close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Молекулярный обмен в биологических клетках по данным ЯМР с импульсным градиентом магнитного поля

код для вставкиСкачать
На правах рукописи
АВИЛОВА ИРИНА АЛЕКСЕЕВНА
МОЛЕКУЛЯРНЫЙ ОБМЕН В БИОЛОГИЧЕСКИХ КЛЕТКАХ ПО
ДАННЫМ ЯМР С ИМПУЛЬСНЫМ ГРАДИЕНТОМ МАГНИТНОГО
ПОЛЯ
02.00.04-Физическая химия
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата химических наук
Черноголовка – 2016
Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении науки
Институт проблем химической физики Российской академии наук (ИПХФ РАН).
Научный руководитель:
доктор физико-математических наук, профессор
Волков Виталий Иванович
Официальные оппоненты:
Волков Владимир Яковлевич
доктор химических наук, профессор
ФГБОУВО Московский технологический
университет, профессор кафедры СФ-2
«Приборы и информационные технологии»
Волощук Альберт Михайлович
доктор химических наук
ФГБУН Институт физической химии и
электрохимии им. А.Н. Фрумкина Российской
академии наук, главный научный сотрудник
лаборатории сорбционных процессов
Ведущая организация:
Федеральное государственное автономное
образовательное учреждение высшего
образования "Казанский (Приволжский)
федеральный университет"
Защита состоится « 9 » ноября 2016 года в
часов
минут на заседании
диссертационного совета Д 002.082.02 на базе Федерального государственного
бюджетного учреждения науки Институт проблем химической физики Российской
академии наук по адресу: 142432, Московская обл., г. Черноголовка, проспект
академика Семенова, д.1, актовый зал корпуса общего назначения.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке и на сайте Федерального
государственного бюджетного учреждения науки Институт проблем химической
физики РАН: www.icp.ac.ru
Автореферат разослан «
»
2016 года.
Ученый секретарь диссертационного совета,
д.х.н. Джабиев Таймураз Савельевич
Актуальность темы исследования. Молекулярный и ионный обмен в
биологических клетках является одним из основных процессов в живых организмах.
Установление механизмов молекулярного обмена в биологических системах
представляется весьма актуальной задачей.
В качестве модельных систем для исследования обменных процессов часто
используются дрожжи Saccharomyces cerevisiae, которые являются ключевым
элементом во многих технологических процессах перерабатывающих отраслей
аграрно-промышленного комплекса. Проницаемость клеток дрожжей, в частности для
воды, играет большую роль в интенсификации процессов брожения.
Особый интерес для изучения молекулярного обмена представляют эритроциты,
так как они являются основным компонентом крови и выполняют ключевую роль в
формировании ее реологических параметров. Диффузия воды и функциональных
веществ через мембраны эритроцитов имеет принципиальное биологическое значение.
Важным является установление механизмов проницаемости эритроцитов для воды,
поскольку она играет ключевую роль в функционировании клеток. Изучение
латеральной диффузии (т.е. движения молекул липидов, образующих мембрану клетки,
по ее поверхности) дает более полное представление о состоянии клеточной стенки
эритроцитов. Большое значение имеют исследования механизмов взаимодействия
различных биологически активных соединений с эритроцитами, их влияние на
структуру биомембран.
В последние годы внимание исследователей привлекают водорастворимые
производные фуллеренов (ВПФ) как соединения, обладающие широким спектром
биологической активности. Установлено, что производные фуллеренов проникают
через биомембраны и могут накапливаться в клетках. Наряду с химическим строением
ВПФ, важнейшим фактором, определяющим их биологические свойства, является
состояние этих соединений в водном растворе. Как правило, фуллереновые
производные в водных растворах образовывают ассоциаты. Актуальным является
изучение самоорганизации производных фуллеренов в водных растворах и
исследование механизма проницаемости данных соединений через мембраны, их
накопление в клетке.
Выполнить комплексное исследование водного обмена, латеральной диффузии и
диффузии водорастворимых производных фуллеренов в биологических клетках дает
возможность метод ЯМР c импульсным градиентом магнитного поля (ЯМР ИГМП).
Помимо этого, данный метод позволяет получить уникальную информацию о
самоорганизации водорастворимых производных фуллеренов в растворах.
Целью работы являлось выявление с помощью метода ЯМР с импульсным
градиентом магнитного поля основных особенностей водного обмена и латеральной
диффузии в биологических системах, а также механизмов образования фуллереновых
агрегатов в водных растворах и способности этих агрегатов включаться в
биологические мембраны и транспортироваться в них.
Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:
1.
Разработка способов оценки размеров клеток методом ЯМР в образцах
клеточных культур в модельных системах.
2.
Оценка проницаемости клеточных мембран методом ЯМР ИГМП в дрожжевых
клетках и в эритроцитарных мембранах.
3.
Исследование латеральной диффузии в мембранах эритроцитов.
4.
Исследование самоорганизации фуллереновых молекул в водных растворах.
5.
Исследование взаимодействия водорастворимых производных фуллерена С60 с
мембранами эритроцитов.
3
Научная новизна. Впервые показана возможность исследования механизмов
взаимодействия фуллереновых производных с биологическими мембранами методом
ЯМР ИГМП.
Методом ЯМР ИГМП измерены коэффициенты латеральной диффузии липидов
мембран эритроцитов, получены значения параметров, позволяющие оценивать
размеры биологических клеток и проницаемость клеточной мембраны для молекул
воды.
Установлена зависимость размеров ассоциатов биологически активных
водорастворимых производных фуллерена С60 от их концентрации в водных растворах.
Практическая значимость. Апробирован способ измерения проницаемости
биологических мембран, основанный на методе ЯМР ИГМП. Получены величины
проницаемости для молекул воды эритроцитов крови мыши в температурном
диапазоне от 5 до 35оС. Данная методика может быть применена для исследования
метаболизма в других биологических системах.
С использованием метода ЯМР ИГМП установлены различия процессов водного
обмена в дрожжевых клетках, обладающих различными физиолого-морфологическими
свойствами. Сравнительная оценка проницаемостей дрожжевых клеток является
чрезвычайно важной с практической точки зрения для пищевой промышленности, так
как может быть использована в качестве критерия для оценки способности различных
штаммов дрожжей сбраживать концентрированные зерновые среды.
Установление зависимости размеров ассоциатов фуллереновых производных от
их концентрации в водных растворах позволит регулировать процессы транспорта
через клеточные мембраны, а также биодоступность этих соединений, что является
важной задачей при создании эффективных лекарственных препаратов на основе
водорастворимых производных фуллеренов.
Положения, выносимые на защиту:
1.
