[NEOBHÁJENO] Využití metod fluorescenční spektrofotometrie v koloidní chemii

Abstract

Makromolekuly kyseliny hyaluronové (HA) jsou lineárně nerozvětvené řetězce obsahující disociovatelné karboxylové skupiny (-COOH). Proto se tato kyselina ve vodných roztocích chová jako záporně nabitý polyelektrolyt a její konformace, tvar, rozměry i stupeň hydratace závisí na stupni disociace, který je určen pH a iontovou silou, přítomností kladně nabitých iontů, jejich povahou a mocenstvím. Ve vodných roztocích se polymerní řetězec HA nachází ve formě náhodně uspořádaného makromolekulárního klubka. Její chování však vykazuje určitý stupeň tuhosti způsobený systémem pevných vodíkových vazeb. Vzájemný kontakt mezi makromolekulárními řetězci indukuje vznik další terciární a vyšší struktury, která je způsobená superpozicí elektrostatických repulzí ovlivňovaných iontovou silou, nebo pH prostředí. Tato doktorská disertační práce je proto zaměřena na měření excitačních a emisních spekter roztoků fluoresceinů (fluorescein sodný, fluoresceinamin a fluorescein isothiokyanát-dextran), při různých koncentracích a vlnových délkách s využitím těchto fluorescenčních značek pro sledování konformačních změn kyseliny hyaluronové (sodné soli) a karboxymethylcelulózy. Měření se prováděla na fluorescenčním spektrofotometru Schimadzu RF-1501 (Japonsko). Přístroj měří fluorescenční spektra v rozsahu 220 nm až 900 nm a umožňuje automatické vyhledání optimální vlnové délky pro excitaci a emisi záření. Měření vzorků na fluorescenčním spektrofotometru sleduje závislost intenzity fluorescence na koncentraci rozpuštěné látky fluoroforu. Byla provedena fluorescenční měření v přítomnosti makromolekul kyseliny hyaluronové a karboxymethylcelulózy v závislosti na pH studovaných roztoků. Z naměřených hodnot byly sestaveny grafy závislosti intenzity exitačních a emisních spekter na pH prostředí pro oba studované polysacharidy. Tato měření umožnila sledování konformačních změn těchto aplikačně významných biopolymerů v závislosti na pH. Bylo zjištěno, že kalibrační přímky měřených koncentračních závislostí všech studovaných fluorescenčních značek bez přítomnosti biopolymeru vykazují lineární závislost na koncentraci, což umožňuje jejich praktické využití k analytickým účelům. Dále bylo zjištěno, že tyto lineární závislosti v přítomnosti studovaných biopolymerů (sodné soli kyseliny hyaluronové a karboxymetylcelulózy) mění charakter z jednoduché přímkové závislosti na dvojitou lineární závislost s průsečíkem indikujícím přechod expandované klubko/sbalené klubko při daném kritickém pH. Tato skutečnost umožní do budoucna konstrukci specifických čidel monitorujících konformační změny polysacharidů fluorescenčními měřeními pomocí bio-zobrazovacích sond.