работы - исследование влияния флуктуаций молекул воды на УФ-видимые спектры коллагена и никотинамидадениндинуклеотида. Научная новизна:

1. Конфигурационное уширение первого синглетного перехода у фенилаланила (~20нм), пролила (~30нм) и гистидила (~40нм) проявляется слабее, чем у глицила (~100нм), глутамила (~100нм) и метионила (~120нм).

2. Увеличение полярности фенилаланила, пролила, гистидила, глицила, глутамила и метионила приводит к батохромным сдвигам их первых синглетных преходов.

3. В результате понижения порядка связи с атомом азота пиридинильного кольца у никотинамида исчезает поглощение в области 260нм и появляется поглощение в области 340нм.

4. Флуктуационное движение молекул воды в ближайшем окружении комплекса "аденин-восстановленный никотинамид" приводит к изменению энергий нижних электронных состояний аденина и восстановленного никотинамида и делокализации возбуждения между ними.

5. Разложение спектра флуоресценции биоткани по истинным контурам флуоресценции коллагена, никотинамидадениндинуклеотида восстановленного и флавинадениндинуклеотида позволяет учесть немонотонный характер их флуоресценции и избежать неоднозначности, возникающей при использовании их натурных контуров.

Достоверность. Исходя из главных физических принципов, ограничений и допущений квантовой химии, путем собственных численных экспериментов и анализа данных независимых исследований устанавливались границы применения конкретного квантово-химического метода, оценивалась погрешность проводимых расчетов. Выявлялись условия, при которых простые подходы обеспечивают правильный результат, и случаи, требующие перехода к более высокому уровню приближения. Формировалось знание того, какие параметры и каких молекул следует вычислять конкретным методом. В итоге выбор моделей, приближений, задание исходных данных в численных экспериментах осуществлены на основе понимания достоинств и недостатков использованных методов. Для полученных численных результатов проведены широкая апробация, критическое соотнесение с результатами имеющихся натурных экспериментов и известными литературными данными.

Научная и практическая значимость. Решена задача по повышению уровня достоверности спектральных исследований биоткани, имеющая существенное значение для флуоресцентной диагностики.

Положения, выносимые на защиту: 1. Доминирующие в комплексе "аденин-восстановленный никотинамид" силы имеют ван-дер-ваальсову природу.

2. Безызлучательный перенос энергии возбуждения в комплексе осуществляется по индуктивно-резонансному механизму.

3. В молекуле никотинамидадениндинуклеотида возможно существование направленного синглет-синглетного переноса энергии возбуждения от аденина к восстановленному никотинамиду.

Апробация результатов проведена на международных конференциях: «SFM» (Саратов, 2006, 2009); «Лазеры. Измерения. Информация» (Санкт-Петербург, 2009-2010); «Лазерно-информационные технологии в медицине, биологии и геоэкологии» (Новороссийск, 2009-2010); «Евразийский конгресс по медицинской физике и инженерии» (Москва, 2010); «Современные проблемы молекулярной биофизики» (Санкт-Петербург, 2011).

Личный вклад автора. Выбор направления исследования определялся совместно с научным руководителем. Результаты получены автором лично. Анализ и интерпретация результатов осуществлялись совместно с научным руководителем и консультантом. Положения диссертации опубликованы автором лично и в соавторстве.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 142 страницах машинописного текста, содержит 7 таблиц, 64 рисунка и состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной отечественной и иностранной литературы, включающего 115 наименований.

Основные результаты и выводы диссертации:

1. Меньшее влияние растворителя на фенилаланил, пролил и гистидил обусловлено присутствием циклов в их структуре, в отличие от глицила, глутамила и метионила.

2. Длины волн первых синглетных переходов фенилаланила, пролила, гистидила, глицила, глутамила и метионила пропорциональны их дипольным моментам.

3. Наличие или отсутствие двойной связи с атомом азота пиридинильного кольца определяет поглощение никотинамида в ультрафиолетовой или видимой области соответственно.

4. Характер зависимости длины волны первого синглетного перехода комплекса "аденин-восстановленный никотинамид" от концентрации водного раствора объясняется экситонной теорией.

5. Истинные контура флуоресценции коллагена, никотинамидадениндинуклеотида восстановленного и флавинадениндинуклеотида являются достоверно информативными спектральными характеристиками.

Автор выражает глубокую благодарность В.В. Петаковой за предоставленный электронный спектр поглощения коллагена, рассчитанный триплетами аминокислотных остатков.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Оптическая биомедицинская диагностика. В 2 т. Т. 1 // Пер. с англ. под ред. Тучина В.В. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2007.

