Индикаторы для биологических систем

Вследствие особой чувствительности к изменениям, происходящим в окружающей среде, простейшие являются ценными индикаторами для оператора станции, так как преобладание того или другого вида может дать информацию о степени адаптации активного ила к субстрату, эффективности окисления, присутствии токсичных веществ и т. д. Присутствие коловраток является показателем устойчивой биологической системы. [c.439]

Во многих случаях оказывается очень желательным одновременно использовать два различных индикатора радиоактивный и стабильный изотопы одного и того же элемента или же двух разных меченых элементов. Прежде всего, такое двойное мечение позволяет пе только сэкономить время, но и изучить одновременно поведение двух структурных групп молекулы, участвующей в сложной реакции. Более важным применением этого приема является использование его для определения скорости биологических реакций, ведущих к кругообороту вещества, находящегося в организме в постоянном количестве. В этом случае быстрота образования конечного продукта из предполагаемого исходного должна быть равна быстроте расходования последнего [133]. Если производятся два последовательных эксперимента с меченым исходным соединением и с меченым конечным продуктом, то ввиду различия биологических систем, а потому и возможного различия их кинетических характеристик результаты эксперимента оказываются несколько неопределенными. При применении метода двойного мечения обе группы сведений могут быть получены одновременно в одной и той же биологической системе. [c.94]

В-четвертых, многие индикаторы реагируют с белками, поэтому в белковых системах, в биологических средах индикаторный метод может привести к так называемым белковым ошибкам. [c.413]

К. Уоддингтон [2] приводит простой пример, иллюстрирующий появление признаков упорядоченности, — определенной геометрической формы — в условиях, которые как будто не дают оснований ожидать ее возникновения. Лист фильтровальной бумаги пропитан слабыми растворами кислоты и щелочи так, что поперек листа проходит граница, где рН Т. Лист ставят вертикально, помещая кислую зону вверху, и обрызгивают из пульверизатора слабощелочным раствором, содержащим подходящий индикатор, окрашивающийся только в кислой среде. Средняя линия той зоны, куда попал раствор из пульверизатора, получает наибольшее количество щелочи, и здесь ослабление окраски индикатора особенно значительно. В результате окрашенная зона (т. е. часть, где рН<7) приобретает форму вилки, опущенной концом вниз. Уоддингтон называет эти структуры обусловленными , так как они получаются в итоге взаимодействия ряда исходных условий и не связаны непосредственно с природой образующих их элементов. В системах Тьюринга условия изменяются стохастически, и поэтому Уоддингтон относит их к стохастическому подклассу обусловленных систем. Р. Том [3] исследовал с совершенно общей точки зрения процесс морфогенеза в живой и неживой природе. Его концепции кажутся несколько абстрактными, но в основном они совпадают со взглядами Уоддингтона, изучавшего биологические объекты. [c.76]

Биоавтография является вариантом бумажной хроматографии, когда рост бактерий используется как высокочувствительный индикатор для выявления положения определенных веществ на хроматограмме. Метод имеет преимущества специфического определения веществ с биологической активностью, чего лишены химическая и радиоизотопная системы их обнаружения. Он применим при определении положения на хроматограммах факторов роста из супернатантов культур или клеточных экстрактов, когда концентрация этих факторов настолько низка, что их нельзя обнаружить другими обычными методами. Например, с помощью биоавтографии можно определить на хроматограмме 5—10 нг фолиевой кислоты. Примеры использования биоавтографии для определения факторов роста в клеточных экстрактах приведены в работе [15]. Биоавтографию широко используют также в фармацевтической промышленности для обнаружения антибиотиков на бумажных хроматограммах [22]. [c.367]

Для увязывания результатов гидробиологического анализа с состоянием процесса биологической очистки, технологическим режимом эксплуатации обнаруженные в активном иле организмы объединяются в индикаторные группы и анализируются их численные значения. Для каждого сооружения биологической очистки должны быть определены свои численные значения биоиндикаторов, характерные для хороших и плохих условий ведения процесса очистки. Универсальные численные значения индикаторов для всех типов очистных сооружений получить не удалось, что еще раз подтвердило уникальность каждой системы биологической очистки. [c.43]

