КИНЕТИКА ДЛИТЕЛЬНОЙ ЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ ЭРИТРОЗИНА В ТКАНЯХ МОЛОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ in vitro
- Авторы: Летута С.Н1, Ишемгулов А.Т1, Сеньчукова М.А2
-
Учреждения:
- Оренбургский государственный университет
- Оренбургский государственный медицинский университет
- Выпуск: Том 69, № 3 (2024)
- Страницы: 647–655
- Раздел: Медицинская биофизика
- URL: https://journals.rcsi.science/0006-3029/article/view/262936
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0006302924030191
- EDN: https://elibrary.ru/OECQUH
- ID: 262936
Цитировать
Аннотация
Исследована in vitro кинетика замедленной флуоресценции и фосфоресценции фотосенсибилизатора эритрозина во фрагментах нормальных тканей и злокачественных опухолей молочной железы пациенток онкологического диспансера. Показано, что кинетика замедленной флуоресценции красителя формируется как суперпозиция сигналов термоактивированной люминесценции и свечения, возникающего в результате синглет-триплетной аннигиляции молекул фотосенсибилизатора и синглетного кислорода. Обнаружено тушение аннигиляционной составляющей замедленной флуоресценции при возбуждении молекул серией из n импульсов с частотой 5–10 Гц. Форма кривой замедленной флуоресценции, интенсивность и длительность послесвечения молекул красителя определяются соотношением скоростей потребления/восстановления содержания кислорода в тканях. Установлена корреляция показателей замедленной флуоресценции с клинико-морфологическими характеристиками опухолей, обсуждается применение результатов в оптической экспресс-диагностике тканей.
Об авторах
С. Н Летута
Оренбургский государственный университетОренбург, Россия
А. Т Ишемгулов
Оренбургский государственный университет
Email: azamat.ischemgulov@yandex.ru
Оренбург, Россия
М. А Сеньчукова
Оренбургский государственный медицинский университетОренбург, Россия
Список литературы
- Tuchin V. V. Tissue optics, light scattering methods and instruments for medical diagnostics (SPIE Press Book, 2015).
- Demchenko A. P. Introduction to fluorescence sensing (Wiesbaden, Springer Science & Business Media, 2010).
- Berezin M. Y. and Achilefu S. Fluorescence lifetime measurements and biological imaging. Chem. Rev., 110, 2641–2684 (2010). doi: 10.1021/cr900343z
- Mieog J. S. D., Achterberg F. B., Zlitni A., Hutteman M., Burggraaf J., Swijnenburg R.-J., Gioux S., and Vahrmeijer A. L. Fundamentals and developments in fluorescence-guided cancer surgery. Nat. Rev. Clin. Oncol., 19 (1), 9–22 (2022). doi: 10.1038/s41571-021-00548-3
- Ito R., Kamiya M., and Urano Y. Molecular probes for fluorescence image-guided cancer surgery. Curr. Opin. Chem. Biol., 67, 102112 (2022). doi: 10.1016/j.cbpa.2021.102112
- Lan M., Zhao Sh., Liu W., Lee Ch.-S., Zhang W., and Wang P. Photosensitizers for photodynamic therapy. Adv. Healthcare Mater., 8 (13), E1900132 (2019). doi: 10.1002/adhm.201900132
- Janotka M. and Ostadal P. Biochemical markers for clinical monitoring of tissue perfusion. Mol. Cell Biochem., 473 (3), 1313–1326 (2021). doi: 10.1007/s11010-020-04019-8
- Murphy M. P., Bayir H., Belousov V., Chang Ch. J., Davies K. J. A., Davies M. J., Dick T. P., Finkel T., Forman H. J., Janssen-Heininger Y., Gems D., KaganV. E., Kalyanaraman B., Larsson N.-G., Milne G. L., Nystrom Th., Poulsen H. E., Radi R., Van Remmen H., Schumacker P. T., Thornalley P. J., Toyokuni Sh., Winterbourn Ch. C., Yin H., and Halliwell B. Guidelines for measuring reactive oxygen species and oxidative damage in cells and in vivo. Nat. Metab., 4 (6), 651–662 (2022). doi: 10.1038/s42255-02200591-z
