RU2016888C1 - Biomedical sensor for identifying biologically active substances interacting with dual-chain molecules of nucleic acids - Google Patents
Biomedical sensor for identifying biologically active substances interacting with dual-chain molecules of nucleic acids Download PDFInfo
- Publication number
- RU2016888C1 RU2016888C1 SU4948092A RU2016888C1 RU 2016888 C1 RU2016888 C1 RU 2016888C1 SU 4948092 A SU4948092 A SU 4948092A RU 2016888 C1 RU2016888 C1 RU 2016888C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solution
- dna
- polymer matrix
- proxanol
- biologically active
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к медицинской технике, биотехнологии и фармацевтической промышленности. The invention relates to medical equipment, biotechnology and the pharmaceutical industry.
Изобретение может быть использовано в медицинской и клинической биохимии, а также молекулярной фармакологии при исследовании биологически активных веществ и препаратов, "мишенью" которых является генетический материал клеток. The invention can be used in medical and clinical biochemistry, as well as molecular pharmacology in the study of biologically active substances and preparations, the "target" of which is the genetic material of the cells.
Известны две группы методов, используемых при скрининге биологических активных веществ (БАВ) . There are two groups of methods known for screening biological active substances (BAS).
Первую группу составляют биологические методы , заключающиеся в том, что на хорошо изученных генетических системах бактерий и бактериофагов проверяют действие веществ, вызывающих прямые и обратные мутации. The first group consists of biological methods, consisting in the fact that on well-studied genetic systems of bacteria and bacteriophages, the effect of substances that cause direct and reverse mutations is checked.
Недостаток этой группы методов состоит в том, что на пути проникновения вещества в клетку (от клеточной мембраны до генетического материала) происходит модификация структуры вещества, снижающая точность установления корреляции между структурой вещества и его биологической активностью. Еще одним недостатком этой группы методов является длительность проведения экспериментов (от суток до недель). The disadvantage of this group of methods is that on the path of penetration of the substance into the cell (from the cell membrane to the genetic material), a modification of the structure of the substance occurs, which reduces the accuracy of establishing a correlation between the structure of the substance and its biological activity. Another disadvantage of this group of methods is the duration of the experiments (from days to weeks).
Вторую группу составляют физико-химические методы. Один из них - оптический . В этом методе, в его общепринятой постановке анализируются изменения спектральных свойств линейных, двухцепочечных молекул нуклеиновых кислот, вызываемые действием БАВ в растворе. The second group consists of physicochemical methods. One of them is optical. In this method, in its generally accepted formulation, changes in the spectral properties of linear, double-stranded nucleic acid molecules caused by the action of biologically active substances in solution are analyzed.
Относительно невысокая чувствительность такого варианта оптического метода, учитывающего изменение электронных свойств азотистых оснований нуклеиновых кислот, ограничивает его применение. Еще одним недостатком физико-химических методов в их, традиционной постановке является то обстоятельство, что молекулы нуклеиновых кислот в составе биологических объектов (вирусах и хромосомах) могут находиться в особом состоянии, свойства которого отличаются от свойств линейных выделенных из ядер клеток или вирусных частиц молекул нуклеиновых кислот. Поэтому данные, полученные при изучении взаимодействия БАВ с линейными молекулами нуклеиновых кислот, зачастую нельзя переносить на свойства молекул нуклеиновых кислот в клетке. The relatively low sensitivity of this variant of the optical method, taking into account the change in the electronic properties of the nitrogenous bases of nucleic acids, limits its use. Another drawback of physicochemical methods in their traditional formulation is the fact that nucleic acid molecules in biological objects (viruses and chromosomes) may be in a special state, the properties of which differ from those of linear nucleic acid molecules extracted from nuclei of cells or viral particles acids. Therefore, the data obtained in the study of the interaction of biologically active substances with linear nucleic acid molecules can often not be transferred to the properties of nucleic acid molecules in a cell.
Отмеченные выше недостатки методом, используемых при скрининге БАВ, в настоящее время достаточно успешно устраняются при помощи биодатчиков, создаваемых на основе лиотропных жидкокристаллических кислот холестерического типа, псевдокапсулированных в состав синтетического полимерного матрикса. The drawbacks noted above by the method used in the screening of biologically active substances are now quite successfully eliminated with the help of biosensors based on lyotropic liquid crystalline acids of cholesteric type, pseudocapsulated into the composition of a synthetic polymer matrix.
