, ,
Иркутский государственный медицинский университет
ВЛИЯНИЕ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА КРАКЕЛЮР-СТРУКТУРУ ПЛЕНКИ АЛЬБУМИНА
Экспериментально установлено, что результат лазерного облучения белкового раствора может быть зарегистрирован по кракелюр-структуре (картине трещин) его высохшей пленки.
Кракелюр (фр. craquelure) – трещина красочного слоя или лака на масляной картине. Трещины, т. е. нарушения целостности красочного слоя, лака или грунта, имеют различный характер и рисунок, и напрямую зависят от вызвавших их причин. Такие трещины или «кракелюры» образуются в нормальных природных условиях со временем при повреждении поверхностного слоя такого покрытия от перепадов температур и влажности. Верхний слой частично отделяется от основы и начинает усыхать, образуя видимые трещины. Эффект «трещин» связан с разницей во времени высыхания состава и лакового покрытия, которое трескается, и связан с интенсивным испарением растворителя из лакокрасочного материала, что обеспечивает достаточно "скользкую" поверхность, по которой ссыхается, трескаясь, краска или лак.
В [1] рассмотрено явление дегидратационной самоорганизации биологических жидкостей при формировании из них пленок и показано, что пленочная структура зависит как от вида белка, так и от условий высушивания раствора (в частности, от соотношения между скоростью обезвоживания и скоростью студенения раствора). Можно, поэтому, предположить, что кракелюр-структура белковой пленки также зависит и от состояния исходного белкового раствора, на которое может влиять и лазерное облучение.
В работе исследовалось влияние лазерного излучения на структуру белка – альбумина, белка, хорошо растворимого в воде и солевых растворах. Альбумины являются основными резервными белками и входят в состав сыворотки крови (сывороточные альбумины), яичного белка (овальбумин), молока (лактальбумин), а также составляют один из основных классов запасающих белков семян высших растений. Поэтому, вследствие широкой распространнености альбуминовых белков, в качестве объекта эксперимента был выбран яичный белок, содержащий овальбумин.
Использовалось куриное яйцо, в котором отделяли белок от желтка в отдельную кювету. На предметное стекло выливали половину белка до облучения, и оставляли свободно растекаться (рис. 1а). Кювету с оставшимся белком подвергали воздействию лазерного излучения
(0,63 мкм, 15 мВт, плотность мощности около 200 мВт/см2). После облучения белок выливали на второе стекло и тоже оставляли свободно растекаться. После высыхания белковый слой покрывался трещинами (рис. 1б), образующими характерную структуру, названную кракелюрной. Видно, что структура белка после лазерного воздействия более мелкая, пузыри расположены ближе к друг другу и меньше по размеру – средний диаметр пузырька в необлученных образцах составлял 5-6 мм, а в облученных 2-3 мм.
 |
 |
а б
Рис. 1. Кракелюр-структура белка до облучения (а),
кракелюр-структура белка после 10 минутного облучения (б)
Параметры кракелюр-структуры (частота и размеры пузырьков и трещин) существенно уменьшаются при лазерном воздействии на белок перед поливом на стекло. На формирование трещин оказывает влияние соотношение между скоростью испарения воды из слоя и скоростью студенения. Под действием лазерного излучения происходят конформационные изменения белка в растворе на уровне третичной и четвертичной структур, что, в свою очередь, влияет на процесс студенения раствора.
Данный метод может быть использован для дозиметрии лазерного излучения в биофизике и медицине.
Список литературы
1. Тарасевич и модели дегидратационной самоорганизации биологических жидкостей. УФН. 2004. Т.174. №7. С.779-790.
