Спектры фотолюминесценции ДНК и АДФ, находящихся в фотонных ловушках, при ультрафиолетовом возбуждении

Зарегистрированы спектры фотолюминесценции дезоксирибонуклеиновой кислоты и аденозиндифосфата, находящихся в фотонных ловушках, при возбуждении ультрафиолетовым излучением. Установлено, что в малом (~ 1 мм³) объеме фотонной ловушки происходит пленение излучения в анализируемых веществах. Обнаружено существенное перераспределение интенсивности, объясняемое переходом от режима спонтанной люминесценции к суперлюминесценции. На основе выполненных экспериментов сделан вывод о возможности лазерной генерации в дезоксирибонуклеиновой кислоте и близких по структуре биологических соединениях.

Литература

[1] Duguid J.G., Bloomfield V.A., Benevides J.M., Thomas Jr. G.J. DNA Melting Investigated by Differential Scanning Calorimetry and Raman Spectroscopy // Biophysical Journal. 1996. Vol. 71. Iss. 6. Р. 3350-3360.

[2] Molecular Biology of the Cell / B. Alberts, A. Johnson, J. Lewis, M. Raff, K. Roberts, P Walter. 4th ed. New York: Garland Science, 2002. 1392 p.

[3] Butler J.M. Forensic DNA Typing: Biology and Technology behind STR Markers. London: Academic Press, 2001. 335 p.

[4] Watson J.D., Crick F.H.C. Molecular structure of nucleic acids; a structure for deoxyribose nucleic acid // Nature. 1953. Vol. 171. №. 4356. Р. 737-738.

[5] Berg J.M., Tymoczko J.L., Stryer L. Biochemistry. 7th ed. New York: W.H. Freeman and Company, 2012. 608 p.

[6] Ghosh A., Bansal M. A glossary of DNA structures from A to Z // Acta Crystallographica Section D. 2003. Vol. 59. Part 4. Р. 620-626.

[7] Michelson A.M. The chemistry of nucleosides and nucleotides. London, New York: Academic Press, 1963. 667 p.

[8] Кретович В.Л., Шольц К.Ф. Методы современной биохимии. М.: Наука, 1975. 176 с.

[9] Stimson M.M., Reuter M.A. Fluorescence of Purines and Pyrimidines // Journal of the American chemical society. 1941. Vol. 63. Iss. 3. Р. 697-699.

[10] Adrien A., Brown D.J. Purine Studies. Part I. Stability to Acid and Alkali. Solubility. Ionization. Comparison with Pteridines // Journal of the Chemical Society. 1954. Р. 2060-2071.

[11] Pisarevskii A.N., Cherenkevich S.N., Andrianov V.T. Fluorescence spectrum and quantum yield of DNA in solution // Zhurnal Prikladnoi Spektroskopii. 1966. Vol. 5. No. 5. Р. 621-624.

[12] Ящук В.М. Особенности люминесценции ДНК и РНК // Материалы XIX Международной школы-семинара "Спектроскопия молекул и кристаллов". Украина, Крым, Береговое, 20-27 сентября 2009. 42 с.

[13] The effect of triplet-triplet excitation energy transfer on the DNA self-protection mechanism / V.M. Yashchuk, V.Yu. Kuclrya, M.Yu. Losytskyy, I.Ya. Dubey, T.Y. Ohulchanskyy, H. Suga, S.M. Yarmoluk // Наук. записки НаУКМА: Сер. Физико-математич. науки. 2006. Т. 51. С. 48-56.

[14] The nature of the electronic excitations capturing centers in the DNV / V.M. Yashchuk, V.Yu. Kudrya, M.Yu. Losytskyy, H. Suga, T.Y. Ohulchanskyy // Journal of Molecular Liquids. 2006. Vol. 127. Iss. 1-3. Р. 79-83.

[15] Yashchuk V.M., Kudrya V.Yu., Levchenko S.M., Yevtushenko N.V. Some peculiarities of electronic excitation energy structure of the biologic polynucleotides and processes of triplet excitation trapping // Наук. записки НаУКМА: Сер. Физико-математич. науки. 2007. Т. 61. С. 39-42.

[16] Vigny P., Favre A. Fluorescence and photochemistry of oligocytidylic and polycytidylic acids in aqueous solution // Photochemistry and Photobiology. 1974. Vol. 20. Iss. 4. Р. 345-349.

[17] Morgan J.P., Daniels M. Excited states of DNA and its components at room temperature - III. Spectra, polarization and quantum yields of emissions from ApA and poly rA* // Photochemistry and Photobiology. 1980. Vol. 31. Iss. 2. Р. 101-113.

[18] Optical Biomedical Diagnostics: Sensors with Optical Response Based on Two-Photon Excited Luminescent Dyes for Biomolecules Detection / V.M. Yashchuk, S.M. Yarmoluk, V.Yu. Kudrya, M.Yu. Losytskyy, V.P. Tokar, V.M. Kravchenko, V.B. Kovalska, A.O. Balanda, D.V. Kryvotenko // Advances in Optical Technologies. 2008. Vol. 2008. Р. 908246-908257.

[19] Определение АФК в присутствии биологически активных веществ по флуоресценции пористого кремния / В.Б. Шевченко, О.И. Даценко, О.В. Шабликин, Т.В. Осадчук, О.М. Ляхов, Ю.В. Пивоваренко, В.А. Макара // Украшський бiохiмiчний журнал. 2012. Т. 84. № 4. С. 74-78.

[20] New Optical Properties of Synthetic Opals Infiltrated by DNA / V. Boyko, G. Dovbeshko, O. Fesenko, V. Gorelik, V. Moiseenko, V. Romanyuk, T. Shvets, P. Vodolazkyy // Molecular Crystals and Liquid Crystals. 2011. Vol. 535. Iss. 1. Р. 30-41.

[21] Intense photoluminescence from dried double-stranded DNA and single-walled carbon nanotube hybrid / M. Ito, T. Kobayashi, Y. Ito, T. Hayashida, D. Nii, K. Umemura, Y. Homma // Applied Physics Letters. 2014. Vol. 104. Iss. 4. Р. 043102-1-043102-3.

[22] Photoactive Deoxyribonucleic Acid (DNA) Bearing Carbazole Moieties and Its Photoluminescence Behavior with Ir (III) Complex / Y.S. Kim, U.R. Lee, J.E. Lee, M.J. Cho, Jin Jung-Il, D.H. Shin, Choi Suk-Ho, D.H. Choi // Molecular Crystals and Liquid Crystals. 2010. Vol. 519. Iss. 1. Р. 227-233.

[23] Murphy C.J., Brauns E.B., Gearheart L. Quantum dots as inorganic DNA-binding proteins // Material research society Processing. 1996. Vol. 452. Р. 597-601.

[24] Walaas E. Fluorescence of Adenine and Inosine Nucleotides // Acta Chemica Scandinavica. 1963. Vol. 17. Р. 461-463.

[25] Borresen H.CHR. On the luminescence properties of some purines and pyrimidines // Acta Chemica Scandinavica. 1963. Vol. 17. Р. 921-929.

[26] Kumar A., Prasher P., Singh P. A fluorescent probe for estimation of adenosine diphosphate and monitoring of glucose metabolism // Organic & Biomolecular Chemistry. 2014. Iss. 12. Р 3071-3079.

[27] Jabs C.M., Ferrell W.J., Robb H.J. Plasma ADP levels: Direct determination with luciferase luminescence using a biometer // Clinical Biochemistry. 1978. Vol. 11. Iss. 5. Р 190-193.

[28] Gorman M.W., Marble D.R., Ogimoto K., Feigl E.O. Measurement of adenine nucleotides in plasma // Luminescence. 2003. Vol. 18. Iss. 3. Р. 173-181.

[29] Soffer B.H., McFarland B.B. Continuously tunable, narrow-band organic dye lasers // Applied Physics Letters. 1967. Vol. 10. Р. 266-267.

[30] Svelto О. Principles of Lasers. New York: Plenum Publishing, 1976. 370 p.

[31] Ландсберг Г.С. Оптика. М.: Наука, 1976. 926 с.