Известен жидкокристаллический биодатчик данного типа (биодатчик 1-го поколения) , принятый за прототип, представляющий собой синтетический полимерный матрикс, содержащий в своем составе псевдокапсулированные жидкие кристаллы нуклеиновых кислот холестерического типа. Known liquid crystal biosensor of this type (1st generation biosensor), adopted as a prototype, which is a synthetic polymer matrix containing pseudo-encapsulated liquid crystals of cholesteric nucleic acids.
Синтетический полимерный матрикс, созданный на основе одного из полигликолей и применяемый в биодатчиках 1-го поколения, проницаем для БАВ (например, антибиотиков и т.д.) и оптически изотропен. Однако этот матрикс является полупрозрачным. Это обстоятельство влияет на точность результатов измерений аномальной оптической активности холестерических жидких кристаллов нуклеиновых кислот. A synthetic polymer matrix based on one of the polyglycols and used in 1st generation biosensors is permeable to biologically active substances (for example, antibiotics, etc.) and is optically isotropic. However, this matrix is translucent. This circumstance affects the accuracy of the measurement results of the anomalous optical activity of cholesteric liquid nucleic acid crystals.
Целью изобретения является повышение точности и воспроизводимости результатов измерений аномальной оптической активности холестерических жидких кристаллов нуклеиновых кислот при скрининге БАВ. The aim of the invention is to improve the accuracy and reproducibility of the measurement results of the anomalous optical activity of cholesteric liquid nucleic acid crystals during biologically active substance screening.
Это достигается в результате использования в качестве одного из компонентов синтетического полимерного матрикса водорастворимого полимера "проксанола", представляющего собой блоксополимер окиси этилена и окиси пропилена. This is achieved as a result of the use of a water-soluble proxanol polymer, which is a block copolymer of ethylene oxide and propylene oxide, as one of the components of the synthetic polymer matrix.
Сначала в водно-солевом растворе, содержащем проксанол, формируют жидкокристаллическую дисперсию ДНК холестерического типа.Затем к полученной смеси добавляют раствор мономеров акриламида и вызывают их полимеризацию. Полимеризация мономеров акриламида, приводящая к образованию полиакриламида, сопровождается формированием синтетического полимерного матрикса во всем объеме раствора. Отличительная особенность подобранной реакции состоит в том, что при достижении определенной степени полимеризации мономеров акриламида в состав полимерного матрикса включаются молекулы проксанола. При этом чередование остатков окиси этилена и окиси пропилена обеспечивает высокую прозрачность полимерного матрикса. Пространственное расположение молекул проксанола, сшитых полиакриламидом, вокруг частиц жидкокристаллической дисперсии ДНК создает "псевдокапсулу". Формирование "псевдокапсул" во всем объеме раствора обеспечивает консервацию жидкокристаллической дисперсии ДНК холестерического типа. First, a liquid crystalline dispersion of cholesteric type DNA is formed in a water-salt solution containing proxanol. Then, a solution of acrylamide monomers is added to the resulting mixture and polymerized. The polymerization of acrylamide monomers, leading to the formation of polyacrylamide, is accompanied by the formation of a synthetic polymer matrix in the entire volume of the solution. A distinctive feature of the selected reaction is that when a certain degree of polymerization of acrylamide monomers is achieved, proxanol molecules are included in the polymer matrix. In this case, the alternation of residues of ethylene oxide and propylene oxide provides high transparency of the polymer matrix. The spatial arrangement of the polyacrylamide crosslinked proxanol molecules around the liquid crystal DNA dispersion particles creates a “pseudocapsule”. The formation of "pseudocapsules" in the entire volume of the solution provides for the conservation of a liquid crystal DNA dispersion of cholesteric type.
Важная особенность предлагаемого синтетического полимерного матрикса состоит в том, что подобранные условия создания полимерного матрикса обеспечивают сохранение аномальной оптической активности холестерической жидкокристаллической дисперсии ДНК, которая, как показано ранее , выступает в качестве критерия, позволяющего детектировать взаимодействие различных БАВ с ДНК. Еще одной важной особенностью синтетического полимерного матрикса, формируемого на основе проксанола, является его прозрачность, что в сочетании с доступностью препаратов проксанола увеличивает точность и воспроизводимость результатов измерения аномальной оптической активности. An important feature of the proposed synthetic polymer matrix is that the selected conditions for the creation of the polymer matrix ensure the preservation of the anomalous optical activity of the cholesteric liquid crystal DNA dispersion, which, as shown earlier, acts as a criterion for detecting the interaction of various biologically active substances with DNA. Another important feature of the synthetic polymer matrix formed on the basis of proxanol is its transparency, which, combined with the availability of proxanol preparations, increases the accuracy and reproducibility of the measurement results of anomalous optical activity.
