RU2770562C1 - Способ комплексной оценки количества окислительно модифицированных белков в биологических жидкостях - Google Patents

Способ комплексной оценки количества окислительно модифицированных белков в биологических жидкостях Download PDF

Info

Publication number
RU2770562C1
RU2770562C1 RU2021117139A RU2021117139A RU2770562C1 RU 2770562 C1 RU2770562 C1 RU 2770562C1 RU 2021117139 A RU2021117139 A RU 2021117139A RU 2021117139 A RU2021117139 A RU 2021117139A RU 2770562 C1 RU2770562 C1 RU 2770562C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
optical density
fractions
modified proteins
oxidatively modified
wavelength
Prior art date
Application number
RU2021117139A
Other languages
English (en)
Inventor
Елена Борисовна Артюшкова
Юрий Васильевич Фурман
Николай Иванович Жеребилов
Алексей Анатольевич Крюков
Александр Михайлович Щербаков
Алексей Геннадьевич Беляев
Станислав Николаевич Чеботарев
Ангелина Михайловна Смахтина
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Курский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Курский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Курский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации
Priority to RU2021117139A priority Critical patent/RU2770562C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2770562C1 publication Critical patent/RU2770562C1/ru

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/27—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands using photo-electric detection ; circuits for computing concentration
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/52—Use of compounds or compositions for colorimetric, spectrophotometric or fluorometric investigation, e.g. use of reagent paper and including single- and multilayer analytical elements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/68—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving proteins, peptides or amino acids
    • G01N33/6803—General methods of protein analysis not limited to specific proteins or families of proteins

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Bioinformatics & Computational Biology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

Изобретение относится к медицине, а именно к клинической биохимии, и может быть использовано для комплексной оценки количества окислительно-модифицированных белков в биологических жидкостях. Осуществляют измерение оптической плотности предварительно подготовленного образца в диапазоне длин волн 230-535 нм, построение графика зависимости оптической плотности исследуемого образца от длины волны. График разбивают на сегменты по диапазонам длин волн поглощения фракциями: альдегиддинитрофенилгидразонов основного (АДНФГо) и нейтрального (АДНФГн) характера и кетон-динитрофенил-гидразонов основного (КДНФГо) и нейтрального (КДНФГн) характера: АДНФГн в диапазоне 230-367 нм; АДНФГо - 258-264 и 428-520 нм; КДНФГн - 363-367 нм; КДНФГо - 430-434 и 524-535 нм. В каждом сегменте при расчете площадей оптической плотности для каждой из фракций: SАДНФГн, SАДНФГо, SКДНФГн и SКДНФГо используют метод численного интегрирования - формулу Симпсона
S= h/3[(y0+4(y1+y3+…+yn-1) + 2(y2+y4+…+yn-2)+yn)],
где: S – площадь оптической плотности одной из фракций образца: SАДНФГн, SАДНФГо, SКДНФГн, SКДНФГо, y0, y1, y2, y3, y4, yn-2, yn-1, yn – показатели оптической плотности, h – шаг интервала оптической плотности. Общее количество окислительно-модифицированных белков рассчитывают суммированием площадей фракций SАДНФГн, SАДНФГо, SКДНФГн и SКДНФГо. Способ обеспечивает возможность увеличения точности комплексной оценки содержания окислительно модифицированных белков в биологических жидкостях при проведении спектрофотометрического анализа за счет применения способа расчета с использованием метода численного интегрирования - формулы Симпсона, позволяющего более подробно рассчитать полученные результаты исследования. 1 ил., 2 пр.

Description

Изобретение относится к медицине, в частности к клинической биохимии, и предназначено для комплексной оценки количества окислительно модифицированных белков (ОМБ) при проведении спектрофотометрических исследований в биологических жидкостях (сыворотка и плазма крови, эритроциты, слюна, моча и др.). В подготовленных образцах исследуемой жидкости измеряют оптическую плотность раствора, далее строят график зависимости оптической плотности от длины волны. Количественную оценку содержания окислительно модифицированных белков в исследуемых жидкостях проводят по величине площади графика.
Данный способ позволяет оценивать количественное соотношение составляющих фракций окислительно модифицированных белков, в частности альдегид-динитрофенилгидразонов (АДНФГ) и кетон-динитрофенилгидразонов (КДНФГ) основного и нейтрального характера с целью выяснения степени выраженности и стадии окислительного стресса. Определение количества белков каждой фракции проводят в определенных диапазонах длин волн, так для альдегид-динитрофенилгидразонов нейтрального характера измерение оптической плотности проводят в диапазоне длин волн 230-558 нм, основного характера - в диапазоне 258-264 и 428-520 нм. Для кетон-динитрофенилгидразонов нейтрального характера оптическую плотность измеряют в диапазоне 363-367 нм, основного характера - 430-434 и 524-535 нм.
Известен метод оценки окислительной модификации белков (авторы Безручко И.В., Рубцов К.К. Методология и метод оценки окислительной модификации белков в комплексе с молекулами средней массы, перспективы их применения // Вестник ТГПУ 2014. № 8(149). С. 185-188), который заключается в том, что при проведении спектрофотометрического анализа ОМБ их регистрируют при четырех длинах волн, в частности 356 нм - альдегид-динитрофенилгидразоны нейтрального характера; 370 нм кетондинитрофенилгидразоны нейтрального характера и при 430 и 530 нм - альдегид-динитрофенилгидразоны и кетон-динитрофенилгидразоны основного характера.
Недостатком этого метода оценки является то, что определение оптической плотности проводится в отдельных точках, в то время как установлены диапазоны длин волн, в которых происходит поглощение света окислительно модифицированными белками. Указанный недостаток значительно снижает информативность и точность оценки результатов исследований.
Наиболее близким к заявляемому, является способ комплексной оценки содержания продуктов окислительной модификации белков (патент № 2524667 C1, МПК G01N 33/52, «Способ комплексной оценки содержания продуктов окислительной модификации белков в тканях и биологических жидкостях», авторы Фомина М.А., Абаленихина Ю.В., Фомина Н.В, Терентьев А.А.). Сущность изобретения заключается в том, что при проведении спектрофотометрического анализа определение количества окислительно модифицированных белков оценивают по величине площади графика спектра оптического поглощения окислительно модифицированными белками. Поскольку зависимость между оптической плотностью в диапазонах соответствующих длин волн не прямолинейна, поэтому площади графика зависимости спектра поглощения ОМБ и длинами волн разделяют на отдельные сегменты - прямоугольные трапеции (метод трапеций). Высота трапеций равна разнице экстинции между крайними значения диапазона длин волн, а основания равны разнице между длинами волн диапазона, впоследствии все площади суммируются.
Недостатком данного способа является то, что используемая методика расчета достаточно приблизительно описывают криволинейную зависимость оптической плотности ОМБ и длин волн диапазонов измерения, что значительно снижает точность проведения исследования, занижая или завышая показатели исследований.
Технический результат – увеличение точности комплексной оценки содержания окислительно модифицированных белков в биологических жидкостях при проведении спектрофотометрического анализа за счет применения способа расчета, позволяющего более подробно рассчитать полученные результаты исследования.
Технический результат достигается тем, что график разбивают на сегменты по диапазонам длин волн поглощения фракциями, и в каждом сегменте, при расчете количества окислительно модифицированных белков используют метод численного интегрирования - формулу Симпсона
S= h/3[(y0+4(y1+y3+…+yn-1) + 2(y2+y4+…+yn-2)+yn)],
где: А – количество окислительно модифицированных белков,
y0, y1, y2, y3 – показатели оптической плотности,
h – шаг интервала оптической плотности.
Изобретение поясняется фигурой, на фигуре изображен график зависимости оптической плотности исследуемого образца в зависимости от длины волны.
Figure 00000001
График оптической плотности образца не прямолинеен, поэтому использование формулы Симпсона позволяет наиболее точно рассчитать площадь прямоугольников, ограниченных с одной стороны кривой линией.
Способ выполняют следующим образом.
Предварительно приготовленный материал переносят в кювету спектрофотометра. На спектрофотометре устанавливают диапазон длин волн (230-550 нм.) и сканируют оптическую плотность образца. В качестве контроля используют образцы этого же исходного материала. Строят график зависимости оптической плотности образца от длины волны, далее график разбивают на сегменты по диапазонам длин волн поглощения фракциями, и в каждом сегменте, при расчете количества окислительно модифицированных белков используют метод численного интегрирования - формулу Симпсона
S= h/3[(y0+4(y1+y3+…+yn-1) + 2(y2+y4+…+yn-2)+yn)],
где: S – площадь оптической плотности образца,
y0, y1, y2, y3 – показатели оптической плотности,
h – шаг интервала оптической плотности.
Площади оптического поглощения образцов рассчитывают в следующих диапазонах длин волн: SАДНФГн в диапазоне 230-367 нм; SАДНФГо - 258-264 и 428-520 нм; SКДНФГн - 363-367 нм; SКДНФГо = 430-434 и 524-535 нм. Общее количество окислительно модифицированных белков рассчитывают суммированием площадей составляющих фракций.
Пример 1. В сыворотке крови, пациентки с диагнозом панкреатит, определяют окислительно модифицированные белки. По результатам спектрофотометрического анализа получены значения оптической плотности в диапазонах длин волн. По полученным значениям строят график и рассчитывают площади методом численного интегрирования при помощи формулы Симпсона.
SАДНФГн = 67,79; SАДНФГо = 24,51; SКДНФГн = 46.16; SКДНФГо = 14,60; SОМБ = 153,06.
Полученные значения количества ОМБ рассчитаны в 50 мкл сыворотки крови, соответственно в 1 мл сыворотки крови сумма ОМБ составила 3061,56 о.п./мл, из них SАДНФГн = 1355,93; SАДНФГо = 490,21; SКДНФГн = 923,25; SКДНФГо = 292,17.
Содержание первичных маркеров окислительного стресса в сыворотке крови пациентки с диагнозом острый панкреатит составило 60,3%, а на долю вторичных маркеров 39,7%. Полученные результаты исследований свидетельствуют о преобладании первичных маркеров окислительного стресса, что свидетельствует о том, что преобладает процесс фрагментации белковых молекул.
Пример 2. В сыворотке крови, пациентки с диагнозом ишемическая болезнь сердца, определяли окислительно модифицированные белки по методике Levin R., в модификации Дубининой Е.Е. По результатам спектрофотометрического анализа получены значения оптической плотности в диапазонах длин волн. По полученным значениям построили график и рассчитали площади методом численного интегрирования при помощи формулы Симпсона.
SАДНФГн = 81,06; SАДНФГо = 53,29; SКДНФГн = 55,82; SКДНФГо = 8,01; SОМБ = 198,186.
Полученные значения площадей поглощения рассчитаны на 50 мкл сыворотки крови, соответственно в 1 мл сыворотки крови сумма ОМБ составила 3963,60 о.п./мл, из них SАДНФГн = 1621,20; SАДНФГо = 1065,80; SКДНФГн = 1116,40; SКДНФГо = 160,20.
Содержание первичных маркеров окислительного стресса в сыворотке крови пациентки с диагнозом острый панкреатит составило 67,7%, а на долю вторичных маркеров 32,4%. Полученные результаты исследований свидетельствуют о преобладании первичных маркеров окислительного стресса, что свидетельствует о том, что преобладает процесс фрагментации белковых молекул.
Таким образом, предполагаемая совокупность признаков при проведении спектрофотометрического анализа оценку количества окислительно модифицированных белков в биологических жидкостях рассчитывать по площади графика соответствующего диапазона оптического поглощения по методу численного интегрирования - формула Симпсона позволяет:
- повысить точность проведения спектрофотометрического анализа;
- сократить время расчета.

Claims (6)

  1. Способ комплексной оценки количества окислительно-модифицированных белков в биологических жидкостях, включающий измерение оптической плотности предварительно подготовленного образца в диапазоне длин волн 230-535 нм, построение графика зависимости оптической плотности исследуемого образца от длины волны, отличающийся тем, что график разбивают на сегменты по диапазонам длин волн поглощения фракциями: альдегиддинитрофенилгидразонов основного (АДНФГо) и нейтрального (АДНФГн) характера и кетон-динитрофенил-гидразонов основного (КДНФГо) и нейтрального (КДНФГн) характера: АДНФГн в диапазоне 230-367 нм; АДНФГо - 258-264 и 428-520 нм; КДНФГн - 363-367 нм; КДНФГо - 430-434 и 524-535 нм, и в каждом сегменте при расчете площадей оптической плотности для каждой из фракций: SАДНФГн, SАДНФГо, SКДНФГн и SКДНФГо используют метод численного интегрирования - формулу Симпсона
  2. S= h/3[(y0+4(y1+y3+…+yn-1) + 2(y2+y4+…+yn-2)+yn)],
  3. где: S – площадь оптической плотности одной из фракций образца: SАДНФГн, SАДНФГо, SКДНФГн, SКДНФГо,
  4. y0, y1, y2, y3, y4, yn-2, yn-1, yn – показатели оптической плотности,
  5. h – шаг интервала оптической плотности;
  6. общее количество окислительно-модифицированных белков рассчитывают суммированием площадей фракций SАДНФГн, SАДНФГо, SКДНФГн и SКДНФГо.
RU2021117139A 2021-06-11 2021-06-11 Способ комплексной оценки количества окислительно модифицированных белков в биологических жидкостях RU2770562C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021117139A RU2770562C1 (ru) 2021-06-11 2021-06-11 Способ комплексной оценки количества окислительно модифицированных белков в биологических жидкостях

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021117139A RU2770562C1 (ru) 2021-06-11 2021-06-11 Способ комплексной оценки количества окислительно модифицированных белков в биологических жидкостях

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2770562C1 true RU2770562C1 (ru) 2022-04-18

Family

ID=81212626

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021117139A RU2770562C1 (ru) 2021-06-11 2021-06-11 Способ комплексной оценки количества окислительно модифицированных белков в биологических жидкостях

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2770562C1 (ru)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2524667C1 (ru) * 2013-01-21 2014-07-27 Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Рязанский государственный медицинский университет имени академика И.П. Павлова" Министерства здравоохранения Российской Федерации Способ комплексной оценки содержания продуктов окислительной модификации белков в тканях и биологических жидкостях
RU2525437C1 (ru) * 2012-12-07 2014-08-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенский государственный университет" (ФГБОУ ВПО "ПГУ") Способ определения окислительной модификации белков в пуле веществ средней молекулярной массы в сыворотке крови, плазме, эритроцитах и в моче
RU2754434C1 (ru) * 2021-02-18 2021-09-02 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Курский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации Способ определения окислительно-модифицированных белков в биологических жидкостях

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2525437C1 (ru) * 2012-12-07 2014-08-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенский государственный университет" (ФГБОУ ВПО "ПГУ") Способ определения окислительной модификации белков в пуле веществ средней молекулярной массы в сыворотке крови, плазме, эритроцитах и в моче
RU2524667C1 (ru) * 2013-01-21 2014-07-27 Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Рязанский государственный медицинский университет имени академика И.П. Павлова" Министерства здравоохранения Российской Федерации Способ комплексной оценки содержания продуктов окислительной модификации белков в тканях и биологических жидкостях
RU2754434C1 (ru) * 2021-02-18 2021-09-02 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Курский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации Способ определения окислительно-модифицированных белков в биологических жидкостях

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
LEVINE R.L. et al., Determination of carbonyl content in oxidatively modified proteins. Methods of enzymology. 1990, 186, p. 464-478. *
REZNICK A.Z. et al., Oxidative damage to proteins: spectrophotometric method for carbonyl assay. Methods in enzymology. 1994, 233, p. 357-363. *
ВАВИЛОВ Н.В. и др. Методические аспекты определения окислительной модификации белка. Медицинский альманах. 2018, 2(53), стр. 19-22. *
ДУБИНИНА Е.Е. Окислительная модификация белков сыворотки крови человека, методы ее определения. Вопросы медицинской химии. 1995, 41, стр. 24-26. *
ДУБИНИНА Е.Е. Окислительная модификация белков сыворотки крови человека, методы ее определения. Вопросы медицинской химии. 1995, 41, стр. 24-26. ВАВИЛОВ Н.В. и др. Методические аспекты определения окислительной модификации белка. Медицинский альманах. 2018, 2(53), стр. 19-22. REZNICK A.Z. et al., Oxidative damage to proteins: spectrophotometric method for carbonyl assay. Methods in enzymology. 1994, 233, p. 357-363. LEVINE R.L. et al., Determination of carbonyl content in oxidatively modified proteins. Methods of enzymology. 1990, 186, p. 464-478. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101026073B1 (ko) 종료점 유형의 반응 프로필의 검정 시간을 단축시키는 방법
Richardson et al. A simple flow cytometry assay using dihydrorhodamine for the measurement of the neutrophil respiratory burst in whole blood: comparison with the quantitative nitrobluetetrazolium test
Taleb et al. Raman microscopy for the chemometric analysis of tumor cells
Pezzaniti et al. Preliminary investigation of near-infrared spectroscopic measurements of urea, creatinine, glucose, protein, and ketone in urine
Mutlu-Türkoðlu et al. Increased plasma malondialdehyde and protein carbonyl levels and lymphocyte DNA damage in patients with angiographically defined coronary artery disease
Marinoski et al. Oral mucosa and salivary findings in non-diabetic patients with chronic kidney disease
Xiang et al. Periodontitis‐specific molecular signatures in gingival crevicular fluid
Heller et al. A simplified assay for porphyrins in whole blood
Simon et al. Comparison of glycosylated hemoglobin and fasting plasma glucose with two-hour post-load plasma glucose in the detection of diabetes mellitus
Himawan et al. Where microneedle meets biomarkers: futuristic application for diagnosing and monitoring localized external organ diseases
Dubayová et al. Diagnostic monitoring of urine by means of synchronous fluorescence spectrum
SE442347B (sv) Komposition for provning av biologiska vevnader eller vetskor innehallande ett dna-interaktivt fergemne och ett avexciterande emne, samt ett sett att anvenda kompositionen
Liu et al. Rapid determination of fetal lung maturity from infrared spectra of amniotic fluid
RU2770562C1 (ru) Способ комплексной оценки количества окислительно модифицированных белков в биологических жидкостях
US7022527B2 (en) Method for the simultaneous and direct determination of serum cholesterol in high and low density lipoproteins using infrared spectroscopy
RU2298189C2 (ru) Способ определения окислительной модификации фибриногена плазмы крови
Srinivasan et al. Optical absorbance-based rapid test for the detection of sickle cell trait and sickle cell disease at the point-of-care
EP2163899A1 (en) Sensitive fluorescence correlation measurements of soluble adhesion molecules
JP2002181815A (ja) 唾液成分の免疫学的測定法
US20070292963A1 (en) Optical determination of serum components for cancer screening
RU2320272C1 (ru) Способ прогнозирования течения сахарного диабета 1 типа
RU2637637C1 (ru) Способ прогнозирования течения острого панкреатита
Gur et al. Lymphocyte DNA damage is associated with increased aortic intima-media thickness
RU2284753C1 (ru) Способ прогнозирования терапевтически резистентной депрессии в отдаленном периоде легкой черепно-мозговой травмы
RU2298184C2 (ru) Способ определения продуктов цитохимической реакции, протекающей в нейтрофилах и эозинофилах мокроты под воздействием миелопероксидазы