2. Мамилов С.А., Есьман С.С., Сдобников Ю.Ю. Прибор для неинвазивного анализа коэффициентов рассеяния тканей кожи // Сб. матер. III Евразийского конгресса по мед. физике и инженерии «Мед. физика-2010», Москва. 2010. -Т. 4.-С. 140-143.

3. Mahrok М., Shamoon S. The effect of geometrical factors on the XRF spectrometer data validity // Журнал прикладной спектроскопии. 2008. - Т. 75, №2.-С. 280-283.

4. Науменко Е.К. Влияние агрегации эритроцитов на рассеивающие свойства крови // Журнал прикладной спектроскопии. 2003. - Т. 70, № 3. - С. 375380.

5. Щербаков Ю.Н., Якунин А.Н., Ярославский И.В. и др. Моделирование тепловых процессов при взаимодействии некоагулирующего лазерного излучения с многослойной биотканью. I. Теория и модель расчета // Оптика и спектроскопия. 1994. -Т. 76, №5. - С. 845-850.

6. Savchenko Е.Р., Tuchin V.V. Computer simulation of light propagation in a multilayer biological tissue by Monte-Carlo method // Proceedings of SPIE. 2000. -V. 4001.-P. 317-326.

7. Синичкин Ю.П., Утц C.P., Пилипенко E.A. Спектроскопия кожи человека in vivo . II. Спектры флуоресценции // Оптика и спектроскопия. 1996. - Т. 80, №3.- С. 431-438.

8. Сетейкин А.Ю. Анализ по методу Монте-Карло процессов распространения лазерного излучения в многослойных биоматериалах // Оптика и спектроскопия. 2005. - Т. 99, № 4. - С. 685-688.

9. Ю.Меглинский И.В. Моделирование спектров отражения оптического излучения от случайно-неоднородных многослойных сильно рассеивающих и поглощающих свет сред методом Монте-Карло // Квантовая электроника. -2001.-Т. 31, № 12.-С. 1101-1106.

10. П.Башкатов А.Н., Генина Э.А., Кочубей В.И. и др. Оптические свойства слизистой оболочки в спектральном диапазоне 350-2000 нм // Оптика и спектроскопия. 2004. - том 97, №6. - С. 1043-1048.

11. Башкатов А.Н., Генина Э.А., Кочубей В.И. и др. Оптические свойства подкожной жировой ткани в спектральном диапазоне 400-2500 нм // Оптика и спектроскопия. 2005. - Т. 99, № 5. - С. 868—874.

12. Король М.М., Слесарь A.C., Пархоц М.В. и др. Определение концентрации фотосенсибилизатора в биологических тканях по диффузному отражению и флуоресценции // Журнал прикладной спектроскопии. 2009. - Т. 76, № 2. -С. 277-284.

13. Н.Барун В.В., Иванов А.П. Локализованное поглощение света гемоглобинами суспензии эритроцитов // Журнал прикладной спектроскопии. 2009. - Т. 76, №4.-С. 516-524.

14. Науменко Е.К. Рассеяние света эритроцитами при нарушении осмотического равновесия в системе клетка окружающая среда // Журнал прикладной спектроскопии. - 2009. - Т. 76, № 4. - С. 557-563.

15. Кравченко В.И., Мамилов С.А., Плаксий Ю.С. и др. Неинвазивный оптический метод определения коэффициентов рассеяния и удельного объема крови в биологической ткани in vivo // Журнал прикладной спектроскопии. 2005. - Т. 72, № 1. - С. 119-123.

16. Барун В.В., Иванов А.П., Волотовская A.B. и др. Спектры поглощения и глубина проникновения света в нормальную и патологически измененную кожу человека // Журнал прикладной спектроскопии. 2007. - Т. 74, № 3. -С.387-394.

17. Кугейко М.М., Лысенко С.А. Определение микрофизических параметров эритроцитов крови человека по рассеянию лазерного излучения // Журнал прикладной спектроскопии. 2007. - Т. 74, № 5. - С. 652-658.

18. Степанов Н.Ф. Квантовая механика и квантовая химия. М.: Мир, 2001.

19. Желтов Г.И., Виткин Э.И., Рубанов A.C. Акустический отклик многослойных биоструктур на лазерное облучение и возможности его использования в хирургии и диагностике // Журнал прикладной спектроскопии. 2002. - Т. 69, №4.-С. 540-543.

