Исследована кинетика затухания замедленной люминесценции ксантеновых зондов при варьировании уровня кислорода в биологических тканях. Показано, что значительная доля замедленной флуоресценции зонда образцов, находящихся на открытом воздухе, генерируется за счёт аннигиляции триплет-возбуждённого сенсибилизатора и синглетного кислорода (СТА-ЗФ). При снижении концентрации кислорода в тканях, в том числе и в результате фотодинамического эффекта, наблюдается тушение СТА-ЗФ. Показывается, что чувствительность СТА-ЗФ к содержанию синглетного кислорода в ткани выше, чем других видов замедленной люминесценции сенсибилизатора. Предлагается по величине интенсивности СТА-ЗФ можно отслеживать динамику кислорода в тканях в режиме реального времени. Преимущества данного подхода перед альтернативными методиками мониторинга свободного кислорода в тканях также обсуждаются.
синглетный кислород, оксигенация биологических тканей, синглет-триплетная аннигиляция, замедленная флуоресценция
1. Ormond A.B., Freeman H.S. Dye Sensitizers for Photodynamic Therapy. Materials, 2013, vol. 6, pp. 817-840.
2. Hilderbrand S.A. Labels and Probes for Live Cell Imaging: Overview and Selection Guide Live Cell. Imaging Methods in Molecular Biology, 2010, vol. 591, pp. 17-45.
3. Nyokong T. Photosensitizers in Medicine, Environment, and Security. Springer Science + Business Media B.V., 2012, ISBN: 978-90-481-3870-8 (Print), 978-90-481-3872-2 (Online).
4. Swartz H.M. Measuring real levels of oxygen in vivo: opportunities and challenges. Biochem. Soc. Trans, 2002, vol. 30, pp. 248-252.
5. Dmitriev R.I., Papkovsky D.B. Optical probes and techniques for O2 measurement in live cells and tissue. Cell. Mol. Life Sci, 2012, vol. 69, pp. 2025-2039.
6. Baier J. [et al.] Time-Resolved Investigations of Singlet Oxygen Luminescence in Water, in Phosphatidylcholine, and in Aqueous Suspensions of Phosphatidylcholine or HT29 Cells. J. Phys. Chem. B, 2005, vol. 109, no. 7, pp. 3041-3046.
7. Skovsen E., Snyder J.W., Lambert J.D., Ogilby P.R. Lifetime and diffusion of singlet oxygen in a cell. J. Phys. Chem B, 2005, vol. 109, no. 18, pp. 8570-8573.
8. Dědic R., Svoboda A., Psencik J., Hala J. Phosphorescence of singlet oxygen and meso-tetra (4-sulfonatophenyl)porphin: time and spectral resolved study. J. Mol. Struct, 2003, vol. 651, pp. 301-304.
9. Piffaretti F. [et al.] Real-time, in vivo measurement of tissular pO2 through the delayed fluorescence of endogenous protoporphyrin IX during photodynamic therapy. J. Biomed. Opt, 2012, vol. 17, no. 11, pp. 115007.
10. Mik E.G. [et al.] In vivo mitochondrial oxygen tension measured by a delayed fluorescence lifetime technique. Biophys. J, 2008, vol. 95, pp. 3977-3990.
11. Wilson D.F. Oxygen dependent quenching of phosphorescence: a perspective. Adv. Exp. Med. Biol, 1992, vol. 317, pp. 195-201.
12. Lin H. Shen Y., Chen D., Lin L. Feasibility Study on Quantitative Measurements of Singlet Oxygen Generation Using Singlet Oxygen Sensor Green. J. Fluoresc, 2013, vol. 23, pp. 41-47.
13. Lee S. [et al.] Pulsed diode laser-based monitor for singlet molecular oxygen. J. Biomed. Opt, 2008, vol. 13, no. 3, pp. 034010.
14. Scholz M., Biehl A., Dedic R., Hala J. Singlet-oxygen-sensitized delayed fluorescence in mammalian cells: a time-resolved microscopic approach. Photochem. Photobiol. Sci., 2015, vol. 14, no. 4, pp. 700-713.
15. Letuta S. N. Kuvandykova A.F., Pashkevich S.N., Saletskii A.M. Features of the delayed fluorescence kinetics of exogenous fluorophores in biological tissues. Russ. J. Phys. Chem. A, 2013, vol. 87, pp. 1582-1587.
16. Letuta S.N. [et al.] Delayed luminescence of erythrosine in biological tissue and photodynamic therapy dosimetry. J. Photochem. Photobiol. B, 2016, vol. 163, pp. 232-236.
17. Celli J.P. [et al.] Imaging and photodynamic therapy: mechanisms, monitoring, and optimization. Chem. Rev, 2010, vol. 110, pp. 2795-2838.
18. Woodhams J.H., MacRobert A.J., Bown S.G. The role of oxygen monitoring during photodynamic therapy and its potential for treatment dosimetry. Photochem. Photobiol. Sci, 2007, vol. 6, pp. 1246-1256.
19. Moiseeva E.V. Original Approaches to Test Anti-breast Cancer Drugs in a Novel Set of Mouse Models. Proefschrift Universiteit Utrecht, 2005, 191 p.
