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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