- Rey-Barroso L. Optical Technologies for the Improvement of Skin Cancer Diagnosis: A Review. Sensors (Basel), 21 (1), 252 (2021). doi: 10.3390/s21010252
- Grosenick D., Rinneberg H., Cubeddu R., and Taroni P. Review of optical breast imaging and spectroscopy. J. Biomed. Opt., 21 (9), 091311 (2016). doi: 10.1117/1.JBO.21.9.091311
- Kautsky H. and Muller G. Luminescenzumwandlung durch Sauerstoff. Nachweis geringster Sauerstoffmengen, Z. Naturforsch. A, 2, 167–172 (1947). doi: 10.1515/zna-1947-0308
- Parker C. A. and Hatchard C. G. Triplet-singlet emission in fluid solutions. Trans. Faraday Soc., 57, 1894–1904 (1961). doi: 10.1039/TF9615701894
- Kenner R. D. and Khan A. U. Molecular oxygen enhanced fluorescence of organic molecules in polymer matrices: a singlet oxygen feedback mechanism. J. Chem. Phys., 64 (5), 1877–1882 (1976). doi: 10.1063/1.432471
- Croizat G., Gregor A., Gerelli E., Joniova J., Scholz M., and Wagnieres G. A general framework for non-exponential delayed fluorescence and phosphorescence decay analysis, illustrated on protoporphyrin IX. J. Photochem. Photobiol. B, 209, 111887 (2020). doi: 10.1016/j.jphotobiol.2020.111887
- van Dijk L. J. D., Ubbink R., Terlouw L. G., van Noord D., Mik E. G., Bruno M. J. Oxygen-dependent delayed fluorescence of protoporphyrin IX measured in the stomach and duodenum during upper gastrointestinal endoscopy. J. Biophotonics, 12, e201900025 (2019). doi: 10.1002/jbio.201900025
- Mosinger J, Lang K., Hostomsky J., Franc J., Sykora J., Hof M., and Kubat P. Singlet oxygen imaging in polymeric nanofibers by delayed fluorescence. J. Phys. Chem. B, 114 (48), 15773–15779 (2010). doi: 10.1021/jp105789p
- Scholz M., Gunn J. R., Luke G. P., and Pogue B. W. Imaging of singlet oxygen feedback delayed fluorescence and lysosome permeabilization in tumor in vivo during photodynamic therapy with aluminum phthalocyanine. J. Biomed. Opt., 25 (6), 063806 (2020). doi: 10.1117/1.JBO.25.6.063806
- Letuta S. N., Pashkevich S. N., Ishemgulov A. T., Lantukh Y. D., Alidzhanov E. K., Sokabaeva S. S., and Bryukhanov V. V. Delayed luminescence of erythrosine in biological tissue and photodynamic therapy dosimetry. J. Photochem. Photobiol. B, 163, 231–236 (2016). doi: 10.1016/j.jphotobiol.2016.08.036
- Letuta S. N., Ishemgulov A. T., Letuta U. G., and Pashkevich S. N. Continuous in vivo monitoring of the oxygen concentration in tissues. Biophysics, 63 (5), 798–804 (2018). doi: 10.1134/S0006350918050160
- Letuta S. N. Monitoring of Changes in Oxygen Concentration in Tissues by the Kinetics of Delayed Fluorescence of Exogenous Dyes. Opt. Spectr., 127, 1169–1176 (2019). doi: 10.1134/S0030400X19120129
- Ke E. Sh., Nazzal S., Tseng Y.-H., Chen Ch.-P., and Tsai Ts.-M. Erythrosine-mediated photodynamic inactivation of bacteria and yeast using green light-emitting diode light. J. Food Drug Anal., 20 (4), 951–956 (2012). doi: 10.6227/jfda.2012200426
- Garg A. D., Bose Muthiah, Ahmed M. I., BonassW. A., and Wood S. R. In Vitro Studies on erythrosine-based photodynamic therapy of malignant and pre-malignant oral epithelial cells. PLoS One, 7 (4), e34475 (2012). doi: 10.1371/journal.pone.0034475
- Yesilgul N. Singlet Oxygen Generation with Chemical Excitation of an Erythrosine–Luminol Conjugate. ACS Omega, 2 (4), 1367–1371 (2017). doi: 10.1021/acsomega.7b00228
- Mishra P., Singh U., Pandey Ch. M., Mishra P., and Pandey G. Application of Student's t-test, analysis of variance, and covariance. Ann. Card. Anaesth., 22 (4), 407–411 (2019). doi: 10.4103/aca.ACA_94_19