Принцип действия предлагаемого датчика не отличается от принципа действия датчика, предложенного ранее , и состоит в том, что молекулы БАВ, диффундируя в синтетический полимерный матрикс, взаимодействуют с молекулами ДНК, образующими холестерические жидкие кристаллы, "законсервированные" в синтетическом полимерном матриксе. Изменения в спектрах кругового дихроизма (КД), регистрируемые при взаимодействии БАВ с молекулами ДНК, позволяют детектировать наличие БАВ в исследуемом растворе, а характер этих изменений - определить типа взаимодействия БАВ с ДНК, т.е. эти изменения позволяют "ранжировать" БАВ по эффективности их взаимодействия с ДНК. The principle of operation of the proposed sensor does not differ from the principle of the sensor proposed earlier, and consists in the fact that BAS molecules, diffusing into the synthetic polymer matrix, interact with DNA molecules that form cholesteric liquid crystals, "preserved" in the synthetic polymer matrix. Changes in the circular dichroism (CD) spectra recorded during the interaction of biologically active substances with DNA molecules make it possible to detect the presence of biologically active substances in the test solution, and the nature of these changes is used to determine the type of interaction of biologically active substances with DNA, i.e. these changes make it possible to "rank" biologically active substances by the efficiency of their interaction with DNA.
П р и м е р 1. Приготовление на основе проксанола синтетического полимерного матрикса, не содержащего жидких кристаллов нуклеиновых кислот. PRI me
1.1 Навески NаН2РО4˙2Н2О (78 г) и Nа2НРО4˙12Н2О (1,79 г) помещают в мерную колбу (V=1000 мл) и растворяют в дистиллированной воде; доводят объем раствора до метки.1.1 Samples of NaH 2 PO 4 ˙ 2H 2 O (78 g) and Na 2 NRA 4 ˙ 12H 2 O (1.79 g) are placed in a volumetric flask (V = 1000 ml) and dissolved in distilled water; adjust the volume of the solution to the mark.
1.2 Навески NаCL (29,22 г), NаН2РО4˙2Н2О (0,39 г) и Na2НРО4˙12Н2О (0,895 г) помещают в мерную колбу (V=500 мл) и растворяют в дистиллированной воде; доводят объем раствора до метки.1.2 Samples of NaCL (29.22 g), NaH 2 PO 4 ˙ 2H 2 O (0.39 g) and Na 2 NRA 4 ˙ 12H 2 O (0.895 g) are placed in a volumetric flask (V = 500 ml) and dissolved in distilled water; adjust the volume of the solution to the mark.
1.3 7,5 мл 100%-ного раствора проксанола ЦЛ-3 *(проксанол ЦЛ-3, изготовитель НПО "Химволокно", Мытищи, Россия) помещают в мерную колбу и растворяют в растворе 1.2; доводят объем раствора до метки. 1.3 7.5 ml of a 100% solution of proxanol TsL-3 * (proxanol TsL-3, manufacturer of NPO Khimvolokno, Mytishchi, Russia) is placed in a volumetric flask and dissolved in solution 1.2; adjust the volume of the solution to the mark.
1.4 В мерную колбу (V=25 мл) помещают 67,5 мкл раствора N,N,N ',N '-тетраметилэтилендиамина (ТЕМЕД), 7,5 мл 100%-ного раствора "проксанола ЦЛ-3" и 5 мл раствора 1.1; доводят объем раствора до метки раствором 1.2. 1.4 In a volumetric flask (V = 25 ml), 67.5 μl of a solution of N, N, N ', N' -tetramethylethylenediamine (TEMED), 7.5 ml of a 100% solution of proxanol CL-3 and 5 ml of a solution are placed 1.1; adjust the volume of the solution to the mark with solution 1.2.
1.5 В мерную колбу (V=25 мл) помещают 2,35 г акриламида, 0,061 г N,N' -метиленбисакриламида, 7,5 мл 100%-ного раствора проксанола ЦЛ-3 и растворяют в 12,5 мл раствора 1.2; доводят объем раствора до метки раствором 1.1. 1.5. 2.35 g of acrylamide, 0.061 g of N, N'-methylenebisacrylamide, 7.5 ml of 100% solution of proxanol CL-3 are placed in a volumetric flask (V = 25 ml) and dissolved in 12.5 ml of solution 1.2; Bring the volume of the solution to the mark with solution 1.1.
