Магистерская диссертация на тему: Основы квантовой теории. Общие представления. Квантовые переходы

Введение

"Описание квантово-механической природы передачи энергии электронного возбуждения между аналогичными молекулами приводится в более ранней теории Перрена. Критическое максимальное пространственное разделение между молекулами, ниже которого происходит передача энергии при жизненном возбуждении можно вычислить исходя из спектров поглощения и флуоресценции и возбуждения жизни молекулы ".

Т. Ферстер

Большой интерес во многих областях биологических исследований представляет определение точного местоположения и характер молекулярного взаимодействия между живыми клетками. Но такого рода исследованиям часто препятствует ограниченное разрешение приборов, используемых для изучения этих явлений. Обычная флуоресцентная микроскопия позволяет определить локализацию флуоресцентно-меченых молекул в оптически-пространственных пределах, определяемых критерием Рэлея, примерно в 200 нм (0,2 микрона). Однако, для того, чтобы понять физические взаимодействия между белками, участвующих в типичном молекулярно-биологическом процессе, относительная близость молекул должна быть определена значительно точнее, чем позволяют сделать традиционные дифракционные оптические методы. Методика флуоресцентного резонансного переноса энергии в применении с оптической микроскопией позволяет определить взаимодействие между двумя молекулами на расстоянии нескольких нанометров достаточно близкое для молекулярных взаимодействий. Флуоресцентная микроскопия основана на поглощении света флуорофором на одной длине волны (возбуждения), а затем последующей эмиссии флуоресценции при большей длине волны.

Рис. 1. Квантовый механизм флуоресценции

Волна возбуждения и волна излучения отличаются обычно в пределах десятков и сотен нанометров. Данный метод позволяет установить, что молекулы, которые находятся ближе друг к другу, чем предел оптического разрешения, находятся в одном объеме пространства. В соответствии с вышесказанным можно выделить следующие цель и задачи данной работы:

Цель: описать механизм безызлучательной передачи энергии возбуждения от донора к акцептору при использовании в качестве донора энергии препарат для фотодинамической терапии, а в качестве акцептора - специфически связывающийся с органеллами флуорофор.

Задачи:

1) воспроизвести процесс безызлучательной передачи энергии флурофором,

) определить специфичность связывания флуорофора с мембранами клеток,

) доказать факт процесса передачи энергии по спектрам возбуждения и излучения,

) определить возможность повышения эффективности фотодинамической терапии при помощи FRET.

квантовый флуоресценция флуорохром fret

Оглавление

- Введение

- Основы квантовой теории

- Общие представления

- Квантовые переходы

- Физические основы флуоресценции

- Понятие и виды флуоресценции. Квантовый выход

- Флуорохромы

- Флуорохромы, возбуждаемые синим светом

- Флуорохромы, возбуждаемые зеленым светом

- Флуорохромы, возбуждаемые ультрафиолетом

- Совмещение флуорохромов и задача колокализации

- FRET-микроскопия

- Подбор пар для FRET

- FRET как явление

- Механизм FRET

- Принцип FRET

- Физические показатели. Обоснование теории Ферстера

- Исследования в области FRET. Применение FRET-методов

- FRET-исследования в области клеточной биологии

- Исследование и применение FRET-метода в медицине Выводы

- Библиографический список