20. Асимов М.М., Королевич А.Н., Константинова Е.Э. Кинетика оксигенации кожной ткани под воздействием низкоинтенсивного лазерного излучения // Журнал прикладной спектроскопии. 2007. - Т. 74, № 1. - С. 120-125.

21. Гираев K.M., Ашурбеков H.A., Меджидов P.T. Стационарная спектроскопия биотканей in vivo: флуоресцентные исследования некоторых патологических состояний // Оптика и спектроскопия. 2003. - Т. 95, № 5. - С. 874-879.

22. Утц C.P., Синичкин Ю.П., Пилипенко Е.А. In vivo лазерная флуоресцентная спектроскопия кожи человека: влияние эритемы // Оптика и спектроскопия. -1994. Т. 76, № 5. - С. 864-868.

23. Никитин С.Ю., Луговцов А.Е., Приезжев A.B. Оптические методы исследования микрореологических свойств эритроцитов // Сб. матер. III Евразийского конгресса по мед. физике и инженерии «Мед. физика-2010», Москва. 2010. - Т. 3. - С. 84-86.

24. Ибрагимова М.И., Чушников А.И., Петухов В.Ю. и др. Разработка методики предварительного мониторинга онкоурологических заболеваний // Сб. матер. III Евразийского конгресса по мед. физике и инженерии «Мед. физика-2010», Москва. 2010. - Т. 4. - С. 65-67.

25. Баранов А.Н., Брандт Н.Б., Брандт H.H. и др. Экспресс метод ранней диагностики окозаболеваний // Сб. матер. III Евразийского конгресса по мед. физике и инженерии «Мед. физика-2010», Москва, -2010. Т. 4. - С37-39.

26. Скорняков И.В., Толсторожев Г.Б., Бутра В.А. Инфракрасные спектры белков и липидов при раке молочной железы •// Журнал прикладной спектроскопии. 2009. - Т. 76, № 2. - С. 261-266.

27. Сенчук В.В. Бондарюк Е.В. Флуоресцентный анализ взаимодействия флавонов с гемоглобином и бычим сывороточным альбумином // Журнал прикладной спектроскопии. 2007. - Т. 74, № 5. - С. 659-664.

28. Дунаев A.B., Жеребцов Е.А., Егорова А.И. Контроль ритмов микроциркуляции крови при низкоинтенсивной лазерной терапии // Сб. матер. III Евразийского конгресса по мед. физике и инженерии «Мед. физика-2010», Москва. 2010. - Т. 3. - С. 131-132.

29. Середенко М.М. Применимость закона Бугера к оценке светорассеивающих свойств гетерогенной среды с плоскими границами // Оптический журнал. -1999.-Т. 66, № 1.-С. 29-31.

30. Кугейко М.М., Лысенко С.А. Определение показателя преломления в спектральном интервале 0,3-1,2 мкм сферизованных эритроцитов крови человека // Журнал прикладной спектроскопии. 2007. - Т. 74, № 3. - С. 382-385.

31. Якубке Х.Д., Ешкайт X. Аминокислоты. Пептиды. Белки. М.: Мир, 1985.

32. Калоус В., Павличек 3. Биофизическая химия. М.: Мир, 1985.

33. Папаев А.В., Симоненко Г.В., Тучин В.В. Простая модель для расчета спектра пропускания поляризованного света образцом биологической ткани // Оптический журнал. 2004. - Т. 71, № 5. - С. 3-10.

34. Аликберова Л.Ю., Савинкина Е.В., Давыдова М.Н. Основы строения вещества. М.: МИТХТ, 2004.

35. Савченко Т.Е., Ключарева Е.А., Ступак А.П. Флуоресценция белка проламеллярных тел этиопластов // Журнал прикладной спектроскопии. -2003. Т. 70, № 6. - С. 803-808.

36. Плавский В.Ю., Мостовников В.А., Мостовникова Г.Р. и др. Спектрально-люминесцентные свойства комплексов хлорина ев и малатдегидрогеназы // Журнал прикладной спектроскопии. 2004. - Т. 71, № 6. - С. 749-758.

37. Mayevsky A., Kraut A., Manor Т., et al. Optical monitoring of tissue viability using reflected spectroscopy in vivo // Proceedings of SPIE . 2001. - V. 4241.-P. 409-^117.

