Севастополь, Севастополь, Россия
Севастополь, Севастополь, Россия
Севастополь, Севастополь, Россия
В работе описан метод математического разделения спектра поглощения культуры красной морской водоросли Porphyridium purpureum с применением табличного процессора – программой Microsoft Excel. Данный метод представляет анализ и разделение перекрывающихся полос пигментов в нативном спектре поглощения культуры. Спектры культуры были записаны на спектрофотометре вблизи и на расстоянии от входного окна интегрирующей сферы. Рассчитан истинный спектр поглощения, скомпенсированный на рассеяние в области от 400 до 750 нм. Истинный спектр поглощения культуры аппроксимировали математической моделью, в которой неизвестными параметрами являются концентрации хлорофилла а, B-фикоэритрина, R-фикоцианина, аллофикоцианина и суммарных каротиноидов. Модели пигментов представлены суммой кривых нормального распределения. Реализация вычислений, выполняющих подбор концентраций пигментов путем минимизации суммы квадратов отклонений между истинным спектром поглощения и его математической моделью, выполнена при помощи табличного процессора с использованием инструмента «Поиск решения». Предлагаемый способ математической обработки спектра может быть использован как экспресс метод определения концентрации пигментов в культуре, без выделения пигментов в чистом виде. Применение данного метода позволяет оценить вклад пигментов в общий спектр поглощения культуры.
порфиридиум, каротиноиды, хлорофилл а, фикобилины, истинный спектр поглощения, гауссианы, табличный процессор
1. Геворгиз Р.Г., Нехорошев М.В. Количественное определение массовой доли суммарных каротиноидов в сухой биомассе Spirulina (Arthrospira) platensis North. Geitl.: учебно-методическое пособие. РАН, Ин-т морских биологических исследований им. А.О. Ковалевского, Севастополь, 2017, 12 с.; EDN: https://elibrary.ru/EOLKXS
2. Геворгиз Р.Г., Нехорошев М.В. Количественное определение массовой доли С-фикоцианина и аллофикоцианина в сухой биомассе Spirulina (Arthrospira) platensis North. Geitl. Холодная экстракция: учебно-методическое пособие. РАН, Ин-т морских биологических исследований им. А.О. Ковалевского. Севастополь, 2017, 21 с.; EDN: https://elibrary.ru/EOLKXS
3. Cunningham F.X., Dennenberg R.J., Mustardy L., Jursinic P.A., Gantt E. Stoichiometry of photosystem I, photosystem II, and phycobilisomes in the red alga Porphyridium cruentum as a function of growth irradiance. Plant Physiol., 1989, vol. 91, no. 3, pp. 1179-1187, doi:https://doi.org/10.1104/pp.91.3.1179.
4. Копытов Ю.П. и др. Методика комплексного определения биохимического состава микроводорослей. Альгология, 2015, т. 25, № 1, c. 35-40.; DOI: https://doi.org/10.15407/alg25.01.035; EDN: https://elibrary.ru/YNDCGR
5. Zdenko G., Bumba L., Schrofel A., Herbstova M., Nebesarova J., Vacha F. Organisation of Photosystem I and Photosystem II in red alga Cyanidium caldarium: Encounter of cyanobacterial and higher plant concepts. Biochimica et Biophysica Acta, 2007, vol. 1767, no. 6, pp. 725-731, doi:https://doi.org/10.1016/j.bbabio.2007.01.021.
6. Коваленко А.В., Вовк С.М., Плахтий Е.Г. Метод декомпозиции суммы гауссовых функций, составляющих экспериментальный спектр фотолюминесценции. Журнал прикладной спектроскопии, 2021, т. 88, № 2, c. 297-302.; EDN: https://elibrary.ru/PBIIDD
7. Kupper H., Seibert S., Parameswaran A. Fast, sensitive, and inexpensive alternative to analytical pigment HPLC: quantification of chlorophylls and carotenoids in crude extracts by fitting with Gauss peak spectra. Analyt. Chem, 2007, vol. 79, no. 20, pp. 7611-7627.
8. Гаврилов П.Е., Лелеков А.С., Малахов А.С., Умеров Э.Э. Экспресс-метод определения спектра поглощения культуры микроводорослей. Актуальные вопросы биологической физики и химии, 2018, т. 3, № 4, с. 758-762.; EDN: https://elibrary.ru/YLQRHV
9. Гудвилович И.Н., Лелеков А.С., Мальцев Е.И., Куликовский М.С., Боровков А.Б. Рост культуры Porphyridium purpureum (Porphyridiales, Rhodophyta) и продукция B-фикоэритрина при различной освещённости. Физиология растений, 2021, т. 68, № 1, c. 103-112.; DOI: https://doi.org/10.31857/S0015330320060056; EDN: https://elibrary.ru/QCZZZU
10. Merzlyak M.N., Naqvi, K.R. On recording the true absorption and scattering spectrum of a turbid sample: application to cell suspensions of the cyanobacterium anabaena variabilis. J. Photochem. Photobiol. B: Biology, 2000, vol. 58, pp. 123-129. doi:https://doi.org/10.1016/s1011-1344(00)00114-7.; DOI: https://doi.org/10.1016/S1011-1344(00)00114-7; EDN: https://elibrary.ru/LFVJHL
11. Клочкова В.С., Лелеков А.С., Геворгиз Р.Г., Ширяев А.В., Бучельников А.С., Шупова Е.В. Изменение спектра оптической плотности накопительной культуры Arthrospira (Spirulina) platensis. Актуальные вопросы биологической физики и химии, 2021, т. 6, № 4, c. 543-547.; EDN: https://elibrary.ru/AQDDHI
12. Чернышев Д.Н., Тренкеншу Р.П. Модель реконструкции спектра поглощения красной области Spirulina platensis in vivo по характеристикам растворов хлорофилла а и фикобилинов. Актуальные вопросы биологической физики и химии, 2019, т. 4, №. 4, c. 467-471.; EDN: https://elibrary.ru/FURHRI
13. Чернышев Д.Н., Боровков А.Б. Разделение спектра поглощения ацетонового экстракта Dunaliella salina. Актуальные вопросы биологической физики и химии, 2016, т. 1, № 1, c. 51-56.; EDN: https://elibrary.ru/WGHJOV
14. Гулин А.С., Тренкеншу Р.П., Чернышев Д.Н. Декомпозиция красной области спектра поглощения - начальный метод оценки пигментного состава микроводорослей. Актуальные вопросы биологической физики и химии, 2020, т. 5, № 2, с. 239-245.; EDN: https://elibrary.ru/PJLHQM
15. Чернышев Д.Н. Горбунова С.Ю., Тренкеншу Р.П. Разделение спектров поглощения культуры и ацетонового экстракта микроводоросли Tetraselmis viridis на спектры отдельных пигментов. Актуальные вопросы биологической физики и химии, 2020, т. 5, № 2, с. 55-56.; EDN: https://elibrary.ru/UVYKFN
16. Чернышев Д.Н., Клочкова В.С., Лелеков А.С. Разделение спектра поглощения культуры Porphyridium purpureum (Bory) Ross. в красной области. Материалы IX Сабининских чтений, 2022.
17. Стадничук И.Н. Фикобилипротеины. М.: ВИНИТИ, 1990, 193 c.
18. Myers J., Graham J.R., Wang R.T. On spectral control of pigmentation in Anacystis nidulans (Cyanophyceae). J. Phycol, 1978, vol. 14, no. 4, pp. 513-518, doi:https://doi.org/10.1111/j.1529-8817.1978.tb02478.x.
