CC BY
22
ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ
УДК 543.4
ПОЛИЭЛЕКТРОЛИТНЫЕ МИКРОКАПСУЛЫ С ИНКАПСУЛИРОВАННОЙ УРЕАЗОЙ: ИЗМЕРЕНИЕ рН СРЕДЫ ГИДРОФОБНЫМ ФЛУОРЕСЦЕНТНЫМ ЗОНДОМ
Е.А. Ягольник, М.Г. Фомкина, Е.А. Замятина, Н.О. Аппазов, С.Ж. Ибадуллаева, Ю.А. Ким
Показана возможность определения рН среды по флуоресценции гидрофобного зонда N-((4-(6-phenyl-1,3,5-hexatrienyl)propyl)trimethylammonium p-toluenesuifonate (TMA-DPH), включенного в полиэлектролитные микрокапсулы, а для исследования характеристики микрокапсулы и визуализации ее оболочки из полиэлектролитов на флуоресцентном микроскопе применен зонд амфифильной природы мероцианин 540 (М540). Полиэлектролитные микрокапсулы, толщина оболочки которых была приблизительно 400 нм (для капсул с числом слоев 6), получали методом поочередной адсорбции противоположно заряженных полиэлектролитов полистиролсульфоната (ПСС) и полиаллиламина (ПАА) на частицы СаСОз или биоминеральные ядра СаСОз/белок.
Ключевые слова: биосенсор, рН, полиэлектролитные микрокапсулы, флуоресцентные
зонды.
Введение
Показатель рН - это важнейший параметр многих химических и биологических процессов, протекающих в природе и в живых организмах, в клиническом анализе, контроле качества продуктов и т. д., для измерения которого используются различные сенсорные устройства. Наряду с традиционными методами измерения рН среды с помощью химических индикаторов и амперометрических или потенциометрических устройств, в которых используется стеклянный электрод, для определенных задач разработаны и ведутся исследования по разработке новых устройств и методов определения этой величины. Так при анализе объектов окружающей среды применяются оптические волноводы, позволяющие локально детектировать сигнал с высоким разрешением, а сенсорные микропланшеты дают возможность одновременного скриннинга большого числа образцов.
Для детектирования пространственного распределения рН в образце разработаны планарные сенсорные мембраны. Значительный исследовательский интерес сосредоточен на разработке химических или биологических датчиков с использованием функциональных полимеров [1] и, конкретно, методов, используемых для рН измерений [2]. Измерение уровней рН основаны на полимерных материалах [3] к которым относятся покрытые полимером волоконно-оптические датчики, устройства с
электродами, модифицированными рН-чувствительными полимерами, флуоресцентными индикаторами pH, потенциометрические датчики pH.
Поверхность с биоэлементом, которая взаимодействует с анализируемым объектом, формируются путем прямого включения индикатора в матрицу или предварительным включением его в микро- или наночастицы с последующим включением в матрицу [4-6 ].
При создании рН-сенсоров в качестве индикаторов, наиболее чаще используются феноловый красный, бромтимоловый синий (БТС), производные флуоресцеина, гидроксикумарины и др. [7, 8]. У большинства оптических датчиков узкий динамический диапазон измерения pH и сигнал зависит от ионной силы образца [9, 10]. Этот недостаток преодолен применением липофильного эфира флуоресцеина, несущие один отрицательный заряд, которые были встроены в незаряженный, проницаемый для протонов гидрогель [11]. В результате был получен оптический датчик pH с динамическим диапазоном pH от 4,5 до 8.
Оптические датчики pH, основанные на измерении фотолюминесценции обладают большими достоинствами применительно в биотехнологии и биомедицине [12]. Основная концепция оптических методов измерения pH опирается на тот факт, что падающий луч света проходит через световод к активному концу датчика, где он взаимодействует с химическим веществом индикатора, который изменяет интенсивность пучка обычно путем поглощения или флуоресценции [13]. Примеры оптического метода измерения pH в физиологических образцах описаны в работах [14, 15].