Химики-органики развили методологию синтеза для того, чтобы лучще понимать механизмы органических реакций и создавать новые соединения. Биохимики в свою очередь изучают процессы жизнедеятельности, применяя биохимические методы исследования (очистка и определение активности ферментов, метод радиоактивных индикаторов в системах in vivo). Первые владеют методами, позволяющими получать аналоги соединений, присущих биологическим объектам, но часто затрудняются определить, какой синтез был бы полезен. Вторые способны оценить, что именно было бы полезно синтезировать в лаборатории, но не обладают нужной квалификацией для рещения этой задачи. Очевидна необходимость согласованного подхода, и химики-биоорганики часто работают в двух лабораториях в одной — синтезируя, в другой — изучая биологические объекты. В результате переплетения химических и биологических подходов была выработана качественно новая концепция построения моделей для изучения и разделения различных параметров сложного биологического процесса. Многие биологические реакции, а также действие (специфичность и эффективность) участвующих в них [c.13]

Было показано, что линолевая кислота с сопряженной системой двойных связей может быть использована в качестве радиоактивного индикатора в биологических системах. Согласно указаниям Райссра [1], ее получают следующим методом. Сначала этерифицируют (при помощи диазометана) линолевую кислоту, выделяемую из природных продуктов [2]. Полученный сложный эфир фракционируют при помощи метода с использованием комплекса с мочевиной [3, затем изомеризуют диеновую группу [4] нагреванием в реторте и омыляют полученный эфир. Кислоту с сопряженными двойными связями анализируют -спек-трофотометрически по методу Бриса [5]. [c.498]

Если же выполняется исследование с РФП, обеспечивающим суждение о каких-либо метаболических превращениях, в интерпретации результатов необходимо учитывать возможность преобразования одной химической формы или состояния исследуемого вещества в другую. Здесь важна также полнота понимания принципов кинетики индикатора как в свете предпосылок об устойчивом равновесии исследуемой системной субстанции и радиоиндикатора, так и о возможности создания в последней и крови его радиоактивных метаболитов. В таких ситуациях используется математическое моделирование исследуемых процессов. В сущности, под кинетикой индикатора понимается математическое описание движения РФП в пределах исследуемой системы (Коерре А. — 1966). В радионуклидной диагностике получило большое распространение камерное моделирование биологической системы в виде комбинации камер с достаточно жёсткой предпосылкой, что каждая из них является отдельным гомогенным хорошо перемешиваемым компонентом этой системы (Godfrey К. — 1983). Немаловажна роль и циркуляционных моделей. [c.313]

Индикаторы для биологических систем. [9]. Было проведено большое число исследований веществ, обладающих свойствами, необходимыми для того, чтобы они могли служить удовлетворительными окислительно-восстановительными индикаторами. Эти работы показали, что для практических целей целесообразно подразделить такие индикаторы на две группы 1) индикаторы с относительно низким потенциалом, например от — 0,5 до-Ь 0,3 в в нейтральных растворах, которые особенно пригодны для изучения биологических систем, и 2) индикаторы с более положительным стандартным потенциалом, которые применяются в объемном анализе. Большинство соединений, предложенных в качестве окислительно-восстановительных индикаторов для биологических целей, являются одновременно кислотно-щелочными индикаторами, обладающими различной окраской в кислотном и щелочном растворах. Они часто имеют красновато-коричневую окраску в кислой среде, т. е. при высоких концентрациях водородных ионов, и синюю в щелочных растворах, т. е. при низких концентрациях водородных ионов. Поскольку первая окраска менее интенсивна, чем последняя, предпочтительно пользоваться индикатором в состоянии, отвечающем его синей окраске. В биологических системах обычно не представляется возможным изменять концентрацию водородных ионов далеко в сторону от нейтральной точки, т. е. pH = 7, и поэтому требуются индикаторы с относительно сильными кислотными или слабыми основными группами с тем, чтобы их щелочная окраска могла сохраняться при относительно высокой концентрации водородных ионов (см. гл. X). Большое число подобных индикаторов было синтезировано Кларком с сотрудниками путем введения атомов галоидов в одну из фенольных групп фенолиндофенола, например 2,6-ди-хлорфенолиндофенол. Кроме соединений этого ряда, другими индикаторами, представляющими интерес при биологических исследованиях, являются родамины, например зеленый Бинд-шедлера и толуиленовый синий тиазины, например фиолетовый Лаута оксазины, например крезиловый синий и этиловый [c.388]

Индикатор должен иметь интенсивную оираску, чтобы его можно было применять в очень малой концентрации. Многие биологические системы имеют определенный окислительно-восстановительный потенциал, но обладают очень малой емкостью, т. е. легко изменяют значение потенциала. Если применяется избыток красителя, то он может полностью окислить или восстановить активную часть биологической системы и этим привести к ошибочным данным об истинной восстановительной энергии клетки. [c.175]