Оценены размеры клеток и проницаемости биологических мембран для молекул
воды на модельных клеточных системах (дрожжевых штаммах Y-3137 и Y-3327) и
эритроцитах. Для эритроцитов крови мышей размер клеток 2.1 мкм, проницаемость
изменяется от 0.3 до 0.5·10-5м/с в температурном диапазоне от 5 до 35оС. Энергия
активации проницаемости 24.1±1.9 кДж/моль, время жизни молекул воды внутри
клетки 20 мс.
2.
Измерены коэффициенты латеральной диффузии липидов эритроцитарной
мембраны в интервале температур от 5 до 35оС, энергия активации самодиффузии
липидов 25±2.9 кДж/моль. Область ограничений латеральной диффузии составляет
~1.4 мкм.
3.
Ряд водорастворимых производных фуллерена С60 (с пятью фосфонатными
аддендами, пятью фрагментами каптоприла, метилпиперазина, натриевая соль аддукта
фуллерена С60 с меркаптопропансульфоновой кислотой, производное С60 с пятью
фрагментами меркаптопропионовой кислоты) образуют ассоциаты в водных растворах.
Водорастворимые производные фуллерена С60 находятся в растворах в виде
изолированных и агрегированных молекул, которые характеризуются различными
коэффициентами самодиффузии. Рассчитаны гидродинамические радиусы и времена
жизни ассоциатов производных фуллерена С60.
4.
Коэффициенты самодиффузии водорастворимых производных фуллерена С60 в
суспензии эритроцитов: (8.5±1.8)·10-12 м2/с - производное С60 с пятью фрагментами
метилпиперазина; (6±1)·10-12 м2/с - натриевая соль аддукта фуллерена С60 с
меркаптопропансульфоновой кислотой; (5±1)·10-12 м2/с - производное С60 с пятью
фрагментами меркаптопропионовой кислоты, что близко к величинам коэффициентов
4
латеральной диффузии липидов эритроцитарной мембраны
Производные фуллерена С60 включаются в мембрану эритроцитов.
(5÷8·10-12
м2/с).
Достоверность полученных результатов. Полученные результаты для
модельных систем совпадают с данными, приведенными в литературе.
Экспериментальные результаты исследования воспроизводимы. Полученные
экспериментальные данные согласуются с результатами аналогичных исследований,
выполненных другими методами.
Апробация работы. Основные результаты работы были представлены в виде
устных и стендовых докладов на российских и международных конференциях:
«Магнитный резонанс и его приложения» (Санкт-Петербург, 2012, 2015);
«Органические и гибридные наноматериалы» (Иваново, 2012, 2015); VI Троицкая
конференция «Медицинская физика и инновации в медицине» (Троицк, 2014); Х
международная конференция «Bimolecular NMR and related phenomena» (СанктПетербург, 2014); «Проблемы сольватации и комплексообразования в растворах. От
эффектов в растворах к новым материалам» (Иваново, 2015); «Биомедицина,
материалы и технологии XXI века» (Казань, 2015); международный симпозиум
«Магнитный резонанс: от фундаментальных исследований к практическим
приложениям» (Казань, 2016).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 3 статьи в журналах,
индексируемых Web of Science, 11 тезисов докладов на всероссийских и зарубежных
конференциях.
Личный вклад автора.
Совместно с к.б.н. Смолиной А.В. (лаб. ФХБФАС, ОКХиБП, ИПХФ РАН) и
Солдатовой Ю.В. (лаб. ФХБФАС, ОКХиБП, ИПХФ РАН) автор диссертационной
работы участвовал в получении образцов эритроцитов. Образцы водорастворимых
производных фуллерена С60 были предоставлены сотрудниками лаборатории ФМЭМ,
ОКиК, ИПХФ РАН. Образцы клеток дрожжей были предоставлены ВНИИПБТ.
Подготовка образцов для ЯМР исследований, экспериментальные ЯМР ИГМП
измерения и обработка полученных результатов были проведены диссертантом лично.
Регистрация и расшифровка ЯМР спектров высокого разрешения растворов
водорастворимых производных фуллерена С60 были выполнены к.х.н. Черняком А.В.
(лаб. ЯМР, АЦКП, ИПХФ РАН).
Постановка задачи, обсуждение полученных результатов, подготовка
материалов для публикаций выполнены автором совместно с научным руководителем
д.ф.-м.н., профессором Волковым В.И. (зав. лаб. ЯМР, АЦКП, ИПХФ РАН), к.ф.-м.н.
Котельниковой Р.А. (зав. лаб. ФМЭМ, ОКХиБП), д.ф.-м.н. Котельниковым А.И. (зав.
отделом ОКХБП, ИПХФ РАН) и к.х.н. Трошиным П.А. (зав. лаб. ФМЭМ, ИПХФ РАН).
Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения
и списка литературы, включающего 131 наименование. Работа содержит 122 страницы
машинописного текста, в том числе 66 рисунков и 5 таблиц.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во
введении
обоснована
актуальность
диссертационной
работы,
сформулированы цели и задачи исследования, обозначены научная новизна и
практическая значимость работы.
5
В первой главе изложены общие сведения о биологических мембранах,
эритроцитах и биологически активных производных фуллеренов. Изложены
физические принципы и методики ЯМР с импульсным градиентом магнитного поля.
Показано, что анализ спектров Фурье спинового эхо позволяет измерить коэффициенты
самодиффузии отдельных компонент в биологических системах. Проанализированы
литературные данные, демонстрирующие возможности метода ЯМР в исследовании
обменных процессов в биологических системах. Показано, что при изучении
особенностей молекулярного обмена в биологических клетках метод ЯМР ИГМП
обладает рядом преимуществ по сравнению с методом ЯМР с парамагнитным
допингом, поскольку он позволяет напрямую измерять проницаемость клеточных
стенок, оценивать размер клеток и при этом не оказывает разрушающего воздействия
на живые системы.
Во второй главе описаны объекты и методы исследования. Приведены
характеристики дрожжей Saccharomyces cerevisiae рас Y-3137 и Y-3327, которые были
выбраны в качестве модельных объектов. Указаны условия их выращивания.
Приведена методика приготовления образцов эритроцитов крови мыши, которые были
выбраны для исследования процессов водного обмена, латеральной диффузии, а также
оценки взаимодействия водорастворимых производных фуллерена С60 с мембранами.
Представлена структура используемых ВПФ (таблица 1). Указаны концентрации
водных растворов.
Таблица 1. Структурные формулы исследуемых водорастворимых производных
фуллерена С60.
