Флуоресцентное зондирование суспензий биологических частиц (обзор)
Автор: Варехов Алексей Григорьевич
Журнал: Научное приборостроение @nauchnoe-priborostroenie
Рубрика: Системный анализ приборов и измерительных методик
Статья в выпуске: 2 т.26, 2016 года.
Бесплатный доступ
В статье рассматривается флуоресценция как метод исследования суспензий биологических частиц (бактериальных клеток, митохондрий, хлоропластов, липосом и др.). Приводятся выражения для расчета мембранного потенциала, трансмембранного градиента pH и плотности поверхностного заряда частиц. Рассматриваются новые направления флуоресцентных исследований, в том числе технологии, основанные на процессах миграции энергии возбуждения в биологическом материале. Рассмотрены многочисленные FRET-сенсоры, предназначенные для таких технологий, и особенности их использования.
Мембранный потенциал, градиент ph, поверхностный заряд, fret-сенсоры
Короткий адрес: https://sciup.org/14265017
IDR: 14265017 | УДК: 577.352;
Fluorescent probing of biological particles suspensions
The article considered fluorescence as a method of research of biological particles suspensions (bacterial cells, mitochondrions, chloroplasts, liposomes and others). The expressions for calculation of membrane potential, a transmembrane gradient of pH and density of a surface-bound charge of particles are given. The new directions of fluorescent researches, including the technologies based on processes of excitation energy migration in biological material are considered. There have been discussed the numerous FRET- sensors intended for such technologies, and feature of their use.
Список литературы Флуоресцентное зондирование суспензий биологических частиц (обзор)
- Владимиров Ю.А., Добрецов Г.Е. Флуоресцентные зонды в исследовании биологических мембран. М.: Изд. "Наука", 1980. 320 с.
- Lemke E.A., Schultz C. Principles for designing fluorescent sensors and reporters//Nature Chemical Biology. 2011. Vol. 7, no. 8. P. 480-483. Doi: 10.1038/nchembio.620.
- Waggoner A.S. Dye indicators of membrane potential//Ann. Rev. Biophys. Bioeng. 1979. Vol. 8. P. 47-68. Doi: DOI: 10.1146/annurev.bb.08.060179.000403
- Tsien R.Y. New calcium indicators and buffers with high selectivity against magnesium and protons: design, synthesis, and properties of prototype//Biochemistry. 1980. Vol. 19. P. 2396-2404. Doi: DOI: 10.1021/bi00552a018
- Villa F., Cappitelli F., Principi P., Polo A., Sorlini C. Permeabilization method for in-situ investigation of fungal conidia on surfaces//Lett. Appl. Microbiol. 2009. Vol. 48, no. 2. P. 234-240. Doi: DOI: 10.1111/j.1472-765X.2008.02520.x
- Prigione V., Marchisio V.F. Methods to maximise the staining of fungal propagules with fluorescent dyes//J. of Microbiol. Methods. 2004. Vol. 59, no. 3. P. 371-379. Doi: DOI: 10.1016/j.mimet.2004.07.016
- Brauer D.K., Yermiyahu U., Ritwo G., Kinraide T.B. Characteristics of the quenching of 9-aminoacridine fluorescence by liposomes from plant lipids//J. membrane Biol. 2000. Vol. 178. P. 43-48. Doi: DOI: 10.1007/s002320010013
- Selvin P.R. The renaissance of fluorescence resonance energy transfer//Nature Structural and molecular Biology. 2000. Vol. 7, no. 9. P. 730-734. Doi: DOI: 10.1038/78948
- Kraajenhof R. Quenching of uncoupler fluorescence in relation on energized state in chloroplasts//FEBS Letters. 1970. Vol. 6. P. 161. Doi: DOI: 10.1016/0014-5793(70)80047-3
- Schuldiner Sh., Rottenberg H., Avron M. Determination of Δ pH in chloroplasts. Fluorescent amines as a probe for the determination of Δ pH in chloroplasts//Eur. J. Biochem. 1972. Vol. 25. P. 64-70. Doi: DOI: 10.1111/j.1432-1033.1972.tb01667.x
- Рожкова Ю.А. Исследование водородных связей акридина в различных агрегатных состояниях. Автореф. дис. … к. ф.-м. н. СПб.: Изд. СПбГУ, 2014.
- Chow W.S., Barber J. 9-aminoacridine fluorescence changes as a measure of surface charge density of the thylakoid membrane//Biochim. et Biophys. Acta. 1980. Vol. 589, no. 2. P. 346-352. Doi: DOI: 10.1016/0005-2728(80)90050-X
- Jain M.K., Wagner R.C. Introduction to biological membranes. Wiley and Sons, NY, 1980. 36 p.
- Ермаков Ю.А. Биоэлектрохимия бислойных липидных мембран//Российский химический журнал. 2005. Т. 49, № 5. C. 114-120.
- Варехов А.Г. Потенциометрические измерения трансмембранного потенциала клеток с использованием проникающих ионов//Научное приборостроение. 2015. Т. 25, № 1. С. 27-35. URL: http://213.170.69.26/mag/2015/full1/Art3.pdf.
- Engel G.S., Calhoun T.R., Read E.L. et al. Evidence for wavelike energy transfer through quantum coherence in photosynthetic systems//Nature. 2007. Vol. 446. P. 782-786. Doi: DOI: 10.1038/nature05678
- Qiao W., Mooney M., Bird A.J., Winge D.R., Eide D.J. Zinc binding to a regulatory zinc-sensing domain monitored in vivo by using FRET//Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2006. Vol. 103, no. 6. P. 8674-8679. Doi: DOI: 10.1073/pnas.0600928103
- Stryer L., Haugland R. Energy transfer: a spectroscopic ruler//Proc. Natl. Acad. USA. 1967. Vol. 58. P. 719-726. Doi: DOI: 10.1073/pnas.58.2.719
- Dexter D.L. A theory of sensitized luminescence in solids//J. Chem. Phys. 1953. Vol. 21. P. 836-850. Doi: DOI: 10.1063/1.1699044
- Ito A., Stewart D.J, Zhang Fang, Brennaman M.K., Meyer Th.J. Sensitization of ultra-long-range excited-state electron transfer by energy transfer in a polymerized film//Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2012. Vol. 109, no. 38. P. 15132-15135. Doi: DOI: 10.1063/1.1699044
- Воробьев А.Х. Диффузионные задачи в химическойкинетике. М.: Изд. МГУ, 2003. 75 с.
- Gray H.B., Winkler J.R. Long-range electron transfer//Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2005. Vol. 102, no. 10. P. 3534-3539. Doi: DOI: 10.1073/pnas.0408029102
- Tomat E., Lippard S.J. Imaging mobile zinc in biology//Current Opinion in Chemical Biology. 2010. Vol. 14, no. 2. P. 225-230. Doi: DOI: 10.1016/j.cbpa.2009.12.010
- Жердева В.В., Савицкий А.П. Применение лантанидного индуктивно-резонансного переноса энергии при изучении биологических процессов invitro//Успехи биологической химии. 2012. Т. 52. C. 315-362.
- Silva A.F., Fiedler H.D., Nome F. Ionic quenching of naphthalene fluorescence in sodium dodecyl sulfate micelles//J. Phys. Chem. A. 2011. Vol. 115, no. 12. P. 2509-2514. Doi: DOI: 10.1021/jp109759f
- Klymchenko A.S. Fluorescent probes for lipid rafts: from model membranes to living cells//Chemistry and Biology. 2014. Vol. 21, no. 1. P. 97-113. Doi: 10.1016/j.chembiol.2013.11.009.