Большой интерес представляет капсулирование биологического материала, в том числе фотометрических и люминесцентных органических реагентов в полиэлектролитные микрокапсулы, которые были впервые получены [16, 17] путем удаления коллоидной частицы (ядра), покрытой полиэлектролитной оболочкой. Технология позволяла получать микрокапсулы определенной формы и размера, зависящих от используемых матриц-ядер, причем оболочка микрокапсул обеспечивала требуемые каталитические или аффинные свойства, стабильность, проницаемость, совместимость и регулирование высвобождения внутреннего материала капсулы.
Материалы и методы
В настоящей работе мы исследовали возможность измерения рН среды по флуоресценции гидрофобного зонда К-((4-(6-рИепу1-1,3,5-Ьеха1;пепу1)ргору1)1;пте1;Ьу/аттопшт ^-1;о1иепевш&па1е (ТМА-БРН), включенного в оболочки полиэлектролитныхе микрокапсул. Молекулы зонда ТМА-ОРН при введении в среду с полиэлектролитными микрокапсулами из полистиролсльфоната (ПСС) и полалиламина (ПАА)
спонтанно включались в слои оболочек. При взаимодействии с интактными покоящимися клетками в водной суспензии молекулы зонда TMA-DPH включаются в мембраны согласно закону распределения, т. е. количество включенного зонда пропорционально доступной поверхности мембраны [18]. Катионное производное дифенилгексатриена-TMA-DPH используют в качестве флуоресцентного зонда для исследования полярной области мембран [19].
Рабочая концентрация флуоресцентного зонда TMA-DPH (Molecular probes) составляла 2,0 х 10-6 М. Флуоресцентные измерения проводились на спектрофлуориметре Perkin Elmer MPF-44B при комнатной температуре и постоянном перемешивании раствора. Длины волн возбуждения и флуоресценции 350 и 430 нм соответственно.
Мероцианин 540 (М540) нами был использован для исследования характеристики микрокапсулы и визуализации ее оболочки из полиэлектролитов на флуоресцентном микроскопе. Это гетероциклический хромофор с локальным отрицательным зарядом, интенсивность флуоресценции которого зависит от количества молекул, связавшихся с мембранами клеток, мембранного потенциала и ориентации молекул зонда относительно фосфолипидных молекул. В связи с этим его используют часто для тестирования упаковки фосфолипидных молекул во внешнем листке мембраны. [20]. Спектральные свойства зонда зависят от свойств микроокружения: в гидрофобном микроокружении зонд существует в виде мономеров, полярное микроокружение вызывает ассоциацию молекул зонда, причем флуоресцируют только мономеры зонда [21]. При введении молекул зонда в среду измерения, содержащую полиэлектролитные микрокапсулы, появляется флуоресценция.
Визуализация микрокапсул с иммобилизованными молекулами красителя была выполнена на конфокальном лазерном микроскопе LSM 510 NLO (Carl Zeiss). В качестве источника возбуждения использовали лазеры Argon 2 (длина волны 477 нм) и HeNe 1 (длина волны 543 нм). Обработка изображений производилось с помощью программы LSM 510 и Lucida Analyse 5.
Полиэлектролитные микрокапсулы получали методом поочередной адсорбции противоположно заряженных полиэлектролитов полистиролсульфоната (ПСС) и полиаллиламина (ПАА) на частицы СаСО3 или биоминеральные ядра СаСО3/белок. Полученные по стандартной методике [22] микрочастицы карбоната кальция имели сферическую форму и размер 3-6 мкм. После формирования определенного числа полиэлектролитных слоев минеральную составляющую ядер удаляли раствором этилендиаминтетраацетата (ЭДТА), рН=7,4.