№
Структура соединения
Название
пентафосфоновая кислота [60]фуллерена
1
I
2
II
калиевая соль аддукта [60]фуллерена с
каптоприлом
3
III
гидрохлорид аддукта [60]фуллерена с Nметилпиперазином
4
IV
натриевая соль аддукта [60]фуллерена с 3меркаптопропансульфоновой кислотой
6
5
калиевая соль аддукта [60]фуллерена с 3меркаптопропионовой кислотой
V
Основным методом исследования, используемым в работе, является метод ЯМР
ИГМП. Измерения проводились на импульсном спектрометре ЯМР с фурьепреобразованием Bruker AvanceIII-400 WB, оснащенном датчиком импульсного
градиента магнитного поля, максимальная величина импульсного градиента составляла
30 Тл/м. Измерения коэффициентов самодиффузии (КСД) проводили на ядрах 1Н на
частоте 400.22 МГц и 31Р на частоте 161.98 МГц. Для измерения КСД использовали
импульсную последовательность «стимулированное эхо» (рисунок 1).
Рис.
1.
Импульсная
последовательность
«стимулированное эхо»: δ –
длительность
эквивалентного
прямоугольного
импульсного
градиента магнитного поля,
g – амплитуда импульсного
градиента магнитного поля,
τ и τ1 – интервал между
радиочастотными импульсами,
∆ – интервал между импульсами
градиента магнитного поля.
В ходе экспериментов регистрировалось уменьшение сигнала спинового эха в
зависимости от амплитуды импульсного градиента g при постоянных временах
задержки между РЧ импульсами и постоянной длительности градиентного импульса.
Для анализа диффузионных затуханий использовались интегральные интенсивности
линий ЯМР исследуемых молекул в Фурье спектрах эха.
В третьей главе представлены результаты исследований водного обмена в
модельных системах и эритроцитах, латеральной диффузии в эритроцитарных
мембранах.
Водный обмен в модельных системах
Методом ЯМР ИГМП на ядрах 1Н были получены зависимости коэффициентов
самодиффузии молекул воды в клетках дрожжей рас Y-3137 и Y-3327 от времени
диффузии td = ∆–δ/3. Длительность градиентного импульса δ составляла 1 мс. Время
диффузии варьировалось от 5 до 1000 мс. Число точек в диффузионном затухании
составляло 64. Период повторения последовательности был равен 4 с.
Полученные диффузионные затухания (ДЗ) протонов молекул воды,
представляющие собой зависимости площадей сигналов стимулированного спинового
эхо от квадрата амплитуды градиентного импульса при различных временах диффузии
для образцов Y-3137 и Y-3327 представлены на рисунке 2.
7
б
а
Рис. 2. Диффузионные затухания стимулированного эха при различных
временах диффузии (времена указаны во вставке): а – для образца Y-3137, б – для
образца Y-3327.
В данном случае диффузионные затухания носят сложный характер и
описываются уравнением для многофазной системы (с точки зрения ЯМР),
самодиффузия частиц в которой характеризуется несколькими КСД:
A(2τ ,τ 1 , g ) m '
A( g ) =
= ∑ pi exp( −γ 2 g 2δ 2 t d Dsi )
A(2τ ,τ 1 ,0) i =1
(1)
где γ – гиромагнитное отношение ядра; td = ∆-δ/3 – время диффузии; ∆, δ, τ, τ1 показаны
на рисунке 1; m – число фаз в системе, Dsi – коэффициент самодиффузии в i-ой фазе и
pi' = pi exp(−
m
2τ τ 1
2τ τ 1
− ) / ∑ pi exp(−
− )
T2i T1i i =1
T2i T1i ,
m
∑p
i =1
i
=1
где pi – относительное количество ядер молекул, характеризующихся КСД Dsi
(населенности в i-ой фазе); T1i – время спин-решеточной релаксации, T2i – время спинспиновой релаксации в i-ой фазе. Для больших времен Т1 и Т2 как правило pi≈p′i.
В соответствии с уравнением (1) ДЗ молекул протонов воды в суспензии
дрожжевых клеток хорошо аппроксимировались суммой трех экспонент
характеризуемых коэффициентами самодиффузии Ds1, Ds2, Ds3, соответственно.
На рисунке 3 представлены экспериментальные зависимости КСД молекул воды
Ds1, Ds2, Ds3 от времени диффузии td.
б
а
Рис. 3. Зависимость коэффициентов самодиффузии молекул воды Ds1, Ds2, Ds3 от
времени диффузии td: а – для образца Y-3137, б – для образца Y-3327.
8
Как видно из рисунка 3, величина КСД Ds3 не зависит от времени диффузии и
близка к КСД объемной воды 2.4·10-9 м2/с, в то время как, КСД Ds1 и Ds2 меньше на
порядок КСД объемной воды и уменьшаются с ростом времени диффузии td, что
указывает на ограниченный характер трансляционного перемещения молекул воды.
Коэффициент Ds3 характеризует внешнюю воду, в то время как коэффициенты Ds1 и Ds2
относятся к внутриклеточной и межклеточной воде, соответственно.
Для пористых систем с проницаемыми стенками, которые можно рассматривать
как модели биологических клеток, существует возможность оценки их размеров и
проницаемости. В этом случае анализируется зависимость КСД от времени диффузии в
условиях ограниченной диффузии воды в микрообъеме мембранных систем.
Идеальный вид такой зависимости представлен на рисунке 4.
Рис. 4. Идеализированная зависимость коэффициента самодиффузии воды от
времени диффузии в пористых системах с проницаемыми стенками.
Как видно из рисунка 4, при малых временах диффузии (область 1), молекулы
воды, не успевая достигать стенок пор, не испытывают ограничений и коэффициент
самодиффузии Ds=D0 не зависит от td. При больших временах диффузии молекулы
воды, в результате эффекта проницания, успевают продиффундировать в соседние
поры, измеряемый коэффициент диффузии Dр также не зависит от td (область 3) и
1
1
1
=
+
D p D0 P ⋅ a
(2)
где Р – проницаемость стенки поры (или клетки), а – размер поры (или клетки).
Зависимость Ds(td), связанная с внутриклеточной водой, содержит информацию
о размере клеток, а также о проницаемости клеточных мембран. Ключевой проблемой
является количественный расчет данных характеристик. Для непроницаемых пор
Ds∝ t d−1 и в соответствии с соотношением Эйнштейна:
Ds (t d ) =
a2
(3)
6t d
В реальных системах с проницаемостью зависимость Ds(td) более пологая.
Данная ситуация была подробно рассмотрена в работах, где использовали
скейлинговый подход, предложенный Скирдой В.Д. с коллегами, для анализа
зависимости Ds(td). В этом случае размер ограничения а рассчитывается из зависимости
эффективного КСД Dseff (t d ) , который пропорционален t d−1 , что удовлетворяет условию
для непроницаемых пор. Dseff (t d ) задается следующим уравнением:
Dseff (t d ) =
Ds (t d ) − D p
D0 − D s (t d )
9
⋅ D0
(4)
где Ds(td) – экспериментальная зависимость КСД от времени диффузии. D0 и Dp
подбираются таким образом, чтобы Dseff (t d ) ~ t d−1 .
