Результаты и их обсуждение

В клетках биотканей содержатся различные тушители триплетных состояний, с которыми эндогенные молекулы красителей могут взаимодействовать. Наиболее эффективным тушителем триплетных состояний флуорофоров является молекулярный кислород. Тушение сопровождается фотосенсибилизированной генерацией синглетного кислорода [10−12].

Как показано в [10−12], в процессе аннигиляции мигрирующего синглетного кислорода с оставшимися непотушенными триплетными возбуждениями молекул красителей могут образовываться синглетные S1-состояния флуорофоров, дающие дополнительный вклад в ЗФ. В таком случае регистрируемая кинетика ЗФ складывается из трех сигналов различной природы — термоактивированной флуоресценции (ТЗФ), а также ЗФ, обусловленной синглет-триплетной и триплет-триплетной аннигиляцией (Т-Т аннигиляция). В результате кинетическая кривая трансформируется и становится немонотонно зависящей от времени. На коротких временах наибольший вклад в суммарный сигнал дает синглет-триплетная аннигиляция. В качестве иллюстрации сказанного на рисунке 1 показана кинетика ЗФ эритрозина в ткани молочной железы мыши линии BYRB при различной концентрации кислорода в атмосфере над образцом. Концентрация кислорода в атмосфере варьировалась путем дозированного продувания камеры с образцом азотом.

Для определения вклада Т-Т аннигиляции в регистрируемый сигнал была исследована кинетика ЗФ эритрозина в биотканях в атмосфере азота. Заметим, что нам не удалось получить абсолютно совпадающие результаты для разных животных, но установлена общая закономерность которая заключается в том, что в различных образцах кинетическая кривая в полулогарифмических координатах может быть аппроксимирована двумя прямыми. Так, на рис. 2 приведена кинетика ЗФ с константами затухания k1 = 0,131•106 с-1 и k2 = 0,07•106 с-1 соответственно. В среднем, соотношение констант k1/k2 составляет примерно 2 ч 3. Это позволяет высказать предположение и развитии в клетках биотканей процесса триплет-триплетной аннигиляции. В жидкой цитоплазме клеток такой процесс вполне возможен. флуоресценция молекула кислород краситель.

Установлено, что при прочих равных условиях в нормальных и патогенных тканях кинетика длительной люминесценции различна. Вклад синглет-триплетной аннигиляции в суммарный сигнал ЗФ в нормальных тканях заметно меньше, чем в опухоли, что свидетельствует о меньшей концентрации кислорода в них. Этот вывод не согласуется с результатами работы [13], в которой показано, что содержание кислорода в пораженных онкологическими заболеваниями биотканях ниже, чем в нормальных. Ранее в работах [3,6] нами было показано, что в клетках, выделенных из опухолей и культивируемых на твердом биоматериале, содержание кислорода также меньше, чем в клетках здоровых тканей.

На рисунке 3 представлены фрагменты кинетики ЗФ эритрозина в опухоли и непораженной опухолью мышечной ткани мыши при нормальном атмосферном давлении. Опухоль диаметром 5 мм была локализована с внешней стороны правой передней лапы животного. Освобожденные от кожного покрова ткани окрашивали в течение 3 минут водным раствором красителя концентрацией 10−3 М, после чего измерялась кинетика ЗФ. Хорошо видно, что концентрация кислорода в опухоли больше, чем в нормальной ткани.

В отличие от ЗФ интенсивность фосфоресценции молекул красителей с течением времени монотонно уменьшается. На рисунке 4 показана кинетика затухания фосфоресценции эритрозина в нормальной и патогенной тканях при атмосферном давлении.

Аппроксимация этих кривых дает функцию вида:

Iфос=A1exp (-t/ф1) + A2exp (-t/ф2).

Значения величин ф1 и ф2 для кинетики затухания фосфоресценции эритрозина в опухолевой ткани равны 4,2±0,13 и 28,9±1,1 мкс, а для кинетики затухания фосфоресценции эритрозина в здоровой ткани равны 4,9±0,2 и 50,2±1,5 мкс соответственно.