Результаты и обсуждение
Включение флуоресцентных молекул в полиэлектролитные микрокапсулы можно производить непосредственно внесением раствора красителя в водную суспензию капсул или предварительно на стадии формирования оболочки. Другим способом является использование их конъюгатов с высокомолекулярными веществами (белками, полимерами) для формирования ядер путем совместной копреципитации с неорганическими компонентами и последующей процедурой формирования полиэлектролитной оболочки. Функционирование полиэлектролитной микрокапсулы в качестве сенсора возможно благодаря полупроницаемости ее мембраны: она проницаема для низкомолекулярных веществ и непроницаема для высокомолекулярных. Загрузка капсул флуоресцентными индикаторами, чувствительными к определенным ионам и молекулам, ведет к созданию хемосенсоров, а их комбинация с биологическими компонентами, например ферментами, - биосенсоров. Таким образом, на основе полиэлектролитных микрокапсул возможно конструировать биосенсоры для определения различных метаболитов.
Эксперименты по подбору флуоресцентного зонда показали возможность использования зондов амфифильной природы, к числу которых относится мероцианин 540. Зонд включается в полиэлектролитные микрокапсулы в результате не ковалентных взаимодействий: гидрофобных и электростатических, флуоресцирует в гидрофобном окружении и был использован для исследования характеристик полых полиэлектролитных микрокапсул ПСС и ПАА [23] на флуоресцентном микроскопе (рис. 1, а), а ТМА-БРН для регистрации изменения рН в растворе с микрокапсулами, содержащими уреазу, при действии мочевины.
В воде М540 флуоресцирует очень слабо, а при включении в микрокапсулы интенсивность его резко возрастает. На рис. 1 представлена микрофотография микрокапсулы с числом слоев 6 и распределение интенсивности флуоресценции молекул зонда по сечению микрокапсулы на глубине 2 мк.
Оценка толщины оболочки микрокапсулы по окрашиванию зондом М540 дало величину приблизительно 400 нм для капсул с числом слоев 6. Как показали эксперименты, после введения М540 в водную среду с микрокапсулами интенсивность флуоресценции увеличивалась с течением времени и достигала некоторого равновесного состояния (рис. 2, б). С увеличением числа полиэлектролитных слоев в капсуле наблюдался рост интенсивности флуоресценции зонда.
б
Рис. 1. а - Микрофотография микрокапсулы с числом слоев 6, меченых мероцианином 540, б - Распределение интенсивности флуоресценции молекул зонда по сечению микрокапсулы на глубине 2 мк
wavelength, nm
200 400
600 йес
800 1000 1200
Рис. 2. а - Спектр флуоресценции мероцианина 540 (.108 М) в полиэлектролитных микрокапсулах из ПСС и ПАА с числом слоев 9. Длина волны возбуждения 540 нм; б - Кинетика включения флуоресцентного зонда мероцианин 540 в полиэлектролитные микрокапсулы (а - микрокапсула с числом слоев 9, Ь - микрокапсула с числом слоев 6). Стрелкой указан момент введения зонда. Длина волны возбуждения 540 нм, флуоресценции - 580 нм
50-
80-
& 40-
a
30-
60-
20-
40-
b
10
й 20-
0
66
б
а
На экспериментальных кривых можно выделить два участка: быстрая стадия (1 < с) и медленный этап взаимодействия, длящийся десятки и сотни секунд (рис. 2, б). Существование двух столь разных процессов обусловлено особенностями строения микрокапсул. Быстрая фаза, возможно, отражает процесс связывания флуоресцентной метки с однонитевыми комплементарно несвязанными участками
полиэлектролитов, а медленная - процесс диффузии молекул зонда в глубь оболочки капсул, разрушения комплементарно связанных комплексов из
поликатионов и полианионов и связывание М540 преимущественно с расплетенными полиэлектролитными нитями [23].
По результатам флуоресцентных исследований и анализа микрофотографий мы предположили, что оболочки полиэлектролитной микрокапсулы состоят в основном из интерполиэлектролитных комплексов и имеют на своей поверхности участки молекул полиэлектролитов, несвязанные комплементарно с противоположно заряженными полиэлектролитными нитями. Увеличение интенсивности флуоресценции зонда с увеличением числа слоев в оболочке микрокапсулы связано с ростом числа мест связывания. Встраивание зонда в оболочку микрокапсул дает возможность для их изучения на флуоресцентном микроскопе (рис. 1). Связывание молекул зонда с микрокапсулами происходит с положительно заряженными нескомпенсированными фрагментами ПАА на поверхности микрокапсул и с гидрофобными участками полиэлектролитных ее структур. Аналогичным образом, возможно, включаются в полиэлектролитные микрокапсулы заряженные гидрофобные красители.