Из уравнения (4) определены эффективные КСД молекул воды в клетках
дрожжей. Параметры D0 и Dp составили: раса Y-3137 после 1-х суток выращивания
D0=2.4·10-9 м2/с, Dр=3.8·10-12 м2/с, раса Y-3137 после 2-х суток выращивания D0=2.4·10-9
м2/с, Dр=3.6·10-12 м2/с; раса Y-3327 после 1-х суток выращивания D0=2.4·10-9 м2/с,
Dр=1·10-12 м2/с; раса Y-3327 после 2-х суток выращивания D0=2.4·10-9 м2/с, Dр=4.3·10-12
м2/с. Зависимости эффективных КСД молекул воды от времени диффузии приведены
на рисунке 5.
Рис.
5.
Зависимость
эффективных
коэффициентов
самодиффузии молекул воды от
времени диффузии, где 1, 2 –
эффективные КСД расы Y-3137
после
1-х
и
2-х
суток
выращивания, соответственно;
3, 4 – эффективные КСД расы
Y-3327 после 1-х и 2-х суток
выращивания, соответственно.
На основании полученных зависимостей рассчитывались размеры d клеток
дрожжей различных рас, исходя из соотношения (3), и проницаемости клеточных
стенок P, исходя из уравнения (2). Величины диаметров клеток d=2а и проницаемостей
Р клеток дрожжей Y-3137 и Y-3327 при разных временах выращивания приведены в
таблице 2.
Таблица 2. Размеры клеток дрожжевых клеток d и проницаемости Р при разных
временах выращивания клеток.
Раса
Средний диаметр
Время
Диаметр клеток Проницаемость
дрожжей
клеток d,
выращивания, d, рассчитанный
Р·10-6, м/с
измеренный
часы
из данных по
методом
ЯМР, мкм
микроскопии, мкм
Y-3137
6–9*
24
7.9
0.29
48
7.9
0.61
Y-3327
2–6
24
5.1
0.19
48
3.8
0.53
*Средний диаметр рассчитан как среднее арифметическое значений большой и
малой оси эллипсоида.
Приведенные данные о проницаемости клеточной мембраны испытанных рас
дрожжей подтверждают результаты исследований их метаболизма, полученные в
ВНИИ пищевой биотехнологии. По-видимому, более высокая клеточная
проницаемость дрожжей Saccharomyces cerevisiae Y-3327 объясняет их способность
выдерживать повышенное осмотическое давление и эффективно сбраживать зерновое
сусло с более высокой концентрацией растворенных сухих веществ.
10
Диаметры клеток, определенные методом ЯМР, хорошо согласуются со
средними размерами клеток, измеренными методом микроскопии 7.0-10.0×5.0–7.5 мкм
и 2×2–6×6 мкм для рас Y-3137 и Y-3327, соответственно.
Водный обмен и латеральная диффузия в эритроцитах крови мыши
Одними из основных задач предлагаемой работы являются исследования
методом ЯМР ИГМП процессов водного обмена и самодиффузии липидов в
эритроцитах крови мыши. В ходе экспериментов варьировалась температура от 5 до
35оС. На рисунке 6 представлены протонные спектры суспензии эритроцитов при
различных значениях амплитуды импульсного градиента поля.
а
б
Рис. 6. Спектры 1Н суспензии эритроцитов: а – при величине градиента g=0.4
Тл/м; б – при величине градиента g=11 Тл/м.
Наиболее интенсивный сигнал (рисунок 6а) с химическим сдвигом 4.7 м.д.
обусловлен молекулами воды. Слабые сигналы, отчетливо проявляющиеся при
больших величинах амплитуды градиента, принадлежат мембране эритроцитов. Более
интенсивные сигналы с химическими сдвигами 1.4 и 0.8 м.д. относятся к (СН2)n и СН3
группам липидов, соответственно. Сигналы в области 6-9 м.д. принадлежат к белковой
компоненте эритроцитов (в частности, ароматические группы, NH и ОН группы).
Были проанализированы диффузионные затухания сигнала спинового эха 1Н
молекул воды и (СН2)n и СН3 групп.
Примеры диффузионных затуханий, полученных при различных временах
диффузии td и температурах, представлены на рисунке7.
11
а
б
Рис. 7. ДЗ молекул воды в суспензии эритроцитов: а – при различных
температурах (значения температур указаны во вставке, td = 20 мс); б – при различных
временах диффузии (значения td указаны во вставке, температура 35оС).
Полученные диффузионные затухания носят сложный характер и описываются
уравнением (1). Диффузионные затухания молекул воды в эритроцитах, как и
диффузионные затухания в дрожжевых клетках, аппроксимировались суммой трех
экспонент, которые характеризуются коэффициентами самодиффузии Ds1, Ds2, Ds3 и
относительными долями молекул р1, р2, р3.
Анализ кривых ДЗ при различных временах диффузии td показывает, что
величины населенностей р1, р2 и КСД Ds1, Ds2 зависят от времени диффузии. На
рисунке 8а показаны зависимости Ds1, Ds2, Ds3 от времени диффузии td. На рисунке 8б
представлена зависимость относительных долей молекул воды р1, р2, р3 от времени
диффузии td.
а
б
Рис. 8. Зависимость КСД Ds1, Ds2, Ds3 (а) и относительных долей молекул воды
р1, р2, р3 от времени диффузии td при 35оС.
Как видно из рисунка 8а, с увеличением времени диффузии КСД Ds1 и Ds2
уменьшаются, а величина Ds3 не меняется и по своему значению близка к КСД
объемной воды. Также наблюдается уменьшение заселенностей р1 и р2 и увеличение
величины р3 с ростом td.
Выделено три типа воды в суспензии эритроцитов: объемная, межклеточная и
внутриклеточная. В дальнейшем обсуждении основное внимание уделено
внутриклеточной воде, поведение которой характеризуется Ds1 и р1.
На рисунке 9а представлены зависимости экспериментальных КСД молекул
воды Ds1 от времени диффузии при температурах 5, 20 и 35оС. Как видно из рисунка,
зависимость Ds1(td) более пологая по сравнению с t d−1 . Полученные в соответствии с
12
уравнением (4) эффективные КСД молекул воды Dseff1 (t d ) показаны на рисунке 9б.
Параметры D0 и Dp составили: при 10оС D0=2.7·10-9 м2/с, Dp=2.5·10-12 м2/с; при 25оС
D0=2.7·10-9 м2/с, Dp=4.5·10-12 м2/с; при 35оС D0=2.7·10-9 м2/с, Dp=6.0·10-12 м2/с.