1.6 Смешивают 8 мл раствора 1.3, 1,25 мл раствора 1.4 и 2,5к мл раствора 1.5. 1.6 Mix 8 ml of a solution of 1.3, 1.25 ml of a solution of 1.4 and 2.5k ml of a solution of 1.5.
1.7. Полученную смесь обезгаживают при комнатной температуре (водоструйный насос; перемешивание; время обезгаживания 15 мин). 1.7. The resulting mixture was degassed at room temperature (water-jet pump; stirring; degassing time 15 min).
1.8 В обезгаженную смесь (1.7) добавляют на кончике шпателя персульфат аммония. 1.8 Ammonium persulfate is added to the degassed mixture (1.7) on the tip of a spatula.
1.9. Обезгаженную смесь (1.8) разливают в оптические кюветы, имеющие толщину слоя и форму, удобную для экспериментатора. 1.9. The ungassed mixture (1.8) is poured into optical cuvettes having a layer thickness and a shape convenient for the experimenter.
1.10. Для выравнивания верхнего уровня синтетического полимерного матрикса на поверхность смеси 1.9 до начала полимеризации наслаивают 0,1-0,5 мл раствора 1,1. 1.10. To level the upper level of the synthetic polymer matrix, 0.1-0.5 ml of 1.1 solution is layered on the surface of mixture 1.9 prior to polymerization.
1.11 Смесь 1.10 в оптической кювете оставляют стоять при комнатной температуре на свету. Через 30-40 мин после добавления персульфата аммония происходит полимеризация, приводящая к получению практически прозрачного синтетического полимерного матрикса. 1.11 Mixture 1.10 in an optical cuvette was allowed to stand at room temperature in the light. 30-40 minutes after the addition of ammonium persulfate, polymerization occurs, resulting in an almost transparent synthetic polymer matrix.
1.12 Отмытый в растворе 1.3 от побочных и остаточных продуктов реакции полимеризации, полученный по операциям 1.6-1.11 синтетический полимерный матрикс, является оптически изотропным. 1.12 Washed in solution 1.3 from the by-products and residual products of the polymerization reaction, the synthetic polymer matrix obtained in operations 1.6-1.11 is optically isotropic.
На фиг.1 приведены фотографии полиакриламидного геля (А) и синтетических полимерных матриксов (Б,В), сформированных на основе проксанола ЦЛ-3 (Б) и полиэтиленгликоля (В). Нетрудно видеть, что синтетический полимерный матрикс, формируемый на основе проксанола ЦЛ-3, более прозрачен по сравнению с синтетическим полимерным матриксом, сформированном на основе полиэтиленгликоля. По этому параметру он достаточно близок к полиакриламидному гелю. Figure 1 shows photographs of a polyacrylamide gel (A) and synthetic polymer matrices (B, C) formed on the basis of proxanol TsL-3 (B) and polyethylene glycol (C). It is easy to see that the synthetic polymer matrix formed on the basis of proxanol TsL-3 is more transparent than the synthetic polymer matrix formed on the basis of polyethylene glycol. In this parameter, it is quite close to the polyacrylamide gel.
П р и м е р 2. Формирование жидкокристаллической дисперсии ДНК в водно-солевом растворе проксанола ЦЛ-3. PRI me
2.1 Навеску лиофильно высушенного препарата ДНК из эритроцитов цыплят (12,5 мг) помещают в мерную колбу (V=25 мл) и растворяют в растворе 1.1; доводят объем до метки, дополнительно очищают от примесей, деполимеризуют (УЗ-дезинтегратор УЗДН-1 УЧ. 2, частота 35 кГц, время УЗ-обработки 1 мин; 4оС) и диализуют против раствора 1.1 для удаления низкомолекулярных продуктов УЗ-деполимеризации.2.1 A portion of the lyophilized dried DNA preparation from chicken erythrocytes (12.5 mg) is placed in a volumetric flask (V = 25 ml) and dissolved in solution 1.1; the volume is brought up to the mark, further purified of impurities depolymerize (ultrasonic disintegrator UZDN-1
2.2 В пробирке (V=5 мл) смешивают 0,24 мл раствора 2.1, 0,9 мл 100%-ного раствора проксанола ЦЛ-3 и 1,86 мл раствора 1.1. Таким образом, получают проксанолсодержащий (СЦЛ-3 ≃ 30%) раствор ДНК низкой ионной силы.2.2 In a test tube (V = 5 ml), 0.24 ml of solution 2.1, 0.9 ml of a 100% solution of proxanol CL-3 and 1.86 ml of solution 1.1 are mixed. Thus, a proxanol-containing (C TsL-3 ≃ 30%) DNA solution of low ionic strength is obtained.