38. Stratonnicov A.A., Polikarpov V.S., Loschenov V.B. Photobleaching of endogenous fluorochroms in tissues in vivo during laser irradiation // Proceedings of SPIE. 2001. - V. 4241.-P. 13-23.

39. Лебедев Н.Г. Методы квантовой химии для исследования электронного строения молекул и кристаллов. Часть 1. Метод Хартри-Фока. Волгоград: ВолГУ, 2010.

40. Бурштейн К.Я., Шорыгин П.П. Квантовохимические расчеты в органической химии и молекулярной спектроскопии. М.: Наука, 1989.

41. Абаренков И.В., Братцев В.Ф., Тулуб A.B. Начала квановой химии. М.: Высш. шк., 1989.

42. Грибов Л.А. Теория инфракрасных спектров полимеров. М.: Наука, 1977.

43. Грибов Л.А. Новая постановка квантовой задачи в теории спектров многоатомных молекул // Журнал прикладной спектроскопии. 2010. - Т. 77, № 1.-е. 5-10.

44. Баранов В.И. Параметрический метод в теории вибронных спектров сложных молекул. Спектры поглощения и флуоресценции и структура стирола в возбужденном состоянии // Оптика и спектроскопия. 2000. -Т. 88, №2.-С. 216-223.

45. П1ундалов М.Б., Пицевич Г.А., Ксенофонтов М.К. и др. Квантовохимический расчет структуры, колебательных спектров, торсионного и инверсионного потенциалов молекулы метилкарбамата // Журнал прикладной спектроскопии. 2009. -Т. 76, № 3. - С. 349-363.

46. Андрианов В.М., Королевич М.В. Расчет инфракрасных спектров конформеров димерного фрагмента макромолекулы 2,6-гидроксиэтилцеллюлозы в водном растворе // Журнал прикладной спектроскопии. 2010. - Т. 77, № 1. - С. 18-27.

47. НурегсЬеш, http:www.hyper.com.

48. Мотевич И.Г., Стрекаль Н.Д., Новицкий Я.В. и др. Спектры поглощения, флуоресценции и ГКР сангвинарина при различных рН // Журнал прикладной спектроскопии. 2007. -Т. 74, № 5. - С. 604-608.

49. Баранов А.Н., Власова И.М., Микрин В.Е. и др. Лазерная корреляционная спектроскопия процессов денатурации сывороточного альбумина // Журнал прикладной спектроскопии. 2004. - Т. 71, № 6. - С. 831-835.

50. Лебедев Н.Г. Методы квантовой химии для исследования электронного строения молекул и кристаллов. Часть 2. Кластерные модели твердых тел. -Волгоград: ВолГУ, 2010.

51. Абдулов Х.Ш. Расчет интенсивностей полос ИК спектров ориентированных полимеров // Журнал прикладной спектроскопии. 2004. -Т. 71, № 4. - С. 451-455.

52. Кнюкшто В.Н., Кузьмицкий В.А., Борисевич Е.А. и др. Электронная структура и флуоресценция молекул Mg(II)-кoмплeкca 1,4-диазепинотрибензопорфиразина // Журнал прикладной спектроскопии. -2009. -Т. 76, № з. С. 365-375.

53. Кузьмицкий В.А., Волкович Д.И. Расчеты электронного спектра порфина и его производных модифицированным методом ГЖЮ/Б // Журнал прикладной спектроскопии. 2008. - Т. 75, № 1-С. 28-35.

54. Волкович Д.И., Кнюкшто В.Н., Кузьмицкий В.А. и др. Расчеты модифицированным методом INDO производных порфина и порфиразина с аннелированным пятичленным ароматическим кольцом // Журнал прикладной спектроскопии. 2008. -Т. 75, № 5. - С. 606-622.

55. Низомов Н. А., Холов А.У., Ищенко A.A. и др. Электронное строение и спектрально-флуоресцентные свойства умбеллиферона и герниарина // Журнал прикладной спектроскопии. 2007. -Т. 74, № 5. - С. 569-576.

56. Брянцева Н.Г., Соколова И.В., Цыренжапова А.Б. и др. Флуоресцентные характеристики кумариновых фотосенсибилизаторов // Журнал прикладной спектроскопии. 2008 - Т. 75, № 5. - С. 694-699.

57. Артюхов В.Я., Морев A.B. Квантовохимический расчет спектрально-люминесцентных и физико-химических свойств анизидинов // Журнал прикладной спектроскопии. 2003. -Т. 70, № 2. - С. 214-218.