б
а
Рис. 9. Зависимость экспериментальных КСД Ds(td) (a) и эффективных КСД
eff
Ds (t d ) (б) от времени диффузии td для внутриклеточной воды в эритроцитах при
различных температурах. Значения температур указаны во вставках. Прямая линия на
рисунке (б) пропорциональна t d−1 .
Как видно из рисунка 9б, Dseff1 (t d ) ~ t d−1 начиная с 20 мс. Также Dseff1 (t d ) не зависит
от температуры. Что позволяет сделать вывод о том, что размер ограничения диффузии
(размер клетки эритроцита) не меняется при изменении температуры. Размер
ограничения диффузии а рассчитан из уравнения (3), и его величина составила 2.1 мкм.
При расчете Dseff (t d ) внутриклеточной воды в суспензии эритроцитов были
получены значения КСД Dp – КСД молекул воды в режиме усреднения по всему
объему образца. Для описания полученной температурной зависимости использовано
уравнение Аррениуса. В этом случае температурная зависимость КСД молекул воды
имеет вид:
E
(5)
D = D0 exp(− D )
RT
где D0 – независящая от температуры постоянная, ED – энергия активации
самодиффузии, R – универсальная газовая постоянная, Т – абсолютная температура. Из
наклона этих зависимостей в координатах ln(D) – 1/Т определяют параметр ED.
На рисунке 10 представлена зависимость величины Dр от температуры Т в
координатах Аррениуса. Как следует из (2) при условии D0>>Dр данная зависимость
фактически отражает зависимость проницаемости Р клеточных стенок от температуры
Т. Энергия активации самодиффузии составила ED=24.1±1.9 кДж/моль. Величина
проницаемости Р клеточной мембраны эритроцитов крови мыши, рассчитанная в
соответствии с уравнением (2), изменяется от 0.3·10-5 до 0.5·10-5 м/с с ростом
температуры от 5 до 35 оС.
13
Рис. 10. Температурная
зависимость КСД Dр молекул
воды в диапазоне температур от 5
до 35оС. Энергия активации
ЕD=24.1±1.9 кДж/моль.
Благодаря наличию проницаемости мембран эритроцитов, существует обмен
между объемной, межклеточной и внутриклеточной водой. Для расчета времени
нахождения молекулы воды внутри клетки использована двухкомпонентная модель
молекулярного обмена. Из этой модели следует, что относительная доля молекул
диффузанта в клетке р1 с учетом вклада спин-решеточной релаксации зависит от
времени диффузии следующим образом:
 t 
 t 
p1 = p f exp − d  + ps exp − d 
(6)
 τ 
 T1 
где τ – время жизни молекулы, Т1 – время спин-решеточной релаксации, которое
составляет ≈600 мс, pf+ps = p1(0), ps, pf веса медленной и быстрой компонент,
соответственно. На рисунке 11 представлены зависимость р1(td) и разложение ее на
компоненты в соответствии с уравнением (6). Значение времени жизни τ молекулы
внутри клетки составило 20±2 мс при 30оС.
Рис. 11. 1 – зависимость
относительных долей р1 молекул
воды внутри клетки от времени
диффузии td. 2 – зависимость
р1(td)
после
вычитания
медленной
компоненты.
Температура 30оС.
Для исследования самодиффузии липидов были проанализированы
диффузионные затухания в области 0-2 м.д. при различных временах диффузии
(рисунок 12). Диффузионные затухания аппроксимировались двумя экспонентами в
соответствии с уравнением (1). Меньший КСД DL. изменяется от 3·10-12 м2/с до 10-11
м2/с в зависимости от температуры и времени диффузии. Относительная доля
(населенность pL) возрастает при удалении области интегрирования сигнала спинового
эха от положения сигнала воды. Это позволяет сделать вывод о том, что коэффициент
самодиффузии DL характеризует латеральную диффузию липидов. Компоненты с
большими КСД, определяющие начальную часть ДЗ относятся к крыльям значительно
более интенсивного сигнала воды.
14
Рис. 12. Диффузионные
затухания в области 0-2 м.д. при
различных временах диффузии td.
Значения td указаны во вставке.
Температурная зависимость DL, полученная при времени диффузии td=10 мс в
координатах Аррениуса, показана на рисунке 13. Энергия активации ED латеральной
диффузии молекул липидов составила 25±2.9 кДж/моль.
Рис. 13. Температурная
зависимость
коэффициентов
латеральной диффузии DL в
диапазоне температур от 5 до
35оС.
Энергия
активации
ЕD=25±2.9 кДж/моль.
Время
диффузии td=10 мс.
Величина коэффициента латеральной диффузии липидов DL уменьшается с
увеличением времени диффузии td. Экспериментальная зависимость DL(td) при
температурах 20 и 25оС показана на рисунке 14а. Эффективные коэффициенты
латеральной диффузии DLeff рассчитаны из уравнения (4). Значения D0 и Dp составили:
при 20оС D0=10.3·10-12 м2/с, Dp=1.9·10-12 м2/с; при 25оС D0=9.8·10-12 м2/с, Dp=1.9·10-12
м2/с. Полученные зависимости D Leff (t d ) показаны на рисунке 14б. Размер ограничения
диффузии а молекул липидов, рассчитанный из уравнения (1.22), составляет ≈1.4 мкм.
а
б
Рис. 14. а – Зависимость коэффициентов латеральной диффузии липидов DL
от времени диффузии td при 20оС и 25оС; б – зависимость эффективных
коэффициентов латеральной диффузии липидов DLeff от времени диффузии td при
20оС и 25оС.
15
В четвертой главе представлены результаты исследований процессов
ассоциации водорастворимых производных фуллерена С60 I-V в водных растворах.
Структурные формулы ВПФ I-V приведены в таблице 1.
ЯМР ИГМП на ядрах 31Р
Методом ЯМР ИГМП были измерены коэффициенты самодиффузии соединения
I в водных растворах на ядрах 31Р на частоте 161.98 МГц. Длительность импульса
градиента магнитного поля δ=2.5 мс, интервал между импульсами градиента
магнитного поля ∆=5 мс, максимальная амплитуда импульса градиента магнитного
поля g=18 Тл/м. Типичное диффузионное затухание на ядрах 31Р представлено на
рисунке 15.
Рис. 15. Диффузионное
31
затухание
на
ядрах
Р
соединения I в водном растворе
концентрации 40 мг/мл.
Диффузионные затухания в диапазоне концентраций С от 1 до 60 мг/мл носят
экспоненциальный характер и хорошо описываются уравнением:
A(0)
2τ τ 1
A(2τ , τ 1 , g ) =
exp(−
− ) exp(−γ 2 g 2 δ 2 t d D s )
(7)
2
T2 T1
Зависимость величины КСД Ds молекул соединения I от концентрации водного
раствора C представлена на рисунке 16а. Полученные значения КСД Ds позволили
оценить размеры частиц соединения I в растворах различных концентраций в рамках
модели Стокса-Эйнштейна исходя из соотношения:
D=
k ⋅T
6 ⋅ π ⋅η ⋅ rH
(8)
где k – постоянная Больцмана 1,3806·10-23 Дж/К; Т – температура в Кельвинах; η –
вязкость растворителя при температуре Т; rН – гидродинамический радиус частицы.