2.3 В пробирке (V=5 мл) смешивают 0,9 мл 100%-ного раствора проксанола ЦЛ-3 и 2,1 мл раствора 1.2. Таким образом получают водно-солевой раствор проксанола ЦЛ-3 (СЦЛ-3 ≃ 30%) высокой ионной силы.2.3 In a test tube (V = 5 ml), 0.9 ml of a 100% solution of proxanol CL-3 and 2.1 ml of solution 1.2 are mixed. Thus, a water-salt solution of proxanol TsL-3 (C TsL-3 ≃ 30%) of high ionic strength is obtained.
2.4 В пробирке (V=5 мл) смешивают 1,5 мл раствора 2.2 и 1,5 раствора 2.3; интенсивно перемешивают в течение 30 с. В результате этой операции в растворе 2.4 формируется жидкокристаллическая дисперсия ДНК, свойства которой можно контролировать при помощи оптических методов. 2.4 In a test tube (V = 5 ml), 1.5 ml of solution 2.2 and 1.5 of solution 2.3 are mixed; mix vigorously for 30 s. As a result of this operation, a liquid crystal DNA dispersion is formed in solution 2.4, the properties of which can be controlled using optical methods.
На фиг.2 сопоставлены спектры поглощения водно-солевого раствора исходной ДНК (кривая 1) и проксанолсодержащего водно-солевого раствора ДНК высокой ионной силы (кривая 2). Видно, что в водно-солевом растворе проксанола оптическая плотность в полосе поглощения ДНК (λ≃260 нм) уменьшается, а в области длин волн, превышающих 320 нм, увеличивается. Поскольку при длинах волн, превышающих 320 нм ни ДНК, ни проксанол ЦЛ-3 не обладают собственным поглощением, увеличение оптической плотности в этой области спектра обусловлено рассеянием УФ-излучения на частицах дисперсии ДНК (так называемая "кажущаяся" оптическая плотность). Figure 2 compares the absorption spectra of a water-salt solution of the original DNA (curve 1) and a proxanol-containing water-salt solution of DNA of high ionic strength (curve 2). It is seen that in the water-salt solution of proxanol, the optical density in the absorption band of DNA (λ≃260 nm) decreases, and increases in the region of wavelengths exceeding 320 nm. Since at a wavelength exceeding 320 nm neither DNA nor proxanol TsL-3 have their own absorption, the increase in optical density in this region of the spectrum is due to the scattering of UV radiation from DNA dispersion particles (the so-called "apparent" optical density).
Таким образом, в водно-солевом растворе проксанола ЦЛ-3 двухцепочечные молекулы ДНК низкой молекулярной массы образуют дисперсную фазу. Thus, in the water-salt solution of proxanol TsL-3, double-stranded DNA molecules of low molecular weight form a dispersed phase.
Для выяснения вопроса о характере укладки молекул ДНК в частицах дисперсной фазы, образующейся в водно-солевом растворе проксанола ЦЛ-3, была использована КД-спектроскопия. To clarify the nature of the folding of DNA molecules in the particles of the dispersed phase formed in the water-salt solution of proxanol TsL-3, CD spectroscopy was used.
На фиг.3 спектр КД водно-солевого раствора исходной ДНК (кривая 1) сопоставлен со спектром КД-дисперсии, сформованной в одно-солевом растворе проксанола ЦЛ-3 высокой ионной силы (кривая 2). Интенсивная полоса в спектре КД расположена в области поглощения азотистых оснований ( λ≃270 нм), форма этой полосы аналогичная форме полосы поглощения ДНК, и значение величины Δε270, характеризующее дооптическую активность азотистых оснований в составе частиц дисперсной фазы ДНК, во много раз превышает величину Δε270 , характеризующую молекулярную оптическую активность азотистых оснований в составе исходных линейных молекул ДНК.In Fig. 3, the CD spectrum of the water-salt solution of the original DNA (curve 1) is compared with the spectrum of the CD dispersion formed in a single-salt solution of high ionic strength proxanol TsL-3 (curve 2). The intense band in the CD spectrum is located in the region of absorption of nitrogen bases (λ≃270 nm), the shape of this band is similar to the shape of the absorption band of DNA, and the value of Δε 270 characterizing the optic activity of nitrogen bases in the particles of the dispersed phase of DNA is many times greater than Δε 270 , characterizing the molecular optical activity of nitrogenous bases in the composition of the initial linear DNA molecules.