Флуоресцентный гидрофобный зонд ТМА-ОРН, включенный в полиэлектролитные микрокапсулы, был использован для регистрации изменения рН среды. В водной среде с полиэлектролитными микрокапсулами при рН ниже 5,0-5,1 введение зонда ТМА-БРН в используемой концентрации не приводило к его свечению, т. е. молекулы зонда не включались в полиэлектролитные комплексы. При изменении рН раствора выше указанных значений появлялась флуоресценция (рис. 3, а), интенсивность которого увеличивалось с ростом значений рН (рис. 3, б).
Эту особенность в поведении молекул зонда мы использовали для регистрации изменения рН среды в результате реакции мочевины с уреазой, инкапсулированной в полиэлектролитные микрокапсулы. На рис. 3 б представлена кинетика роста интенсивности флуоресценции зонда в водной среде с полиэлектролитными микрокапсулами, в которые инкапсулированы молекулы уреазы, после добавления мочевины различной концентрации. Молекулы уреазы вступают в реакцию с мочевиной, в результате которой происходит защелачивание среды инкубации. Последнее приводит, по-видимому, к встраиванию молекул зонда в гидрофобные области полиэлектролитных микрокапсул, в результате которой наблюдается увеличение интенсивности флуоресценции.
Рис. 3. а - Спектр флуоресценции ТМЛ-БРИ (2,0 х 10-6М) в водном растворе полиэлектролитных микрокапсул (5,0 х 10 6, 7 слоев), содержащих уреазу. рНраствора 8,0, длина волны возбуждения 350 нм;
б - Кинетика включения флуоресцентного зонда ТМА-БРИ в полиэлектролитные микрокапсулы с числом слоев 7 при рН 5,7 (3), рН 8,5 (1) и рН 7,2 (2) .Стрелками указаны моменты введения микрокапсул и зонда соответственно. Длина волны возбуждения 350 нм, флуоресценции - 430 нм
Как видно из рис. 3, б, кинетические кривые роста интенсивности флуоресценции при взаимодействии с микрокапсулами состоят в основном из двух частей - быстрой фазы роста флуоресценции и медленной. На рис. 4, а представлена кривая зависимость начальной скорости роста интенсивности флуоресценции от концентрации мочевины.
Для определения зависимости интенсивности флуоресценции ТМА-БРН в водном растворе с микрокапсулами от величины рН среды, значение рН раствора изменяли введением соответствующего количества КаОН из 0,01М и регистрировали флуоресценцию. Одновременно на рН-метре регистрировали значение рН раствора при тех же количествах КаОН. Затем амплитуду сигнала флуоресценции соотносили к кинетическим кривым на 30-35-й минуте.
Как следует из приведенного рис. 5, регистрация изменения рН раствора с помощью флуоресцентных зондов аналогична традиционному способу с помощью стеклянного электрода. Можно предположить, что такой способ может быть использован после усовершенствования метода, например, для определения рН с помощью одной сенсорной капсулы.
а б
Рис. 4. а - Зависимость начальной скорости роста интенсивности флуоресценции от концентрации мочевины; б - Значения рНраствора через 30-35 мин после добавления мочевины различной концентрации в образец с полиэлектролитными микрокапсулами (ПСС-ПА, 7 слоев, 5,0 х 106) с включенными молекулами уреазы (зависимость построена по величине интенсивности флуоресценции зонда на 30-35-й мин после добавления мочевины) в полулогарифмическом масштабе
а б
Рис. 5. а - Кривая роста рН в водном растворе полиэлектролитных
капсул (ПСС-ПАА, 7 слоев, 5,0 х 106) с включенными молекулами уреазы после добавки мочевины 1 мМ. (Запись сделана на рН-метре); б - Кривая роста интенсивности флуоресценции зонда ТМЛ-БРИ (2,0 мкМ) в водном растворе полиэлектролитных капсул (ПСС-ПАА, 7 слоев, 5,0 х 106) с включенными молекулами уреазы после добавки мочевины 1мМ. (Запись сделана на флуориметре одновременно с записью на рН метре образца одного и того же приготовления)
Следует отметить, что метод обладал рядом недостатков - это необходимость соблюдения постоянства параметров, таких, как концентрация вводимого зонда, концентрация микрокапсул, активность инкапсулированного фермента. При изменении одного из параметров результаты могут быть другими и необходима новая калибровочная кривая. Нет полной уверенности, что изменение рН раствора соответствует полностью и линейно изменению интенсивности флуоресценции зонда, поскольку не известен сам механизм флуоресценции.