58. Громак В.В., Авакян В.Г., Пашковский Ф.С. и др. Анализ таутомерных свойств 2-формилциклопентан-1,3-диона по данным ИК спектроскопии и неэмпирических квантовохимических расчетов // Журнал прикладной спектроскопии. 2003. -Т. 70, № 1. - С. 16-27.

59. Артюхов В.Я., Жаркова О.М., Морозова Ю.П. Квантовохимические расчеты электронно-возбужденных состояний молекулы продана и его комплексов в воде // Журнал прикладной спектроскопии. 2005. -Т. 72, № 3. - С. 330-334.

60. Лопаткин Ю.М., Кондратенко П.А. Влияние взаимодействия катиона диазония с растворителем на его спектральные свойства // Журнал прикладной спектроскопии. 2007. - Т. 74, № 4. - С. 427-432.

61. Березин К.В., Нечаев В.В. Расчет ИК спектра и молекулярной структуры (3-каротина // Журнал прикладной спектроскопии. 2005. - Т. 72, № 2. - С. 157-164.

62. Буренкова Т.А., Сенюк М.А., Клищенко А.П. Влияние сольватации на поляризационные характеристики флуоресценции производных 1,3,4-оксадиазола в бинарных растворителях // Журнал прикладной спектроскопии. 2008. - Т. 75, № 5. - С. 677-683.

63. Березин К.В., Нечаев В.В. Сравнение теоретических методов и базисных наборов для ab initio и DFT-расчетов структуры и частот нормальных колебаний многоатомных молекул // Журнал прикладной спектроскопии. -2004. Т. 71, № 2. - С. 152-159.

64. Грибов Л.А., Алексеев Е.В. Точность вычислений интенсивностей полос поглощения в ИК спектрах прямыми квантовохимическими методами // Журнал прикладной спектроскопии. 2004. - Т. 71, № 5. - С. 579-583.

65. Ивашин Н.В. Расчет структуры и колебательных состояний анионных форм Со-, Ni- и Cu-порфина // Журнал прикладной спектроскопии. 2010. - Т. 77, № 1. - С. 34^4.1. ЛИТЕРАТУРА

66. Левшин Л.В., Салецкий A.M. Люминесценция и ее измерения. Молекулярная люминесценция. -М.: МГУ, 1989.

67. Элькин М.Д., Шальнова Т.А., Смирнов А.П. Спектральное проявление межмолекулярного взаимодействия в димерах фталимида и изатина // Журнал прикладной спектроскопии. 2010. - Т. 77, № 1. - С. 28-33.

68. Бельков М.В., Ксендзова Г.А., Полозов Г.И. и др. Проявление внутримолекулярных и межмолекулярных взаимодействий в инфракрасных спектрах поглощения биологически активных аминофенолов // Журнал прикладной спектроскопии. 2008. - Т. 75, № 1. - С. 68-73.

69. Кривулько К.Ф., Клищенко А.П., Учет универсальных межмолекулярных взаимодействий методом молекулярных орбиталей Хюккеля // Журнал прикладной спектроскопии. 2006. - Т. 73, № 5. - С. 666-669.

70. Кривулько К.Ф., Клищенко А.П. Расчет электронных спектров межмолекулярных комплексов 3-аминофталимида по модифицированному методу молекулярных орбиталей Хюккеля // Журнал прикладной спектроскопии. 2006. - Т. 73, № 6. - С. 735-740.

71. Конев C.B., Волотовский И.Д. Фотобиология. Минск: БГУ им. B.JI. Ленина, 1979.

72. Уф спектроскопия биополимеров -http://www.chem.donnu.edu.ua/student/methodic/physmethods/chapter22.html.

73. Ролле С.А. Количественные характеристики спектров поглощения пептидов фенилаланина в области 120-280 нм,http://www.asf.ural.ru/YNKSF/Tezis/v7/Base/Tesis.php-Code=520.htm.

74. Левшин Л.В., Салецкий A.M. Оптические методы исследования молекулярных систем. 4.1 Молекулярная спектроскопия. -М.: МГУ, 1994.

75. Борисевич H.A., Райченок Т.Ф. Спектры поглощения, флуоресценции и возбуждения флуоресценции свободных молекул индола и его производных // Журнал прикладной спектроскопии. 2007. -Т. 74, № 2. - С. 218-222.