Сочетание полученных результатов с результатами, полученными ранее другими авторами , дает основание считать, что упаковка молекул ДНК в составе частиц дисперсной фазы, формируемой в водно-солевом растворе проксанола ЦЛ-3, не отличается от упаковки этих молекул в составе холестерических жидких кристаллов. The combination of the obtained results with the results obtained earlier by other authors suggests that the packaging of DNA molecules in the composition of the particles of the dispersed phase formed in the water-salt solution of proxanol TsL-3 does not differ from the packaging of these molecules in the composition of cholesteric liquid crystals.
П р и м е р 3. Приготовление синтетического полимерного матрикса на основе проксанола ЦЛ-3, содержащего частицы жидкокристаллической дисперсии ДНК холестерического типа. PRI me
3.1 Смешивают 0,72 мл раствора 2.1, 2,7 мл 100%-ного раствора проксанола ЦЛ-3 и 5,58 мл раствора 1.1. Таким образом получают 9 мл проксанолсодержащего водно-солевого раствора ДНК низкой ионной силы. 3.1. Mix 0.72 ml of solution 2.1, 2.7 ml of a 100% solution of proxanol CL-3 and 5.58 ml of solution 1.1. In this way, 9 ml of a low ionic strength proxanol-containing aqueous salt solution of DNA is obtained.
3.2 Смешивают 2,7 мл 100%-ного раствора проксанола ЦЛ-3 и 6,3 мл раствора 1.2. Таким образом получают 9 мл водно-солевого раствора проксанола ЦЛ-3 высокой ионной силы. 3.2. Mix 2.7 ml of a 100% solution of proxanol CL-3 and 6.3 ml of solution 1.2. Thus, 9 ml of a water-salt solution of proxanol TsL-3 of high ionic strength is obtained.
3.3 В течение 30 с интенсивно перемешивают 5 мл раствора 3.1 и 5 мл раствора 3.2. В результате этой операции получают 10 мл раствора жидкокристаллической дисперсии ДНК холестерического типа, свойства которой контролируют при помощи оптических методов (спектрофотометрия, круговой дихроизм). 3.3 For 30 s, 5 ml of solution 3.1 and 5 ml of solution 3.2 are vigorously mixed. As a result of this operation, 10 ml of a liquid crystal dispersion of cholesteric type DNA dispersion is obtained, the properties of which are controlled by optical methods (spectrophotometry, circular dichroism).
3.4 Для приготовления жидких кристаллов ДНК, включенных в состав синтетического полимерного матрикса, формируемого на основе проксанола ЦЛ-3, смешивают 8 мл раствора 3.3, 1,25 мл раствора 1.4 и 2,5 мл раствора 1,5. 3.4 To prepare liquid DNA crystals included in the synthetic polymer matrix formed on the basis of proxanol TsL-3, 8 ml of solution 3.3, 1.25 ml of solution 1.4 and 2.5 ml of solution 1.5 are mixed.
3.5 Дальнейшая обработка полученной смеси ведется по примеру 1 (пункты 1.7-1.11). 3.5 Further processing of the resulting mixture is carried out according to example 1 (paragraphs 1.7-1.11).
3.6 Контролируют свойства частиц жидкокристаллической дисперсии ДНК, включенных в состав синтетического полимерного матрикса, при помощи отмеченных выше оптических методов. 3.6 Control the properties of the particles of liquid crystal DNA dispersion included in the composition of the synthetic polymer matrix using the above optical methods.
