Microsoft Word Ksi\271\277ka abstrakt\363w doc



Yüklə 20,03 Mb.
Pdf görüntüsü
səhifə105/173
tarix17.11.2018
ölçüsü20,03 Mb.
#80416
1   ...   101   102   103   104   105   106   107   108   ...   173

 
 
 
 
 
 
 
XIV
h
 International Conference on Molecular Spectroscopy, Białka Tatrzańska 2017
 
220
T2: P–5 
Estimation of dielectric parameters of red blood cell membranes by 
microwave dielectrometry: early diagnostics and treatment control for 
ischemic stroke patients 
 
Liliya Batyuk
1
, Dmitriy Astapovich
2
, Vladimir Berest
2
, and Nataliya Kizilova
3,4
 
 

Department of Medical and Biological Physics and Medical Information Science, Kharkiv National 
Medical University, 4 Nauky Avenue, Kharkiv, 61022, Ukraine, e-mail: liliya-batyuk@ukr.net 

Department of Molecular and Medical biophysics, Kharkiv V. N. Karazin Kharkiv National 
University, 4 Svobody Sq., Kharkiv, 61022, Ukraine 

Institute of Aeronautics and Applied Mechanics, Warsaw University of Technology, Warsaw, Poland 

Institute of Mechanical Science, Vilnius Gediminas Technical University, Vilnius, Lithuania 
 
 
       Stroke  is  one  of  the  leading  causes  of  morbidity  and  mortality  in  the  world  [1].  In  vitro 
measurement  of  the  dielectric  parameters  of  blood  and  their  dynamical  changes  makes  it 
possible to evaluate the severity of the stroke ischemia and success of the prescribed therapy, as 
well  as  identify  patients  with  a  probable  unfavourable  prognosis.  In  this  study  the  dielectric 
parameters  of suspensions  of the red  blood  cells (RBC) and their ghosts taken from the blood 
samples  of  the  patients  with  ischemic  stroke  have  been  determined  in  vitro  by  the  ultra  high 
frequency (UHF) dielectrometry [2] at the operating frequency f = 9.2 GHz. Blood samples of 
fifteen donors and twenty patients with acute ischemic stroke have been collected and incubated 
with heparin. RBC have been washed out with saline in the centrifuge at ω = 3500 min
–1
 and the 
RBC suspensions have been used for measurements of the real ε’ and imaginary ε” parts of the 
complex dielectric permittivity ε = ε’ + iε” in the UHF dielectrometer. The suspensions of RBC 
ghosts have been prepared by chemical haemolysis. The preliminary diagnosis for each patient 
was  formulated  on  the  basis  of  the  generally  accepted  European  recommendations  for  the 
prevention and treatment of ischemic stroke [3, 4].  
       Detailed  statistical  analysis  of  the  measurement  data  revealed  that  ε’  of  both  RBC 
suspensions and  RBC membranes  in patients with ischemic stroke tended to  increase after the 
treatment in comparison with the corresponding indicators of both suspensions and membranes 
before  the treatment. It  was  also  found  that the average  values of the static  dielectric constant 

s
) of the RBC membranes of the patients with ischemic stroke decreased after the treatment, as 
well  as  the  average  values  of  frequency  dielectric  relaxation  of  water  molecules  (ƒ
D
)  of  RBC 
suspensions and RBC membranes.  
       Therefore, a decrease in the real part of the erythrocyte suspensions and membranes and an 
increase in ε
s
 and ƒ
D
 may be used as early and reliable indexes of the acute ischemic state. After 
the  treatment  all  the  parameters  normalized;  therefore,  the  proposed  method  can  be  used  for 
control over the treatment and prognosis of its success. The method is simple and universal; it 
needs a small amount of the venous blood and standard laboratory preparation of the probe for 
the UHF dielectrometry study. 
 
Keywords: microwave dielectrometry; dielectric permittivity; red blood cells; acute ischemic disorders 
 
References  
[1]  A.D. Lopez, C.D. Mathers, M. Ezzati, D.T. Jamison, C.J. Murray, Lancet 367 (2006) 1747. 
[2]  S.V. Gatash, Radiophysics and Electronics 4(1) (1999) 129. 
[3]  Recommendations  for  Stroke  Management:  Update  2003.  European  Stroke  Initiative  (EUSI): 
Cerebrovascular Diseases, 2004: 17 (suppl 2), pp. 1. 
[4]  T. Kjellstrom, B. Norrving, A. Shatchkute, Cerebrovasc. Dis. 23 (2007) 231. 
 
 


 
 
 
 
 
 
 
XIV
h
 International Conference on Molecular Spectroscopy, Białka Tatrzańska 2017
 
 
221
T2: P–6 
Taurine hydration – a spectroscopic approach 
 
Barnaba Piotrowski
1
, Aneta Panuszko
1
, Sebastian Demkowicz
2
, and Janusz Stangret
1
 
 

Department of Physical Chemistry, Chemical Faculty, Gdańsk University of Technology, 
Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk, Poland, e-mail: aneta.panuszko@pg.gda.pl 

Department of Organic Chemistry, Chemical Faculty, Gdańsk University of Technology, 
Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk, Poland 
 
 
Taurine,  an  unusual  amino  acid  with  a  sulfonic  group  in  place  of  a  carboxyl  group,  is 
included  in  a  category  of  compounds  called  osmolytes,  which  are  used  by  cells  of  living 
organisms  for  osmoregulation.  Due  to  its  cytoprotective  properties,  such  as  the  ability  to 
safeguard cells from the consequences of Ca
2+
 overload and oxidative stress, taurine is qualified 
as a stabilizing osmolyte [1]. Studies confirm its stabilizing influence on the native structure of 
proteins [2, 3]. Despite significant advances in understanding the effect of osmolytes on protein 
stability, the mechanism of this stabilization is not clear. One of the postulated theories assumes 
that  osmolytes  do  not  interact  with  proteins  directly,  rather  interact  through  the  surrounding 
water,  modifying  its  properties  [4,  5].  Thus,  to  understand  the  effect  of  osmolytes  on  protein 
stability  it  is  important  to  understand  their  influence  on  the  water  structure  and  interactions 
between water molecules. 
 
FTIR  vibrational  spectroscopy  was  used  to  study  taurine’s  effect  on  water.  The  stretching 
band ν
OD
 of the HDO molecule, isotopically diluted in H
2
O, was utilized as a molecular probe of 
interactions in taurine solutions. Spectral data was analyzed using the difference spectra method, 
which leads to the isolation of the spectrum of the solvent affected by the solute and therefore 
also the structural and energetic state of taurine-affected water molecules [6]. 
 
Optimal structures  of small  water clusters  of taurine calculated utilizing density functional 
theory (DFT) within the polarizable continuum model (PCM) were useful in the interpretation of 
the experimental results. Comparison of results coming from the analysis of vibrational spectra 
of  solutions  and  calculations  is  made  possible  through  a  known  experimental  equation 
correlating  interatomic  distances  O···O  between  water  molecules  with  OD  stretching 
frequencies of the HDO molecule. 
 
Keywords: taurine; osmolytes; water structure; difference spectra method; FT-IR spectroscopy 
 
Acknowledgment 
This  work  was  supported  by  the  Polish  National  Science  Center  (NCN)  based  on  decision  No.  DEC-
2013/11/B/NZ1/02258. Calculations were performed at the Academic Computer Centre in Gdańsk (TASK).  
 
References  
[1]  S. W. Schaffer, C. Ju Jong, R. KC, J. Azuma, J. Biomed. Sci. 17 (2010) S2. 
[2]  T. Arakawa, S. N. Timasheff, Biophys. J., 47 (1985) 411. 
[3]  S. Pieraccini, L. Burgi, A. Genoni, A. Benedusi, M. Sironi, Chem. Phys. Lett. 438 (2007) 298. 
[4]  P. Yancey, M. Clark, S. Hand, R. Bowlus, G. Somero, Science 217 (1982) 1214. 
[5]  P. Bruździak, A. Panuszko, J. Stangret, J. Phys. Chem. B 117 (2013) 11502. 
[6]  M. Śmiechowski, J. Stangret, Pure Appl. Chem. 82 (2010) 1869. 
 
 
 
 
 


Yüklə 20,03 Mb.

Dostları ilə paylaş:
1   ...   101   102   103   104   105   106   107   108   ...   173




Verilənlər bazası müəlliflik hüququ ilə müdafiə olunur ©genderi.org 2024
rəhbərliyinə müraciət

    Ana səhifə