76. Михайловуло К.И., Серченя Т.С., Киселева Е.П. и др. Взаимодействие молекул неоникотиноида имидаклоприда и его структурных аналогов с сывороточным альбумином человека // Журнал прикладной спектроскопии. -2008. -Т. 75, № 6. С. 859-866.1. ЛИТЕРАТУРА

77. Никитин О.Ю, Новосадов Б.К. Теория пофратментного расчета электронной структуры основного состояния многоатомных молекул. II. Метод делокализованных фрагментных состояний // Журнал структурной химии. -1995. -Т. 36, № 3. С. 395-400.

78. Барановский С.Ф., Болотин П.А. Ассоциация рибофлавина, кофеина и натриевого эфира салициловой кислоты в водном растворе // Журнал прикладной спектроскопии. 2007. -Т. 74, № 2. - С. 188-194.

79. Лапина В.А., Першукевич П.П., Донцов А.Е. и др. Комплексообразование в двухкомпонентых растворах хлортетрациклин-меланин // Журнал прикладной спектроскопии. 2008. - Т. 75, № 1 - С. 52-62.

80. Барановский С.Ф., Болотин П.А., Евстигнеев М.П. и др. Взаимодействие бромистого этидия и кофеина с ДНК в водном растворе // Журнал прикладной спектроскопии. 2009. - Т. 76, № 1- С. 143-151.

81. Никитин О.Ю, Новосадов Б.К. Теория пофрагментного расчета электронной структуры основного состояния многоатомных молекул. I. Метод промежуточного фрагмента.// Журнал структурной химии. 1995. -Т. 36, №3.- С. 387-394.

82. Шевченко С.М. Молекула в пространстве. Ленинград: Химия, 1986.

83. Плавский В.Ю., Мостовников В.А., Мостовникова Г.Р. и др Спектрально-флуоресцентные и поляризационные характеристики 2,2-билирубина 1Ха // Журнал прикладной спектроскопии. 2007. - Т. 74, № 1. - С. 108-119.1. ЛИТЕРАТУРА

84. Плавский В.Ю., Мостовников В.А., Третьякова А.И. и др. Сенсибилизирующее действие 2,2-билирубина 1Ха и его фотопродуктов на ферменты в модельных растворах // Журнал прикладной спектроскопии. -2008. -Т. 75, № 3. С. 383-394

85. В.М. Агранович Теория экситонов. М., 1968, А.С. Давыдов Теория молекулярных экситонов. - М., 1968.

86. Литвинова К.С., Рогаткин Д.А. Каталог спектральных характеристик основных флуорофоров тканей человека и животных // Сб. матер. III Евразийского конгресса по мед. физике и инженерии «Мед. физика-2010», Москва. 2010. - Т. 3. - С. 141-143.

87. Асимов М.М., Асимов P.M., Рубинов А.Н. Лазерно-индуцированная фотодиссоциация карбоксигемоглобина и ее применение при лечении отравления организма угарным газом // Журнал прикладной спектроскопии. 2005. - Т. 72, № З.-С. 422-424.

88. Svanberg К. Medical Applications of Laser Spectroscopy // Physica Scripta. -1989.-V. 26, P. 90-98.

89. Bezludnaya I.S., Chernova S.P., Pravdin A.B. On one approach to description of multi-layer tissue fluorescence // Proceedings of SPIE. 2001. - V. 4241. - P. 290-296.

90. Kollias N., Gillies R. Functional reflectance spectroscopy of skin // Proceedings of SPIE. 2001. - V. 4241. - P. 200-209.1. ЛИТЕРАТУРА

91. Luna F.T., Mania A.J., Hernandes J.A. Weighted oscillator strengths and lifetimes for the S XIV spectrum // Журнал прикладной спектроскопии. 2009. -Т. 76,№3.-С. 473^77.

92. Войтович А.П., Калинов B.C., Рунец Л.П. и др. Методы количественного люминесцентного анализа // Журнал прикладной спектроскопии. 2009. - Т. 76, №5. -С. 768-778.

93. Войтович А.П., Горбачева А.Н., Калинов B.C. и др. Аналитические соотношения для интенсивностей люминесценции с учет реабсорбции // Журнал прикладной спектроскопии. 2008. - Т. 75, № 6. - С. 788-795.

94. Chernova S.P., Kasimov O.V., Kuznetsova L.M. et al. Ex vivo and phantom fluorescence spectra of human cervical tissue // Proceedings of SPIE. 2000 . - V. 4001.-P. 290-298.

95. Тучин B.B. Лазеры и волоконная оптика в биомедицинских исследованиях. Саратов: Сарат. ун-т, 1984.