На фиг. 4 сопоставлены спектры КД, характерные для раствора проксанола ЦЛ-3, содержащего частицы дисперсной жидкокристаллической фазы ДНК (кривая 1), и для синтетического полимерного матрикса, содержащего в своем составе жидкие кристаллы ДНК (кривая 2). Соответствие между кривыми 1 и 2 свидетельсвтует о том, что свойства жидких, кристаллов ДНК не меняются в процессе псевдокапсулирования. In FIG. Figure 4 compares the CD spectra that are characteristic of the TsL-3 proxanol solution containing particles of the dispersed liquid crystalline phase of DNA (curve 1), and for a synthetic polymer matrix containing liquid DNA crystals (curve 2). The correspondence between
П р и м е р 4. Применение жидкокристаллического биодатчика для определения наличия и способа ориентации БАВ, взаимодействующих с двухцепочечными нуклеиновыми кислотами. PRI me R 4. The use of a liquid crystal biosensor to determine the presence and method of orientation of biologically active substances interacting with double-stranded nucleic acids.
4.1 Синтетический полимерный матрикс, содержащий частицы жидкокристаллической дисперсии ДНК холестерического типа, приготовленный по примеру 3, помещают в раствор 2.3, в который добавлено противоопухолевое соединение бисантрен - 9,10-антрацендикарбоксальдегид-бис-(4,5-дигидрокси-1Н-имидазол-2-ил) гидразон дигидрохлорид (ВS). 4.1 A synthetic polymer matrix containing cholesteric type DNA liquid dispersion particles prepared according to Example 3 is placed in solution 2.3, to which the antitumor compound bisanthrene - 9,10-anthracenedicarboxaldehyde-bis (4,5-dihydroxy-1H-imidazole-2) is added -yl) hydrazone dihydrochloride (BS).
4.2 Через 30 мин регистрируют спектр КД. 4.2 After 30 minutes, the CD spectrum is recorded.
Полученные результаты представлены на фиг.5. Обращают на себя внимание два эффекта. Во-первых, амплитуда интенсивной отрицательной полосы ( λ =270 нм), характерной для синтетического полимерного матрикса, содержащего частицы жидкокристаллической дисперсии ДНК холестерического типа, практически не меняется в присутствии ВS. Во-вторых, в спектре КД в области поглощения ВS появляется дополнительная отрицательная полоса ( λ =415 нм), форма которой напоминает форму полосы поглощения ВS. Появление дополнительной полосы в спектре КД свидетельствует, во-первых, о том, что синтетический полимерный матрикс на основе проксанола ЦЛ-3 полностью проницаем для молекул ВS и, во-вторых, отражает факт взаимодействия этого соединения с молекулами ДНК, образующими частицы жидкокристаллической дисперсии, расположенными в "псевдокапсулах". The results are presented in figure 5. Two effects are noteworthy. First, the amplitude of the intense negative band (λ = 270 nm) characteristic of a synthetic polymer matrix containing particles of a cholesteric type liquid crystal DNA dispersion remains almost unchanged in the presence of BS. Secondly, an additional negative band (λ = 415 nm) appears in the CD spectrum in the BS absorption region, the shape of which resembles the shape of the BS absorption band. The appearance of an additional band in the CD spectrum indicates, firstly, that the synthetic polymer matrix based on proxanol TsL-3 is completely permeable to BS molecules and, secondly, reflects the fact that this compound interacts with DNA molecules that form particles of liquid crystal dispersion, located in "pseudocapsules".
Кроме того, в полном соответствии с теоретическими представлениями отрицательный знак полосы в спектре КД в области поглощения ВS свидетельствует также о том, что молекулы ВS располагаются на молекуле ДНК таким образом, при котором угол наклона составляет ≃ 90о. Это возможно в том случае, когда молекулы ВS располагаются между парами азотистых оснований ДНК, т.е. являются интеркаляторами.Further, in full accordance with the theoretical negative CD band in the absorption spectrum in the region of the BS also indicates that BS molecules are located on the DNA molecule in such a manner that the tilt angle is ≃ 90 °. This is possible when BS molecules are located between pairs of nitrogenous DNA bases, i.e. are intercalators.
Наконец, как видно из фиг.5, измеряемая на опыте амплитуда отрицательной полосы в спектре КД в области поглощения ВS прямопропорциональна концентрации молекул ВS, связанных с ДНК. Finally, as can be seen from Fig. 5, the experimentally measured amplitude of the negative band in the CD spectrum in the absorption region of BS is directly proportional to the concentration of BS molecules bound to DNA.