На рисунке 16б представлена зависимость гидродинамических радиусов частиц
rН, образованных молекулами соединения I в водном растворе, от концентрации
раствора C.
Как видно из рисунка 16б, размер частиц rН увеличивается с ростом
концентрации С. Установлено, что при малых концентрациях (С < 3 мг/мл) в растворе
находятся частицы с диаметром dH=1.3 нм, что соответствует изолированным
молекулам фуллерена. Максимальный рассчитанный dH=4.5 нм достигается при
концентрации С=40 мг/мл. Дальнейшее повышение концентрации не ведет к
увеличению dH.
Так как размеры ассоциатов dH, образованных молекулами соединения I, зависят
от концентрации С, то для исследования взаимодействия ВПФ с мембранами
эритроцитов этот препарат не подходит, поскольку невозможно определить его
концентрацию в эритроцитах. Поэтому было необходимо подобрать такие производные
16
фуллерена С60, размер ассоциатов которых в водных растворах не зависел бы от
концентрации.
б
а
Рис. 16. Зависимость КСД Ds (а) и радиусов частиц rН от концентрации водного
раствора C соединения I.
ЯМР ИГМП на ядрах 1Н
Исследовались процессы самодиффузии водорастворимых производных
фуллерена С60 II-V. Коэффициенты самодиффузии ВПФ II-V в водных растворах
измеряли на ядрах 1Н методом ЯМР ИГМП на частоте 400.22 МГц. Длительность
импульса градиента магнитного поля δ=1 мс, максимальная амплитуда импульса
градиента магнитного поля g=5 Тл/м, интервал между импульсами градиента
магнитного поля ∆ варьировался от 10 до 1000 мс в зависимости от эксперимента,
число точек в диффузионном затухании 32 или 64.
На рисунке 17 представлены диффузионные затухания на ядрах 1Н молекул
соединений II-V в водных растворах.
а
б
в
г
1
Рис. 17. Диффузионные затухания на ядрах Н в водных растворах при различных
временах диффузии td: а – соединение II (С=21.3 мг/мл); б – соединение III (С=2 мг/мл);
в – соединение IV (С=51 мг/мл); г – соединение V (С=47 мг/мл). Значения td указаны во
вставках.
17
Во всех случаях ДЗ описываются двумя экспонентами в соответствии с
уравнением (1). Величины КСД Ds1 и Ds2 молекул ВПФ в водных растворах от времени
диффузии td не зависят. Значения коэффициентов самодиффузии ВПФ Ds1 и Ds2
приведены в таблице 3.
Таблица 3. Значения КСД соединений II-V в водных растворах
Ds1, м2/c
Ds2, м2/c
-11
II
(7.1±1.4)·10
(3.7±0.7)·10-10
III
(1.1±0.1)·10-10
(3.2±0.6)·10-10
-11
IV
(7.0±1.4)·10
(3.0±0.6)·10-10
V
(7.5±1.5)·10-11
(4.3±0.8)·10-10
С использованием уравнения (8) получены значения гидродинамических
радиусов rH частиц в растворах. Установлено, что в растворах существуют
изолированные молекулы ВПФ с диаметром dH2 и их ассоциаты с диаметром dH1
(таблица 4). Анализ концентрационных зависимостей КСД Ds(C) ВПФ II-V показал, что
с ростом концентрации C размеры ассоциатов dH1 не изменяются. Относительная доля
ассоциатов p1 фуллереновых производных в водных растворах возрастает с
увеличением концентрации C. Для соединения II от 0.41 до 0.78, для соединения III от
0.34 до 0.65, для соединения V 0.56 до 0.73.
Таблица 4. Значения размеров частиц, образованных молекулами ВПФ в
водных растворах.
dH1, нм
dH2, нм
II
5.2±1.0
1.0 ±0.2
III
3.4±0.7
1.6±0.3
IV
5.2±1.0
1.2±0.2
V
5.0±1.0
1.0±0.2
Для соединения II обнаружена сложная зависимость относительных долей p1
КСД ассоциатов от времени диффузии td. Оценено время жизни ассоциатов τ исходя из
уравнения (6). На рисунке 18 показана зависимость р1(td). Характерные времена
«хвостов» кривых составили около 1 с, что хорошо согласуется с временем спинрешеточной релаксации фуллеренов T1 (0.9 с), измеренным независимо. Прямые,
полученные в результате вычитания компоненты спин-решеточной релаксации,
показаны на рисунке 18. Из наклона этих прямых были рассчитаны времена жизни τ
ассоциатов в соответствии с уравнением (6).
18
Рис. 18. 1 – зависимость
заселенности р1(td) от времени
диффузии td. 2 – зависимость
р1(td)
после
вычитания
медленной компоненты.
Полученные значения времен жизни ассоциатов τ составили 140, 180 и 200 мс
при концентрации растворов С 64.4, 21.3 и 5.3 мг/мл, соответственно.
В пятой главе приведены результаты исследований взаимодействия
водорастворимых производных фуллерена C60 III-V с эритроцитами крови мыши. В
суспензию клеток вводили водные растворы ВПФ II-V и проводили ЯМР измерения.
Концентрация водорастворимых производных фуллерена С60 III-V в клетках
эритроцитов составила 10-2 М.
Коэффициенты самодиффузии ВПФ в эритроцитах измеряли на ядрах 1Н
методом ЯМР ИГМП на частоте 400.22 МГц. Длительность импульсного градиента
магнитного поля δ=1 мс, максимальная амплитуда импульса градиента магнитного
поля g=11 Тл/м, интервал между импульсами градиента магнитного поля ∆
варьировался от 10 до 1000 мс в зависимости от эксперимента, число точек в
диффузионном затухании 64.
На рисунках 19а, 20а и 21а представлены протонные спектры растворов
используемых соединений III-V. На рис. 19б, 20б и 21б – протонные спектры
эритроцитов с введенными ВПФ. Сигналы производных фуллерена С60 в суспензии
эритроцитов хорошо различимы. Как видно из рисунков 19-21 при введении
водорастворимых производных фуллерена С60 в эритроциты наблюдается изменение их
химических сдвигов, что может быть объяснено межмолекулярным взаимодействием
ВПФ с эритроцитами.
а
б
Рис. 19. Спектры 1Н: а – водный раствор соединения III концентрации 50 мг/мл;
б – суспензия эритроцитов с введенным соединением II. Приведены химические
сдвиги компонентов производных фуллерена.
