Вышедшие номера
Home » Оптика и спектроскопия » Год 2020, выпуск 7 » Статья стр. 1042
<<<>>>
Мониторинг быстрых вариаций содержания эндогенного СО в выдыхаемом воздухе методами диодной лазерной спектроскопии
DOI: 10.21883/OS.2020.07.49579.71-20
Переводная версия: 10.1134/S0030400X2007005X
грантов нет
Дьяченко А.И.1, Степанов Е.В.1, Шулагин Ю.А.2
1Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН, Москва, Россия
2Институт медико-биологических проблем РАН, Москва, Россия
Email: eugenestepanov@yandex.ru
Выставление онлайн: 24 апреля 2020 г.
PDF версия
Для мониторинга быстрых физиологических вариаций содержания эндогенной моноокиси углерода СО в выдыхаемом воздухе были применены методы диодной лазерной спектроскопии. Для этих целей был создан анализатор СО на базе перестраиваемого диодного лазера, излучающего в районе 2.35 μm при комнатной температуре. Для определения концентрации СО в выдыхаемом воздухе измерялась величина резонансного поглощения этой молекулой в линии R(6) полосы 0-2, расположенной вблизи 4285 cm-1. Использование этой линии, хорошо изолированной от близлежащих линий поглощения Н2О, позволяет обеспечить высокую селективность анализа СО в условиях высокой влажности анализируемого воздуха. Возможности мониторинга быстрых физиологических вариаций содержания СО в выдыхаемом воздухе человека и животных с помощью разработанной системы были продемонстрированы в исследованиях с применением ряда физиологических нагрузочных тестов, таких как дыхание чистым кислородом (как у человека, так и крыс), физическая нагрузка и гипервентиляция. Также наблюдалась динамика выделения СО, обусловленная применением некоторых фармацевтических препаратов. Показано, что лазерный анализ СО в спектральном диапазоне 2.35 μm позволяет детектировать в выдыхаемом воздухе быстрые динамические процессы выделения этой газообразной молекулы, являющейся одной из сигнальных молекул-метаболитов, при проведении различных физиологических и медицинских исследований, изучать закономерности и взаимосвязи процессов, отвечающих за продукцию, транспорт, буферирование и выделение СО в организме. Ключевые слова: диодная лазерная спектроскопия, лазерный спектральный анализ, выдыхаемый воздух, эндогенная моноокись углерода, мониторинг состава выдыхаемого воздуха.
  1. Stepanov E.V. // Phys Wave Phen. 2007. V. 15. N 3. P. 149-181. doi 10.3103/S1541308X0703003X
  2. Wang Ch., Sahay P. // Sensors. 2009. V. 9. N 10. P. 8230-8262. doi 10.3390/s91008230
  3. Shorter J.H., Nelson D.D., McManus J.B., Zahniser M.S., Sama S.R., Milton D.K. // J. Breath Res. 2011. V. 5. N 3. 037108. doi 10.1088/1752-7155/5/3/037108
  4. Stacewicz T., Bielecki Z., Wojtas J., Magryta P., Mikolajczyk J., Szabra D. // Opto-Electron. Rev. 2016. V. 24. P. 82-94. doi 10.1515/oere-2016-0011
  5. Wojtas J., Bielecki Z., Stacewicz T., Mikolajczyk J., Nowakowski M. // Opto-Electron. Rev. 2012. V. 20. P. 26-39. doi 10.2478/s11772-012-0011-4
  6. Di Francesco F., Fuoco R., Trivella M.G., Ceccarini A. // Microchem. J. 2005. V. 79. N 1-2. P. 405-410. doi 10.1016/j.microc.2004.10.008
  7. Cao W., Duan Y. // Clinical Chem. 2006. V. 52. N 5. P. 800-811. doi 10.1373/clinchem.2005.063545
  8. Ventrillard-Courtillot I., Gonthiez T., Clerici C., Romanini D. // J. Biomed. Opt. 2009. V. 14. N 6. 064026. doi 10.1117/1.3269677
  9. Risby T.H., Tittel F.K. // Opt. Eng. 2010. V. 49. N 11. 111123. doi 10.1117/1.3498768
  10. Kim K.-H., Jahan S.A., Kabir E. // Trends in Analytical Chem. 2012. V. 33. P. 1-8. doi 10.1016/j.trac.2011.09.013