Тем не менее, биосенсоры на основе флуоресценции становятся важными инструментами современной биологии, позволяя осуществлять мониторинг биологических процессов в живых клетках в реальном времени. Внутриклеточные флуоресцентные зонды рН составляют одно из наиболее широко используемых семейств биосенсоров в микроскопии. Широкий ассортимент органических красителей с pH-зависимыми оптическими свойствами доступен для pH мониторинга с помощью флуоресцентной микроскопии или других методов, основанных на флуоресценции клеток [24-27].
Авторы работы [28] создали набор новых генетически кодированных биосенсоров на основе FRET (называемых флуоресцентными биосенсорами для pH или FluBpH), в которых используются флавин мононуклеотид (^МК)-связывающий
флуоресцентный белок EcFbFP в качестве донорного домена. Для демонстрации применимости FluBpH in vivo были измерены рН с помощью ратиометрии в клетках E.coli во время кислотного стресса.
Возможность включения кислотно-основных индикаторов (лакмуса, бромтимолового синего (БТС) и метилового красного (МК)) в структуры «ядро-оболочка», а также в микрокапсулы, сформированные методом полиионной сборки на основе ядер карбоната кальция и гидроксиапатита исследована в работе [28]. Оценено влияние способа иммобилизации индикаторов (сорбция молекул на «ядрах», включение в полиэлектролитные (ПЭ) слои, инкапсулирование в полой ПЭ капсуле) и различных факторов на эффективность связывания. Полученные микрокапсулы были использованы для определения рН в буферных растворах, а также введены в состав зубной пасты в качестве зонда кислотности.
Работа выполнена ^и финансовой поддеpжке Комитета науки Миниcтеpcтва обpазования и науки Республики Казахстан (^оект AP05134201)
Список литературы
1. Adhikari В., Majumdar S. Polymers in sensor applications // Progress in Polymer Science (Oxford) 2005. V. 29. P. 699-766.
2. Yuqing M., Jianrong C., Keming F. New technology for the detection of pH // Journal of Biochemical and Biophysical Methods. 2005. V. 63. P. 1-9.
3. A. Review on State-of-the-art in Polymer Based pH Sensors / O. Korostynska, Kh. Khalil Arshak, E. Gill [et al.] // Sensors. 2007. V. 7. P. 30273042.
4. Hanson K.M., Behne M.J., Barry N.P. Two-photon fluorescence lifetime imaging of the skin stratum corneum pH gradient // Biophys. J. 2002. V. 83(3). P. 1682-1690.
5. Characterization of microtiterplates with integrated optical sensors for oxygen and pH, and their applications to enzyme activity screening, respirometry, and toxicological assays / S. Arain, G. T. John, C. Krause [et al.] // Sensors and actuators b-chemical. 2006. V. 113(2). P. 639-648.
6. Arain S., Ley B. H., Benz K. Online Monitoring of Oxygen and pH during Cell Cultivation in Multiwell Plates // Tissue engineering. Part A. 2009. V. 15(3). P. 728-729.
7. Optical pH sensor based on the absorption of antenna generated europium luminescence by bromothymolblue in a sol-gel membrane / A. Lobnik, N. Majcen, K. Niederreiter [et al.] // Sensors and actuators b-chemical. 2001. V. 74(1-3). P. 200-206.
8. Liu Z. H., Liu J. F., Chen T. L. Phenol red immobilized PVA membrane for an optical pH sensor with two determination ranges and long-term stability // Sensors and actuators b-chemical. 2005. V. 107(1). P. 311-316.
9. Fluorescent pH sensors with negligible sensitivity to ionic strength / B. M. Weidgans, C. Krause, I. Klimant [et al.] // Analist. 2004. V. 129(7). P. 645-650.
10. Lin J. Recent development and applications of optical and fiberoptic pH sensors // Trends Anal. Chem. 2000. V. 19. P. 541-552.
11. Wolfbeis O. S. Fiber-optic chemical sensors and biosensors // Analytical chemistry. 2002. V. 74. №. 12. P. 2663-2678.
12. Optical pH sensing using spectral analysis / M. Fritzsche, C. G. Barreiro, B. Hitzmann [et al.] // Sensors and Actuators, B: Chemical. 2007. V. 128. P. 133-137.
13. Janata, J. Do optical sensors really measure pH? // Analytical Chemistry. 1987.V. 59. P. 1351-1356.
14. Temperature-dependent changes in energy metabolism, intracellular pH and blood oxygen tension in the Atlantic cod / F.J. Sartoris, C. Bock, I. Serendero [et al.] //Journal of fish biology. 2003. V. 62. №. 6. P. 1239-1253.
15. Characterization of microtiterplates with integrated optical sensors for oxygen and pH, and their applications to enzyme activity screening, respirometry, and toxicological assays / S. Arain, G.T. John, C. Krause [et al.] // Sensors and Actuators B: Chemical. 2006. V. 113. №. 2. P. 639-648.
16. Layer-by-layer self assembly of polyelectrolites on colloidal particles / G. B. Sukhorukov, E. Donath, H. Lichtenfeld [et al.] // Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects. 1998. V. 137. P. 253-266.
17. Novel hollow polymer shells by colloid-templated assembly of polyelectrolytes / E. Donath, G.B. Sukhorukov, F. Caruso [et al.] // Angew. Chem. Int. Ed. 1998. V. 37(16). P. 2202-2205.
18. A Fluorescent Hydrophobic Probe Used for Monitoring the Kinetics of Exocytosis Phenomena / Ch. Bronner, Y. Landry, P. Fonteneau [et al.] // Biochemistry. 1986. № 25. P. 2149-2154.
19. Physical properties and lipid composition of brain membranes from ethanol tolerant-dependent / R.A. Harris, D.M. Baxter, M.A. Mitchell [et al.] // Mol. Pharmacol. 1984. №. 25. P. 401-409.
20. Lagerberg J.W.M. Factors influencing binding and efficacy of merocyanine 540 and other photosensitizers // Cell. Mol. Life Sci. 1997. V. 53. P. 257-262.
21. Sikurova L., Cunderlikova B. pH dependence of merocyanine 540 absorption and fluorescence spectra // Specrtrochimica Acta Part. 1997. № 53. P. 293-297.
22. Matrix poly electrolyte microcapsules: New system for macromolecule encapsulation / D. V. Volodkin, A. I. Petrov, M. Prevot [et al.] // Langmuir. 2004. V. 20. P. 3398-3406.
23. Development of a Novel GFP-based Ratiometric Excitation and Emission pH Indicator for Intracellular Studies / R. Bizzarri, C. Arcangeli, D. Arosio [et al.] // Biophysics Journal. 2006. V. 90. P. 3300-3314.
24. Hai-Jui L., Herman P., Jakowicz J. R. Fluorescence lifetime-resolved pH imaging of living cells // Cytometry Part A. 2003. V. 52A. P. 77-89.
25. Fluorescence imaging method for in vivo pH monitoring during liposomes uptake in rat liver using a pH-sensitive fluorescent dye / S. Begu, S. Mordon, T. Desmettre [et al.] // Journal of Biomedical Optics. 2005. V. 10. P. 4008-4014.
26. Characterization of dualwavelength seminaphthofluorescein and seminapthorhodafluor dyes for pH sensing underhigh hydrostatic pressures / M. Salerno, J. J. Ajimo, J. A. Dudley [et al.] // Analytical Biochemistry. 2007. V. 362. P. 258-267.
27. A novel FbFP-based biosensor toolbox for sensitive in vivo determination of intracellular pH / Ch. Rupprecht, M. Wingen, J. Potzkei [et al.] // Journal of Biotechnology. 2017. V. 258(20). P. 25-32.
28. Структуры ядро-оболочка и полиэлектролитные капсулы с иммобилизованными кислотно- основными индикаторами / Н. А. Бурмистрова, О. А. Колонтаева, Т. Ю. Русанова [и др.] // Изв. Саратовского ун-та. Сер. Химия. Биология. Экология. 2013. Т. 4. С. 1-8.
Ягольник Елена Андреевна, канд. биол. наук, доц., yea_88@mail.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Фомкина Мария Григорьевна, канд. биол. наук, ведущ. науч сотр., mfomkina@mail.ru, Россия, Пущино, Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН,
Замятина Елизавета Александровна, магистрант, sonyoru162@,gmail. com, Россия, Пущино, Пущинский государственный естественно-научный институт,
Аппазов Нурбол Орынбасарулы, канд. хим. наук, проф., руководитель лаборатории, nurasar.82@mail.ru, Казахстан, Кызылорда, Кызылординский государственный университет им. Коркыт Ата,
Ибадуллаева Салтанат Жарылкасыновна, д-р биол. наук, проф., salt_i@,mail.ru, Казахстан, Кызылорда, Кызылординский государственный университет им. Коркыт Ата,
Ким Юрий Александрович, д-р физ.-мат. наук, ведущ. науч сотр., проф., yuk01@rambler.ru, Россия, Пущино, Институт биофизики клетки РАН
POLYELECTROLYTICMICROCAPSULES WITHANTIMATED UREASIS: MEASURING THE pH OF THE MEDIUM HYDROPHOBIC FLUORESCENT
PROBE
E.A. Yagolnik, M.G. Fomkina, E.A. Zamyatina, N.O. Appazov, S. Zh. Ibadullaeva, Yu.A. Kim
The possibility of determining the pH of the medium by the fluorescence of a hydro-phobic probe N-((4-(6-phenyl-1,3,5-hexatrienyl) propyl) trimethylammonium p-toluenesuifonate (TMA-DPH), included in polyelectrolyte microcapsules, and for studying the characteristics of microcapsules and visualizing its polyelectrolyte shell on a fluorescent microscope, using an amphiphilic nature probe merocyanin 540 (M540). Polyelectrolyte microcapsules with a shell thickness of approximately 400 nm (for capsules with 6 layers) were obtained by alternately adsorbing oppositely charged polyethylene polystyrene sulfonate (PSS) and polyallylamine (PAA) ktroliths for CaCO3 particles or CaCO3 / protein biomineral cores.
Key words: biosensor, pH, polyelectrolyte microcapsules, fluorescent probes
Yagolnik Elena Andreevna, candidate of biological sciences, associate professor, yea_88@mail.ru, Russia, Tula, Tula State University,
Fomkina Mariya Grigor'evna, candidate of biological sciences, Senior Researcher, mfomkina@,mail.ru, Russia, Pushchino, Institute of Theoretical and Experimental Biophysics of Russian Academy of Sciences,
Zamyatina Elizaveta Aleksandrovna, undergraduate, sonyoru162@,gmail. com, Russia, Pushchino, Pushchino State Institute of Natural Sciences,
Appazov Nurbol Orynbasaruly, candidate of chemical sciences, professor, head of the laboratory, nurasar.82@mail.ru, Kyzylorda, Kazakhstan, Korkyt Ata Kyzylorda State University,
Ibadullaeva Saltanat Zharylkasynovna, doctor of biological sciences, professor, salt_i@,mail.ru, Kyzylorda, Kazakhstan, Korkyt Ata Kyzylorda State University,
Kim Yurij Aleksandrovich, doctor of physical and mathematical sciences, professor, yuk01@rambler.ru, Russia, Pushchino, Institute of Cell Biophysics of Russian Academy of Sciences