19
а
б
Рис. 20. Спектры 1Н: а – водный раствор соединения IV концентрации
60 мг/мл; б – суспензия эритроцитов с введенным соединением IV. Приведены
химические сдвиги компонентов производных фуллерена.
а
б
Рис. 21. Спектры 1Н: а – водный раствор соединения V концентрации 47 мг/мл;
б – суспензия эритроцитов с введенным соединением V. Приведены химические
сдвиги компонентов производных фуллерена.
Для каждого соединения получены диффузионные затухания сигнала спинового
эхо в суспензии эритроцитов при различных временах диффузии td (рисунок 22).
Анализ затуханий выполнен в соответствии с уравнением (1).
20
а
б
Рис. 22. Диффузионные затухания
молекул соединений III (а), IV (б) и V (в)
в суспензии эритроцитов при различных
временах диффузии td. Значения времен
диффузии td указаны во вставках.
в
При анализе ДЗ обнаружено три типа КСД Ds1, Ds2, и Ds3 исследуемых
соединений в системе. Полученные значения КСД соединений II и III в суспензиях
эритроцитов приведены в таблице 5. Для сравнения представлены величины КСД этих
соединений в водных растворах.
Таблица 5. Значения КСД соединений III, IV и V в суспензиях эритроцитов и в водных
растворах.
Значения КСД производных
Значения КСД производных фуллерена С60 в
фуллерена С60 в водных
суспензии эритроцитов
растворах
Ds1, м2/с
Ds2, м2/с
Ds3, м2/с
Ds1, м2/с
Ds2, м2/с
-12
-10
-10
-10
III
(8.5±1.8)·10
(1.7±0.3)·10
(6.3±1.3)·10
(1.1±0.1)·10
(3.2±0.6)·10-10
IV
(6±1)·10-12
(3.3±0.7)·10-11 (5.8±1.2)·10-10
(7.0±1.4)·10-11 (3.0±0.5)·10-10
V
(5±1)·10-12
(4.4±0.9)·10-11 (7.1±1.4)·10-10
(7.5±1.5)·10-11 (4.3±0.8)·10-10
Из полученных результатов видно, что значения Ds2 и Ds3 соединений III, IV и V
в суспензиях эритроцитов практически совпадают с КСД Ds1 и Ds2 этих же соединений
в водных растворах. Но при введении ВПФ III-V в суспензию эритроцитов для данных
соединений наблюдались компоненты с КСД Ds1=6·10-12 м2/с (III), Ds1=8.5·10-12 м2/с (IV)
и Ds1=5·10-12 м2/с (V). Их значения близки к коэффициенту латеральной диффузии
липидов мембран (DL=7·10-12 м2/с). Наличие КСД Ds1 ВПФ в суспензии эритроцитов,
практически совпадающих с DL, позволяет сделать вывод о взаимодействии молекул
ВПФ III-V с эритроцитами: по-видимому, молекулы водорастворимых производных
фуллеренов включаются в мембранные стенки эритроцитов.
21
Значения относительных долей р1 молекул ВПФ в мембранах эритроцитов
составили 0.13, 0.12 и 0.05 для соединений III, IV и V, соответственно. Произведена
оценка среднего времени τ нахождения молекул ВПФ на поверхности мембраны. Для
соединения III τ=250 мс, для соединения IV τ=630 мс, для соединения V τ=650 мс.
ВЫВОДЫ
Отработана методика, основанная на скейлинговом подходе, оценки методом
1.
ЯМР ИГМП размеров клеток и проницаемости биологических мембран для молекул
воды на модельных клеточных системах (дрожжевых штаммах Y-3137 и Y-3327).
2.
Оценены: эффективный размер (2.1 мкм) и проницаемость для молекул воды
(0.3-0.5·10-5м/с) клеток эритроцитов крови мышей. Рассчитана энергия активации
проницаемости в температурном диапазоне 5-35оС (24.1±1.9 кДж/моль) и время жизни
молекул воды внутри клетки (20 мс).
3.
Измерены коэффициенты латеральной диффузии липидов эритроцитарной
мембраны, рассчитана энергия активации самодиффузии липидов в температурном
диапазоне 5-35оС (25±2.9 кДж/моль). Показано, что латеральная диффузия носит
ограниченный характер, область ограничений составляет ~1.4 мкм.
4.
Методом ЯМР ИГМП выявлена способность водорастворимых производных
фуллерена С60 (с пятью фосфонатными аддендами, пятью фрагментами каптоприла,
метилпиперазина,
натриевая
соль
аддукта
фуллерена
С60
с
меркаптопропансульфоновой кислотой, производное С60 с пятью фрагментами
меркаптопропионовой кислоты) образовывать ассоциаты в водных растворах.
Показано, что водорастворимые производные фуллерена С60 находятся в растворах в
виде изолированных и агрегированных молекул, которые характеризуются различными
коэффициентами
самодиффузии.
Оценены
гидродинамические
радиусы,
относительные доли и времена жизни ассоциатов в водных растворах в
концентрационном диапазоне от 1 до 60 мг/мл.
5.
Определены коэффициенты самодиффузии водорастворимых производных
фуллерена С60 (с пятью фрагментами метилпиперазина, натриевая соль аддукта
фуллерена С60 с меркаптопропансульфоновой кислотой, производное С60 с пятью
фрагментами меркаптопропионовой кислоты) в суспензии эритроцитов. В отличие от
водных растворов, в суспензии эритроцитов трансляционная подвижность молекул
производных фуллерена С60 характеризуется тремя коэффициентами самодиффузии.
Показано, что значения наименьшего коэффициента самодиффузии составляют
5÷8.5·10-12 м2/с, что близко к величинам коэффициентов латеральной диффузии
липидов эритроцитарной мембраны (5÷8·10-12 м2/с) На основании этого сделан вывод о
том, производные фуллерена С60 включаются в мембрану эритроцитов. Определены
относительные доли производных фуллерена С60 в эритроцитарной мембране.
БЛАГОДАРНОСТИ
Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю д.ф.-м.н.,
профессору Волкову Виталию Ивановичу за внимание, интерес и действенную помощь
в работе над диссертацией и решении организационных вопросов. Особые
благодарности автор выражает сотрудникам ИПХФ РАН: зав. отделом ОКХБП, д.ф.м.н., профессору Котельникову Александру Ивановичу; зав. лаб. ФХБФАС, к.ф.-м.н.
Котельниковой Раисе Алексеевне; зав. лаб. ФМЭМ, к.х.н. Трошину Павлу
Анатольевичу за плодотворное обсуждение экспериментальных результатов.