Таким образом, полученные результаты означают, что предлагаемый на основе проксанола ЦЛ-3 синтетический полимерный матрикс сохраняет все положительные особенности полимерного матрикса, созданного ранее , и характеризуется более высокой по сравнению с ним степенью прозрачности. Thus, the obtained results mean that the synthetic polymer matrix proposed on the basis of proxanol TsL-3 retains all the positive features of the polymer matrix created earlier and is characterized by a higher degree of transparency compared to it.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU4948092 RU2016888C1 (en) | 1991-06-26 | 1991-06-26 | Biomedical sensor for identifying biologically active substances interacting with dual-chain molecules of nucleic acids |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU4948092 RU2016888C1 (en) | 1991-06-26 | 1991-06-26 | Biomedical sensor for identifying biologically active substances interacting with dual-chain molecules of nucleic acids |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2016888C1 true RU2016888C1 (en) | 1994-07-30 |
Family
ID=21580664
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU4948092 RU2016888C1 (en) | 1991-06-26 | 1991-06-26 | Biomedical sensor for identifying biologically active substances interacting with dual-chain molecules of nucleic acids |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2016888C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998022804A1 (en) * | 1996-11-15 | 1998-05-28 | Institut Molekulyarnoi Biologii Imeni V.A.Engelgardta Rossiiskoi Akademii Nauk | Method for detecting a biologically active substance in a liquid to be analysed and device for realising the same |
-
1991
- 1991-06-26 RU SU4948092 patent/RU2016888C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Доклады АН СССР, 1988, т.303, N 1, с.232-235. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998022804A1 (en) * | 1996-11-15 | 1998-05-28 | Institut Molekulyarnoi Biologii Imeni V.A.Engelgardta Rossiiskoi Akademii Nauk | Method for detecting a biologically active substance in a liquid to be analysed and device for realising the same |
| US6246470B1 (en) | 1996-11-15 | 2001-06-12 | Institut Molekulyarnoi Biologi Imeni V.A. Engelgardita Rossiiskoi Akademii Nauk | Method for determination of a biologically active substance in an analyzed liquid and device for its realization |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| de Belder et al. | Preparation and properties of fluorescein-labelled hyaluronate | |
| Brahms et al. | A study of conformation of nucleic acids in solution by means of circular dichroism | |
| KR890001703B1 (en) | Preparation of latex | |
| EP0168233B1 (en) | Medium for electrophoresis | |
| EP0318551B1 (en) | Polymers, and their use as gels for electrophoresis | |
| EP2623530B1 (en) | Florescent hydrogel, method for manufacturing same, and sensor for measuring saccharides using same | |
| Wolfel et al. | Post-synthesis modification of hydrogels. Total and partial rupture of crosslinks: Formation of aldehyde groups and re-crosslinking of cleaved hydrogels | |
| Kolouchová et al. | Thermoresponsive properties of polyacrylamides in physiological solutions | |
| RU2016888C1 (en) | Biomedical sensor for identifying biologically active substances interacting with dual-chain molecules of nucleic acids | |
| Nandi et al. | Molecular properties of the reassembled coat protein of coated vesicles | |
| Tarabukina et al. | Thermo-and pH-responsive phase separation of N-isopropylacrylamide with 4-vinylpyridine random copolymer in aqueous solutions | |
| Butterman et al. | Ferguson plots based on absolute mobilities in polyacrylamide gel electrophoresis: Dependence of linearity of polymerization conditions and application to the determination of free mobility | |
| US5202007A (en) | Hydrophilic synthetic gels and their use in electrophoresis | |
| Lezov et al. | Surface active monomers: from micellar solution properties to molecular characteristics | |
| Polakova et al. | Antioxidant properties of 2-hydroxyethyl methacrylate-based copolymers with incorporated sterically hindered amine | |
| CA2478659C (en) | Electrophoretic buffer | |
| RU2440575C1 (en) | Method of determining physiological concentrations of heparin in analysed liquid samples | |
| EP2026063A1 (en) | Electrophoresis matrix based on cross-linked double network hydrogel | |
| KR100995717B1 (en) | Medical Hydrogel and Its Preparation and Inspection Methods | |
| US7052590B1 (en) | Method and kit for the manufacture of separation gels | |
| RU2123008C1 (en) | Method of heparin assay | |
| JP2002505429A (en) | Measurement of polymerization / coagulation in fluids | |
| Ghasemzadeh et al. | Highly selective artificial gel antibodies for detection and quantification of biomarkers in clinical samples. I. Spectrophotometric approach to design the calibration curve for the quantification | |
| Mak et al. | Studies of the protein subunit of pH-inactivated Mengo virus variants: II. Physicochemical properties | |
| Lapin et al. | A simple routine method for SDS-electrophoresis of urinary proteins in kidney transplant patients |