Chemiluminiscenční excitace fotosenzibilizátorů

Martin Drong

Bachelor's thesis

Chemiluminiscent excitation of photosensitizers

Abstract:

Podstata fotodynamického jevu je založena na principu excitace fotosenzitivní látky světelným zářením za přítomnosti kyslíku. Excitovaná fotosenzitivní látka pak předá svou energii kyslíku, který pak může přejít do několika reaktivních forem. Tyto formy se v organismu běžně vyskytují, avšak jejich koncentrace je regulována enzymy a jinými antioxidačními látkami. Při fotodynamickém jevu se vyprodukuje takové množství těchto reaktivních forem, že způsobuje destrukci mnohých bílkovin, lipidových membrán, DNA a celých buněčných struktur. Tohoto jevu se využívá v medicíně k cílenému ničení tumorů nebo i méně závažných nemocí. V současnosti je běžnou praxí excitace fotosenzibilizátorů lasery či jinými externími zdroji. Tato práce se týká chemiluminiscenční excitace těchto fotosenzibilizátorů, která má řadu výhod, jako je třeba lepší dostupnost k hluboko napadené tkáni. Chemiluminiscence je chemická reakce, při které určitá sloučenina získá přebytek energie a tento pak vyzáří v podobě světla. Pro tuto práci byla chemiexcitace provedena pomocí luminolu a jeho katalytických reakcí, které patří k z nejznámějším a nejpoužívanějším sloučeninám. Chemiexcitační směsi luminolu pak byly využity k excitaci fotosenzibilizátorů. Chemiluminiscence těchto směsí v různých kombinacích směsí a fotosenzibilizátorů byla měřena na přístroji Berthold Sirius 2C. Tento přístroj je schopen luminiscenci měřit prostřednictvím tzv. relativní luminiscence. Výsledky poukázaly na to, že chemiluminiscence byla v některých případech silně ovlivněna přítomností fotosenzibilizátoru a katalyzátory měly vliv na způsob jakým reakce probíhá. Jaké reaktivní formy vznikají a zda bude možné chemiluminscenční excitace využít k destrukci živých buněk bude studováno v navazující práci

Abstract:

The principle of photodynamic effect is based on excitation of photosensitizer by light in the presence of oxygen. Excited state of photosenzitizer transfers its energy to oxygen. This act leads to forming oxygen reactive species. These reactive forms generally occur in organism but its concentrations are under the control of enzymes and antioxidants. Photodynamic effect produces enormous concentration of ROS, singlet oxygen is the most reactive, which can lead to destruction of protein, lipide membranes, DNA and cellular structures. This effect is used for tumor a diseases treatment. Photosensitizers are generally excited by lasers or other similar external sources of light. The aim of this work is chemiluminescent excitation of photosensitizers., which has a lot of advantages like availibility to treat tumors located deeper in the human body. Chemiluminescence is chemical reaction when certain compound acquire excess energy which subsequently emit as a visible light. In this work was as a light emitter used luminol and its oxidations which are the most known and most widely used. Its chemiexcitation systems were used to excite photosensitizers. Combined reaction systems were subsequently measured using Berthold Sirius 2C luminometer. This instrument measures chemiluminescence in relative luminescence using photon counting detector. Results refered that chemiluminescence were in some cases induced by photosensitizers and type of used catalyst induced reaction way. What reactive oxygen species forms and the possibility of destructive effect on living organisms will be studied in consequential work

Keywords

fotodynamický jev, fotosenzibilizátory, reaktivní formy kyslíku, kyslík, chemiluminiscence, fotodynamická terapie, excitace

Keywords

photodynamic effect, photosensitizers, reactive oxygen species, oxygen, chemiluminescence, photodynamic therapy, exctitation

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 16. 8. 2010

Thesis defence

• Supervisor: Martina Bancířová
• Reader: Jan Hrbáč

Univerzita Palackého

Přírodovědecká fakulta

Bachelor programme / field:
Chemie / Ekochemie