ОНиНТ (1041012), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Разрыв или формирование связи между донором и акцептором можно зарегистрировать точно так же. Рисунок 7 демонстрирует «сэндвичевый» принцип регистрации, при котором регистрируемый объект выступает в качестве связующего звена («адаптера») между донором и акцептором.

Примером реализации этого метода является создание диагностикума на аутоиммунное заболевание системная склеродермия (склеродерма). Здесь донором послужили квантовые точки с длиной волны флуоресценции 590 нм, а акцептором — органический краситель — AlexaFluor 633. На поверхность микрочастицы, содержащей квантовые точки, «пришили» антиген к аутоантителу — маркеру склеродермы. В раствор вводили вторичные антитела, помеченные красителем. В отсутствии мишени краситель не сближается с поверхностью микрочастицы, перенос энергии отсутствует и краситель не флуоресцирует. Но если в пробе появляются аутоантитела, это приводит к образованию комплекса микрочастица—аутоантитело—краситель. В результате переноса энергии краситель возбуждается, и в спектре появляется сигнал его флуоресценции с длиной волны 633 нм.

Рисунок 4 - Принцип регистрации с использованием FRET-формата. Формирование конъюгата («жидкий микрочип»)—(регистрируемый объект)—(сигнальный флуорофор) приводит к сближению донора (нанокристалл) с акцептором (краситель AlexaFluor). Само по себе лазерное излучение не возбуждает флуоресценцию красителя; флуоресцентный сигнал появляется только за счет резонансного переноса энергии от CdSe/ZnS нанокристалла. Слева: структура конъюгата с переносом энергии. Справа: спектральная схема возбуждения красителя.

Важность этой работы еще и в том, что аутоантитела могут использоваться как диагностические маркеры на самой ранней стадии развития аутоиммунных заболеваний. «Жидкие микрочипы» позволяют создавать тест-системы, в которых антигены находятся в гораздо более естественных условиях, нежели на плоскости (как в «обычных» микрочипах). Уже полученные результаты открывают путь к созданию нового типа клинических диагностических тестов, основанных на использовании квантовых точек. А реализация подходов, основанных на использовании спектрально кодированных жидких микрочипов, позволит одновременно определять содержание сразу множества маркеров, что является основой существенного повышения достоверности результатов диагностики и развития методов ранней диагностики.

Гибридные молекулярные устройства

Возможность гибкого управления спектральными характеристиками квантовых точек открывает путь к наноразмерным спектральным устройствам. В частности, КТ на основе кадмий-теллура (CdTe) позволили расширить спектральную чувствительность бактериородопсина (бР), известного своей способностью использовать световую энергию для «перекачки» протонов через мембрану. (Получающийся электрохимический градиент используется бактериями для синтеза АТФ.)

Фактически, был получен новый гибридный материал: присоединение квантовых точек к пурпурной мембране — липидной мембране, содержащей плотно упакованные молекулы бактериородопсина, — расширяет диапазон фоточувствительности до УФ- и синей областей спектра, где «обычный» бР не поглощает свет (рис. 8). Механизм передачи энергии бактериородопсину от квантовой точки, поглощающей свет в УФ- и синей областях, все тот же: это FRET; акцептором излучения в этом случае выступает ретиналь — тот же самый пигмент, который работает в фоторецепторе родопсине.

Созданные на основе такого материала протеолипосомы (липидные «пузырьки», содержащие гибрид бР—КТ) при освещении закачивают внутрь себя протоны, эффективно понижая pH (рис. 8). Это незначительное на первый взгляд изобретение может лечь в будущем в основу оптоэлектронных и фотонных устройств и найти применение в сфере электроэнергетики и других видах фотоэлектрических преобразований.

Рисунок 5 - «Апгрейд» бактериородопсина с помощью квантовых точек. Слева: протеолипосома, содержащая бактериородопсин (в форме тримеров) с «пришитыми» к нему квантовыми точками на основе CdTe (показаны оранжевыми сферами). Справа: схема расширения спектральной чувствительности бР за счет КТ: на спектре область поглощения КТ находится в УФ- и синей частях спектра; спектр испускания можно «настроить», подобрав размер нанокристалла. Однако в этой системе испускания энергии квантовыми точками не происходит: энергия безызлучательно мигрирует на бактериородопсин, который совершает работу (закачивает ионы H+ внутрь липосомы).

Резюмируя, следует подчеркнуть, что квантовые точки в форме коллоидных нанокристаллов являются перспективнейшими объектами нано-, бионано- и биомеднанотехнологий. После первой демонстрации возможностей квантовых точек в качестве флуорофоров в 1998 году в течение нескольких лет наблюдалось затишье, связанное с формированием новых оригинальных подходов к использованию нанокристаллов и реализации тех потенциальных возможностей, которыми обладают эти уникальные объекты. Но в последние годы наметился резкий подъем: накопление идей и их реализаций определили прорыв в области создания новых устройств и инструментов, основанных на применении полупроводниковых нанокристаллических квантовых точек в биологии, медицине, электронной технике, технологии использования солнечной энергии и многих других. Конечно на этом пути еще много нерешенных проблем, но растущий интерес, растущее число коллективов, которые работают над этими проблемами, растущее число публикаций, посвященных этому направлению, позволяют надеяться, что квантовые точки станут основой техники и технологий следующего поколения.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОЛЛОИДНЫХ РАСТВОРОВ ПРИ РЕАНИМАЦИИ

Молекулы, содержащиеся в коллоидных растворах, имеют большую молекулярную массу, что не позволяет им легко проходить через капиллярную стенку. Следовательно, оставаясь в сосудистом русле, они существенно влияют на осмотическое давление крови (коллоидно-осмотическое давление плазмы), что в свою очередь также сохраняет количество внутривенно введённой жидкости в сосудистой системе. Наглядно демонстрируется, как изменяется объём циркулирующей крови в зависимости от инфузии 500 мл коллоидного раствора.

ПОКАЗАНИЯ К ПРИМЕНЕНИЮ КОЛЛОИДНЫХ РАСТВОРОВ

Поскольку наибольшую опасность для жизни больного в случае острой кровопотери представляет именно гиповолемия, внутривенная инфузия коллоидных растворов с целью поддержания объёма циркулирующей крови, несомненно, эффективнее, нежели введение кристаллоидных. Вместе с тем инфузионные программы при реанимации должны сочетать вливания как коллоидных, так и кристаллоидных растворов с целью восполнения дефицита внутрисосудистой и интерстициальной жидкости.

КОЛЛОИДНЫЕ РАСТВОРЫ

Коллоидные растворы, наиболее часто используемые в клинической практике, представлены в таблице 1.

Человеческий сывороточный альбумин (ЧСА). Как известно, из белков в наибольшем количестве в плазме крови содержатся альбумины, которые определяют более чем на 80 % коллоидно-осмотическое (онкотическое) давление плазмы. Кроме того, ЧСА выполняет важную (транспортную) функцию по доставке лекарственных средств (например, антибиотиков) и ионов, в частности Са²⁺ и Mg²⁺. ЧСА, используемый в медицинской практике, готовят нагреванием сыворотки крови до полного уничтожения любых вирусов. Обычно выпускают растворы ЧСА 5 и 25% концентрации. В качестве растворителя используют изотонический раствор натрия хлорида. 25% раствор альбумина часто называют малосолевым, так как его вводят в небольших объёмах (от 50 до 100 мл), что даёт слабую солевую нагрузку.

ОСОБЕННОСТИ

1. 5% раствор альбумина имеет коллоидное осмотическое давление (КОД) порядка 20 мм рт.ст., которое равно КОД плазмы крови.

2. 25% раствор альбумина имеет КОД около 70 мм рт.ст.

