Laser damage of living cells. Tentative assignment of action spectrum. R.V. Ambartzumian P.N.Lebedev Physical Institute Moscow RF

Оптический пинцет Схема удержания

Повреждения клеток как функция длины волны и длительности Expo- sure time Results of chromosome trapping Wavelength (nm) sC-mitosis % 3 60 % Chromo- some bridge Normal division sChromo- some bridge 0%0% 1 20 % 1 33 % 4 44 % % % 7 70 % 0%0% Normal division

Plot of the percent of abnormal mitoses induced with different wavelengths under constant power of 130 mW. All cells were exposed for 0.3 to 300sec.

Реальный спектр действия и аппроксимация

Количественные характеристики процесса возбуждения E sat =hν/2σ=2.5x /2x = =1.2x10 5 J/cm 2 Типичные потоки х10 8 J/cm 2 Превышение раз Вывод: весь кислород в области фокуса перешел в синглетное состояние включая продиффундировавший

Дополнительные линии поглощения в клетках e-coli CH OH 3680 cm cm-1

Сателлитные переходы в кислороде в растворителе (матрице) 3Σg3Σg 1Σg1Σg 1Δg1Δg Колебательные уровни матрицы

Сателлитные линии в спектре флуоресценции O 2 SolventNormal bandSolvent induced band (0,0) λ max (μm) Δν (cm -1 ) Emission intensity ratio (00)/(00 ) (0,0) λ max (μm) (0,1) λ max (μm) [F][Cl][Br] C 10 F /550 C 2 F 3 Cl CCl /300 CDCl /300 C 2 F 4 Br Characteristic bond stretching vibrational frequency (cm -1 ) C-F 1100 C-Cl 650 C-Br 560

Обратный процесс Одним квантом возбуждается электронный уровень О 2 и колебательный уровень матрицы h ( 1 Δ g 3 Σ g ) = ћω vib 3Σ g3Σ g 1Δg1Δg Проявляются новые слабые переходы

Эффективность клонирования клеток mW Min *ED λ (nm) 70070**

Спектр поглощения растворенного кислорода в CF 3 CCl 3

Заключение Экспериментальные данные по повреждению живых клеток удовлетворительно описываются в рамках возбуждения молекулярного кислорода в синглетные состояния путем прямых переходов в О 2 и путем возбуждения сателлитных переходов с возбуждением колебательных уровней среды.

References I A Vorobjev, H Liang, W H Wright and M W Berns; Biophysical Journal 64: (1993) Hong Liang, Ky Trong Vu, P. Krishnan, Tina Ching Trang, D. Shin, S. Kimel, M.W. Bernce; Biophysical Journal, v.70, p ;(1966) K. C. Neuman, E. H. Chadd, G. F. Liou, K. Bergman, S. M. Block; Biophys. J. (1999) v.77: I.B.C.Matheson, J.Lee: Chem. Phys.Lett.v.8, p ) Chou P-T., Frei H.; Chem. Phys. Lett., v.122, p (1985) M.Bodesheim, R.Schmidt; J Phys Chem, v.101 (1997), p R.D.Scurlock, B.Wang, P.R.Ogilby, JACS v.118, p , (1996) Chou P.T.and A.U.Khan; Chem Phys Lett, v.103 p , (1984)