  11. Amann A., Miekisch W., Schubert J., Buszewski B., Ligor T., Jezierski T., Pleil J., Risby T. // Ann. Rev. Analytical Chem. 2014. V. 7. P. 455-482. doi 10.1146/annurev-anchem-071213-020043
  12. Lourenco C., Turner C. // Metabolites. 2014. V. 4. P. 465. doi 10.3390/metabo4020465
  13. Zalicki P., Zare R.N. // The J. Chem. Phys. 1995. V. 102. N 7. P. 2708-2717. doi 10.1063/1.468647
  14. Berden G., Peeters R., Meijer G. // Intern. Rev. in Phys. Chem. 2000. V. 19. N 4. P. 565-607. doi 10.1080/014423500750040627
  15. Bijnen F.G.C., Harren F.J.M., Hackestein J.H.P., Reuss J. // Appl. Opt. 1996. V. 35. P. 5357-5368
  16. Zuckermann H., Harren F.J.M., Reuss J., Parker D.H. // Plant. Physiol. 1997. V. 113. P. 925-932
  17. Stepanov E.V., Milyaev V.A., Selivanov Yu.G. // Physics-Uspekhi. 2000. V. 43. P. 417. doi 10.1070/PU2000v043n04ABEH000720
  18. Stepanov E.V., Milyaev V.A. // Quantum Electron. 2002. V. 32. N 11. P. 987. doi 10.1070/QE2002v032n11ABEH002333
  19. Bingi V.N., Stepanov E.V., Chuchalin A.G., Milyaev V.A., Moskalenko K.L., Shulagin Yu.A., Yangurazova L.R. // Trudy Inst. Obshch. Fiz., Ross. Akad. Nauk. 2005. V. 61. P. 189-210
  20. Wang Ch., Sahay P. // Sensors. 2009. V. 9. N 10. P. 8230-8262. doi 10.3390/s91008230
  21. Henderson B., Khodabakhsh A., Metsala M., Ventrillard I., Schmidt F.M., Romanini D., Ritchie G.A.D., Hekkert S., Briot R., Risby T., Marczin N., Harren F.J.M., Cristescu S.M. // Appl. Phys. B. 2018. V. 124. P. 161. doi 10.1007/s00340-018-7030-x
  22. Ivashkin V.T., Kasoev S.G., Stepanov E.V. // Opt. Spectrosc. 2019. V. 126. N 6. P. 710-720. doi 10.1134/S0030400X19060109
  23. Stepanov E.V., Kasoev S.G. // Opt. Spectrosc. 2019. V. 126. N 6. P. 736-744. doi 10.1134/S0030400X19060249
  24. Piantadosi C.A. // Antioxid Redox Signal. 2002. V. 4. P. 59-270. doi 10.1089/152308602753666316
  25. Ryter S.W., Otterbein L.E. // Bioessays. 2004. V. 26. P. 270-280. doi 10.1002/bies.20005
  26. Kaczorowski D.J., Zuckerbraun B.S. // Curr. Med. Chem. 2007. V. 14. P. 2720-2725. doi 10.2174/092986707782023181
  27. D'Amico G., Lam F., Hagen T., Moncada S. // J. Cell. Sci. 2006. V. 119. P. 2291-2298. doi 10.1242/jcs.02914
  28. Almeida A.S., Figueiredo-Pereira C., Vieira H.L.A. // Front. Physiol. 2015. doi 10.3389/fphys.2015.00033
  29. Motterlini R., Clark J.E., Foresti R., Sarathchandra P., Mann B.E., Green C.J. // Circ. Res. 2002. V. 90. P. E17-E24. doi 10.1161/hh0202.104530
  30. Bilban M., Haschemi A., Wegiel B., Chin B.Y., Wagner O., Otterbein L.E. // J. Mol. Med. 2008. V. 6. P. 267-279. doi 10.1007/s00109-007-0276-0
  31. Shulagin U.A., Stepanov E.V., Chuchalin A.G., Babarskov E.V., Diachenko A.I., Pavlov B.N. // Trudy Inst. Obshch. Fiz., Ross. Akad. Nauk. 2005. V. 61. P. 135-188
  32. Степанов Е.В. Диодная лазерная спектроскопия и анализ молекул-биомаркеров, М.: ФИЗМАТЛИТ, 2009. 416 c
  33. Stepanov E.V. // Physics of Wave Phenomena. 2007. V. 15. N 4. P. 241-262. doi 10.3103/S1541308X07040036
  34. Rothman L.S., Jacquemart D., Barbe A., Chris B.D., Birk M., Brown L.R., Carleer M.R., Chackerian C., Chance Jr.,K., Dana V., Devi V.M., Flaud J.-M., Gamache R.R., Goldman A., Hartmann J.-M., Jucks K.W., Maki A.G., Mandin J.-Y., Massie S.T., Orphal J., Perrin A., Rinsland C.P., Smith M.A.H., Tennyson J., Tolchenov R.N., Toth R.A., Vander A.J., Varanasi P., Wagner G. // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2005. V. 96. N 2. P. 139. doi 10.1016/j.jqsrt.2004.10.008

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2024 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme