DEVELOPING A SENSOR SYSTEM FOR IDENTIFICATION OF POLYCYCLIC AROMATIC HYDROCARBONS AS ENVIRONMENTAL TOXICANTS IN AQUEOUS AND PROTEIN MEDIA


Cite item

Full Text

Abstract

Aim: to investigate the possibility of identifying toxic polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in aqueous and protein media using a fluorescent sensor system based on serum albumins. Methods: The studies were conducted using fluorescent methods, in particular, by quenching the intrinsic fluorescence of proteins, recording the fluorescence of PAHs and using the pyrene luminescent probe. Results: It was experimentally found that when PAHs were introduced into serum albumin solutions, a general decrease in the fluorescence intensity of proteins was observed, indicating PAHs' binding to protein macromolecules and, probably, the formation of a non-fluorescent serum protein-PAH complex. The analysis of the fluorescence spectra of PAHs in serum albumins was carried out. The dependences of changes in the intensity of the fluorescence spectra maxima of PAHs in albumins with an increase in the concentration of PAHs were linear, which makes it possible to use these systems for analytical purposes to determine toxic PAHs in protein and aqueous media. Conclusions: The results of the luminescent study on the interaction of PAHs with protein molecules can be used for monitoring of environmental toxicants in various media, as well as for the development of the methods for early diagnosis of diseases associated with the effect of various agents on the proteins.

About the authors

O A Plotnikova

Yuri Gagarin Saratov State Technical University

SPIN-code: 1682-8461

A G Mel'nikov

Yuri Gagarin Saratov State Technical University

SPIN-code: 3268-6050

G V Mel'nikov

Yuri Gagarin Saratov State Technical University

SPIN-code: 7267-4911

E I Tikhomirova

Yuri Gagarin Saratov State Technical University

SPIN-code: 7673-8480

N A Ilina

Ulyanovsk State University

SPIN-code: 5535-1246

References

  1. Иванова С. В., Кирпиченок Л. Н. Использование флуоресцентных методов в медицине // Медицинские новости. 2008. № 12. С. 56-61.
  2. Кудряшова Е. В., Гладилин А. К., Левашов А. В. Белки в надмолекулярных ансамблях: исследование структуры методом разрешенно-временной флуоресцентной анизоторопии // Успехи биологической химии. 2002. Т. 42. С. 257-294.
  3. Леоненко И. И., Александрова Д. И., Егорова А. В., Антонович В. П. Аналитическое применение эффектов тушения люминесценции // Методы и объекты химического анализа, 2012. Т. 7, № 3. С. 108-125.
  4. Мaйстренко В. Н., Клюев Н. А. Эколого-аналитический мониторинг стойких органических загрязнителей. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2004. 323 с.
  5. Плотникова О. А., Мельников А. Г., Мельников Г. В., Губина Т. И. Тушение триптофановой флуоресценции бычьего сывороточного альбумина под действием ионов тяжелых металлов // Оптика и спектроскопия. 2016. Т. 120, № 1. С. 76-80.
  6. Плотникова О. А., Мельников А. Г., Мельников Г. В., Коваленко А. В. Люминесцентное определение экотоксикантов в белковых средах // Химическая физика. 2017. Т. 36, № 8. С. 1-8.
  7. Пшенкина Н. Н. Сывороточный альбумин: структура и транспортная функция // Биомедицинский журнал. 2011. Т. 12. С. 1067-1091.
  8. Bains G., Patel A. B., Narayanaswami V. Pyrene: a probe to study protein conformation and conformational changes // Molecules. 2011. Vol. 16, N 9. P. 7909-7935.
  9. Ellingsen D. G., Berlinger B., Thomassen Y., Chashchin M., Fedotov V., Chashchin V. Biological monitoring of welders’ exposure to chromium, molybdenum, tungsten and vanadium // Journal of Trace elements in medicine and biology. 2017. Vol. 41. P. 99-106.
  10. Keshavarz M. Interaction of pyrene with human serum albumin (HSA): A Uv-Vis spectroscopy study // J. Phys. Theor. Chem. IAU Iran. 2009. Vol. 6, N 2. P. 113-118.
  11. Skupinska K., Misiewicz I., Kasprzycka-Guttman T. Polycyclic aromatic hydrocarbons: physicochemical properties, environmental appearance and impact on living organisms // Acta Pol. Pharm. 2004. Vol. 61, N 3. P. 233-240.
  12. Steblecka M., Wolszczak M., Szajdzinska-Pietek E. Interaction of 1-pyrene sulfonic acid sodium salt with human serum albumin // J. Lumin. Elsevier. 2016. Vol. 172. P. 279-285.
  13. Unguryanu T., Novikov S., Buzinov R., Gudkov A., Grjibovski A. Respiratory diseases in a town with heavy pulp and paper industry // Epidemiologia and prevenzione. 2010. Vol. 34, iss. 5-6. P.138.
  14. Xu C. et al. Investigation on the interaction of pyrene with bovine serum albumin using spectroscopic methods // Spectrochim. Acta Part A Mol. Biomol. Spectrosc. 2014. Vol. 125. P. 391-395.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2019 Human Ecology


 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».