Отдельные благодарности автор выражает чл.-корр. РАН, д.т.н., профессору
Римаревой Любови Вячеславовне (ВНИИПБТ) за предоставленные образцы и
22
обсуждение результатов, к.ф.-м.н. Лоскутову Валентину Валентиновичу (МарГУ)
участие в работе, д.ф.-м.н., профессору Скирде Владимиру Дмитриевичу (КФУ) за
ценные консультации.
Автор благодарит сотрудников лаборатории ЯМР: к.ф.-м.н. Васильева Сергея
Геннадьевича и к.х.н. Черняка Александра Владимировича за помощь в подготовке
работы, консультации и поддержку. Автор признателен Хакиной Е.А.,
Солдатовой Ю.В. (ИПХФ РАН) и к.б.н. Смолиной А.В. (ИПХФ РАН) за
предоставленные образцы для исследований. Автор выражает искреннюю
признательность всем соавторам статей.
ПУБЛИКАЦИИ АВТОРА ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
Статьи:
1.
Авилова И.А. Водный обмен в клетках дрожжей Saccharomyces cerevisiae pac Y3137 и Y-3327 по данным ЯМР с импульсным градиентом магнитного поля / Авилова
И.А., Васильев С.Г., Римарева Л.В., Серба Е.М., Волкова Л.Д., Волков В.И. // Журнал
физической химии. – 2015. – Т. 89. – № 4. – С. 708-712
2.
Avilova I.A. Self-diffusion of water and blood lipids in mouse erythrocytes / Avilova
I.A., Smolina A.V., Kotelnikov A.I., Kotelnikova R.A., Loskutov V.V., Volkov V.I. //
Applied Magnetic Resonance. – 2016. – V. 47(3). – Р. 335-347.
3.
Avilova I.A. The self-organization of water soluble fullerene derivatives studied by
pulsed field gradient NMR / Avilova I.A., Chernyak A.V., Zhilenkov A.V., Troshin P.A.,
Volkov V.I. // Mendeleev Communications. – 2016. – 26. – P. 146-148.
Тезисы докладов:
1.
Авилова И.А. Исследование процессов водного обмена в клетках дрожжей
Saccharomyces cerevisiae методом ЯМР ИГМП / Авилова И.А., Васильев С.Г., Волкова
Л.Д., Римарева Л.В. // Сборник тезисов всероссийской школы-конференции с
международным участием «Магнитный резонанс и его приложения». – СанктПетербург, 2012 – С. 55-56.
2.
Авилова И.А. Исследование процессов водного обмена в клетках дрожжей
Saccharomyces cerevisiae методом ЯМР ИГМП / Авилова И.А., Васильев С.Г., Волкова
Л.Д., Римарева Л.В. // Материалы четвертой конференции с элементами научной
школы для молодежи «Органические и гибридные наноматериалы». – Иваново, 2013 –
С. 45-48.
3.
Volkov V.I. Water Exchange in Biological Cells Studied by Pulsed NMR Techniques /
Volkov V.I., Avilova I.A., Rimareva L.V., Volkova L.D. // Book of abstract Nuclear
Magnetic Resonance in Condensed Matter: International Symposium and Summer School,
10th meeting: «Bimolecular NMR and related phenomena». – Saint Petersburg, 2014 – P. 17.
4.
Авилова И.А. Водный обмен в клетках дрожжей Sacharomyces cerevisiae по
данным ЯМР ИГМП / Авилова И.А., Васильев С.Г., Волкова Л.Д., Римарева Л.В. //
Сборник тезисов VI Троицкой конференции «Медицинская физика и инновации в
медицине» секция «Когнитивные исследования, информационные технологии». –
Троицк, Москва, 2014 – С. 51-52.
5.
Авилова И.А. Самодиффузия водорастворимых производных фуллеренов в
эритроцитах по данным ЯМР ИГМП / Авилова И.А, Хакина Е.А., Солдатова Ю.В.,
Котельникова Р.А., Котельников И.А., Трошин П.А., Волков В.И. // Материалы Пятой
конференции с элементами научной школы для молодежи «Органические и гибридные
наноматериалы». – Иваново, 2015 – С. 69-72.
Авилова И.А. Ассоциация водорастворимых производных фуллеренов по
6.
данным ЯМР с импульсным градиентом магнитного поля / Авилова И.А., Черняк А.В.,
23
Хакина Е.А., Жиленков А.В., Трошин П.А., Волков В.И. // Сборник тезисов XII
Всероссийской конференции с международным участием «Проблемы сольватации и
комплексообразования в растворах. От эффектов в растворах к новым материалам»
секция 2. – Иваново, 2015 – С. 125-126.
7.
Авилова И.А. Процессы водного обмена в эритроцитах крови мыши по данным
ЯМР ИГМП / Авилова И.А., Смолина А.В., Котельников А.И., Котельникова Р.А.,
Лоскутов В.В., Волков В.И // Сборник тезисов I Международной школы-конференции
студентов, аспирантов и молодых ученых «Биомедицина, материалы и технологии XXI
века». – Казань 2015 – С. 13.
8.
Волков В.И. Процессы молекулярного обмена в биологических мембранах по
данным ЯМР / Волков В.И., Авилова И.А., Смолина А.В., Котельников А.И.,
Котельникова Р.А., Лоскутов В.В. // Материалы 12-ой Зимней молодежной школыконференции с международным участием «Магнитный резонанс и его приложения». –
Санкт-Петербург, 2015 – С. 42-43.
9.
Волков В.И. Молекулярный обмен и латеральная диффузия в эритроцитах по
данным ЯМР с импульсным градиентом магнитного поля / Волков В.И., Авилова И.А.,
Хакина Е.А., Котельников А.И., Трошин П.А. // Сборник тезисов международного
симпозиума «Магнитный резонанс: от фундаментальных исследований к практическим
приложениям». – Казань, 2016 – С. 30-31.
10.
Черняк А.В. Ассоциация производных фуллеренов в растворах – исследование
методом ЯМР с ИГМП / Черняк А.В., Авилова И.А., Хакина Е.А., Мумятов А.В.,
Жиленков А.В., Трошин П.А., Волков В.И. // Сборник тезисов международного
симпозиума «Магнитный резонанс: от фундаментальных исследований к практическим
приложениям». – Казань, 2016 – С. 98-99.
11.
Авилова И.А. Взаимодействие водорастворимых производных фуллеренов с
мембранами эритроцитов по данным ЯМР с импульсным градиентом магнитного поля /
Авилова И.А., Хакина Е.А., Трошин П.А., Котельников А.И., Котельникова Р.А.,
Волков В.И. // Сборник тезисов международного симпозиума «Магнитный резонанс: от
фундаментальных исследований к практическим приложениям». – Казань, 2016 – С.
102-103.
24
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
3
Размер файла
3 560 Кб
Теги
ямр, молекулярная, магнитное, данных, градиент, биологическая, импульсные, обмен, поля, клетка
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа