Биосенсоры: основы и приложения - Тёрнер Э.
Скачать (прямая ссылка):
которой рассматривается множество вопросов, имеющих непосредственное
отношение к биологическим объектам. В работах [56, 102] обсуждается
применение комбинационного рассеяния и рассеяния Мандельштама - Бриллюэна
при исследовании полимеров блочной полимеризации, растворов полимеров, а
также аморфных полимеров и полимерных гелей.
В обзоре [44] в сжатой форме обобщены разультаты исследования
полимеризации, ассоциации и агрегации молекул и макромолекул методами
светорассеяния. В работах [67, 73] на примерах мицелл и заряженных белков
обсуждаются взаимодействия между частицами и их влияние на результаты
определения размеров частиц методом СКУРС. Интересно, что при
исследовании иммуноаналитической реакции динамические методы
светорассеяния, в частности ФКС, дают 100-кратное (а в режиме
ингибирования даже 1000-кратное) увеличение чувствительности по сравнению
с обычными методами иммуноанализа. По чувствительности рассматриваемые
оптические методы сравнимы с радиоиммуноанализом, но в них не
используются радиоактивные реагенты, не требуется предварительного
разделения связанного и несвязанного антигена и можно анализировать
образцы объемом до 1 мкл [26, 104, 105]. В работе [90] с помощью
скоростной лазерной нефелометрии контролировали реакцию иммуноосаждения.
Применению методов светорассеяния для определения специфических белков
посвящен обзор [80]. Разработан также другой оптический метод
иммуноанализа, в котором измеряют свет, отраженный от покрытой антителами
силиконовой поверхности под углом, близким к псевдобрюстеровскому [2].
С помощью динамических методов светорассеяния проводят также изучение
структуры гелей и механизмов их образования [88, 99]. В работе [102]
исследовали диффузию макромолекул в гелях, в частности движение фракций
декстрана в гелях альгината кальция и агарозы. Динамические методы
светорассеяния неоднократно использовали для исследования структуры и
поведения ДНК в растворах [33, 35, 41]. В работе [72] изучены изменения
конформации спирали ДНК при связывании различных агентов. Обнаруженное с
помощью СКУРС "расщепление" коэффициента диффузии ДНК динуклеосомального
размера (в среднем 375 пар оснований) после понижения ионной силы
свидетельствует о том, что предположение о простой связи
гидродинамического радиуса с размером частицы может приводить к ошибочным
заключениям относительно конформации молекулы [87]. Изучение с помощью
динамического рассеяния света переходов типа скручивание-раскручивание у
рибонуклеазы А в широком диапазоне температур показало ценность этого
метода для исследования
35*
548
Глава 34
денатурации белков и плавления ДНК. Возможность с помощью ФКС и других
методов светорассеяния получать данные о размерах и форме частиц имеет
большое значение при определении третичной структуры и свойств
биологически важных макромолекул, например грамицидина [38] и бычьего
фактора VIII [48].
В работе [56] методом ФКС исследовали животный белок коллаген, используя
новый подход, позволяющий одновременно определять длину молекулы и
вязкость раствора. Полученные с помощью как статического, так и
динамического метода светорассеяния данные о размерах протеогликановых
агрегатов хорошо согласуются с результатами электронной микроскопии; это
указывает на то, что агрегаты, наблюдавшиеся под электронным микроскопом,
присутствовали также и в растворе.
Динамические методы светорассеяния хорошо зарекомендовали себя при
изучении структуры мицелл и их взаимодействия между собой [27, 52, 67], в
частности казеиновых мицелл [51, 54]. Аналогичными методами изучают также
везикулы [93, 119].
Легкость получения монодисперсных образцов вируса табачной мозаики (ВТМ)
регулярного строения привела к тому, что наряду со сферическими частицами
полистирола, он стал модельным объектом в исследованиях с применением
динамического рассеяния света. Реально изучение полидисперсных растворов
ВТМ методом ФКС [112] продемонстрировало способность этого метода
различать одновременно несколько видов частиц разных размеров. В работах
[19, 83] охарактеризованы суспензии ряда других вирусов.
Попытка применения оптической техники для определения группы крови [1] с
использованием метода иммуноосаждения показала эффективность такого
подхода по сравнению с обычным методом, используемым в судебной медицине.
С помощью ФКС и других методов светорассеяния был изучен хемотаксический
отклик Escherichia coli [109]. ФКС применяли и для анализа фототаксиса
подвижной одноклеточной водоросли [3]. Значительный интерес вызывает
подвижность еще одного типа клеток, а именно сперматозоидов. Краткие
обзоры по данному вопросу можно найти в работах [40, 103].
Более детально подвижность клеток и микроорганизмов и ее изучение
динамическими методами светорассеяния рассмотрены в работе [13].
Биохимическое значение таких исследований обсуждается автором [61]. ФКС
также является ценным методом изучения такого специфического вида