3. Внутривенное вливание 5% раствора альбумина будет обеспечивать весьма незначительное увеличение ОЦК при относительно большом количестве перелитой жидкости.

4. Внутривенная инфузия всего 100 мл 25% раствора альбумина позволит увеличить ОЦК более чем на 500 мл.

5. Продолжительность действия препарата колеблется от 24 до 36 ч. В противоположность общепринятому мнению более 50% альбуминов в человеческом организме находится вне сосудистого русла. Значит, введение раствора альбумина обусловит накопление последнего в конечном счёте в интерстициальном пространстве, а затем он либо вернётся в кровяное русло вместе с лимфой, либо подвергнется воздействию ферментов.

Таблица 1

Коллоидные растворы

Характеристика	25% раствор альбумина	5% раствор альбумина	6% раствор гетастарча	Раствор декстрана-40
Коллоидно-осмотическое давление, мм рт.ст.	70	20	30	40
Объём 1 флакона, мл	50	250 или 500	500	250
Фармакологическая активность*	4:1	1,3:1	1,3:1	2:1
Кровотечение	—	0,001	0,010	0,010
Стоимость 1 флакона**, доллары	19,22 за 50 мл	19,22 за 500 мл	43,50 за 500 мл	20,00 за 500 мл

* Фармакологическая активность выражена в возрастании ОЦК (в мл на 1 мл внутривенно введённого коллоидного раствора).

** Цены производителя на март 1989 г. в нашем госпитале.

ВОЗМОЖНЫЕ ОСЛОЖНЕНИЯ

1. Возможно развитие дилюционной коагулопатии при внутривенном введении большого объёма раствора.

2. Возможно заражение вирусным гепатитом, но это происходит достаточно редко.

3. Ещё реже встречаются аллергические реакции.

Гетастарч (HAES) является синтетическим полисахаридом (аналог крахмала), который был предложен в качестве недорогого заменителя альбумина. В клинике обычно используют 6% раствор, приготовленный на изотоническом растворе натрия хлорида.

ОСОБЕННОСТИ

1. 6% раствор имеет КОД, равное 30 мм рт.ст.

2. Эффект внутривенного вливания раствора гетастарча в отношении ОЦК аналогичен таковому при введении 5% раствора альбумина.

3. Имеет более продолжительный период полужизни (по сравнению с альбумином), составляющий примерно 24 ч. В отличие от альбумина гетастарч выделяется преимущественно почками. Макромолекулы полимера варьируют по размеру и постоянно расщепляются амилазой сыворотки крови до тех пор, пока их частицы не будут достаточно малы для того, чтобы быть выведенными с мочой. Иногда для этого требуется около 2 нед.

ВОЗМОЖНЫЕ ОСЛОЖНЕНИЯ

1. Во время внутривенной инфузии раствора гетастарча уровень амилазы в сыворотке крови возрастает в 2-3 раза, что может сохраняться в течение 5 сут. Гиперамилаземия в данном случае является нормальной компенсаторной реакцией на введение гетастарча и отнюдь не свидетельствует о развитии панкреатита. С целью проведения дифференциальной диагностики в указанной ситуации следует контролировать активность липазы сыворотки крови.

2. Имевшиеся ранее опасения в отношении возникновения специфической коагулопатии в результате переливания растворов гетастарча представляются необоснованными, так как показано, что вливание достаточно большого объёма раствора гетастарча не вызывает каких-либо осложнений со стороны свёртывающей системы крови.

3. Возможны аллергические реакции, но они встречаются достаточно редко.

Поскольку раствор гетастарча не является белковым, его внутривенное введение может оказаться причиной снижения содержания белка в сыворотке крови за счёт дилюции. Количество общего белка в сыворотке используют для расчёта величины коллоидно-осмотического давления крови (см. главу 23), но при применении препарата гетастарча в качестве плазмозамещающего раствора этот показатель нельзя вычислить, а можно только измерить.

Характеристики

Список файлов реферата