Хемилюминесценция является одним из наиболее чувствительных методов обнаружения и оценки уровня протекания реакций с участием форм активированного кислорода в биологических системах. Часто для обнаружения и измерения концентрации активированного кислорода в исследуемую систему добавляют хемилю-минесцентный индикатор—люминол или люцигенин. Эти соединения окисляются формами активированного кислорода и при этом хемилюминесцируют с высоким квантовым выходом. [c.70]

БИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА, методы качеств. обнаружения и количеств, определения неорг. и орг, соединений, основанные на применении живых организмов в кач-ве аналит. индикаторов. Живые организмы всегда обитают в среде строго определенного хим. состава. Если нарушить этот состав, напр., исключив из питательной среды определяемый компонент или введя его дополнительно, организм через нек-рое время подаст соответствующий сигнал. В Б. м, а. устанавливаются связи характера и (или) интенсивности ответного сигнала с кол-вом определяемого компонента. В кач-ве индикаторов применяются микроорганизмы (бактерии, дрожжи, плесневые грибы), водоросли и высшие растения, водные беспозвоночные и позвоночные животные (простейшие, ракообразные, моллюски, личинки комаров, олигохеты, пиявки, рыбы и др.), насекомые, черви, а также ткани, разл. органы и системы (нервная, кровеносная, половая и др,) теплокровных. Питательная среда м, б. естественной, искусственной или синтетической. [c.287]

Характеризуя основные тенденции современного направленного синтеза и исследований биологически активных веществ следует отметить диастерео-селективный синтез биоактивных молекул при использовании хиральных предшественников, в том числе природного происхождеиия [137, 142, 148-153] синтез сложных конденсированных, а также аннелированных и спиросочлеиеииых азотсодержащих гетероциклических систем как структурных фрагментов при построении молекул антибиотиков новых поколений, в том числе, противоопухолевых [128, 133, 137, 148, 150, 151] синтез радиоактивных индикаторов для ферментов при исследоваиии биохимических процессов in vivo [154] создание компьютерной системы предсказания биологической активности [155, 156]. [c.226]

Поставим задачу об определении точек Я, соответствующих экстремуму плотности вероятности (вероятностному потенциалу). Обычно такая точка единственная, например гауссовское распределение имеет единственный максимум, однако существуют системы, в которых возможны по крайней мере два устойчивых состояния. Такие системы широко применяют на практике, в частности упомянутым свойством обладают переключающие и накопительные устройства в компьютерах. В последнее время открыт класс радиоэлектронных, физических, химических и биологических систем. В соответствии с [Хорстхемке, Лефевр, 1987] в качестве индикаторов, сигнализирующих о переходах в стохастических системах, будем рассматривать экстремумы вероятностного потенциала. Во-первых, это прямое обобщение детерминированных понятий, которое оптимально по сравнению с другими вариантами (моментами распределения, так как моменты не всегда однозначно определяют распределение вероятности), а во-вторых, при осреднении теряется информация. Если плотность вероятности имеет два или более максимума, то водоем при одних и тех же условиях может иметь несколько равновесных уровней. Здесь и далее под равновесными состояниями будем понимать уровни, связанные с экстремумом стационарной плотности вероятности, а под уровнем [c.117]

Гидрохинон — хинонная система казалась наиболее подходящей для первых исследований в этой области, так как было известно, что она является быстро обратимой, а гидрохинон и его производные изучены фундаментально. Более сложные хинон-иминные и хинометановые системы, а также системы, которые встречаются в различных окислительно-восстановительных индикаторах и биологически важных объектах, при выборе простейшей системы были нами временно исключены. Сансони [17] открыл и изучил редокс-полимеры, которые получаются насыщением катионообменников неорганическими и органическими, а анионо-обменников—только органическими окислительно-восстановительными системами. Лауч с сотрудниками [11] провели обстоятельное исследование окислительно-восстановительных и других свойств порфириновых групп, включенных в макромолекулы. [c.17]

Харольд и Альтендорф 16] указывают, что хороший индикатор AiJ) должен быстро диффундировать через мембрану... быть полностью диссоциированным при физиологических значениях pH, не нарушать процессов метаболизма и не подвергаться транслокации системами биологического транспорта . Этим требованиям может удовлетворять К" в клетках, обработанных 1—10 мкМ валиномицином с целью сделать мембрану проницаемой для этого иона. Поскольку мембранный потенциал у бактериальных клеток обычно составляет около 180 мВ с отрицательным полюсом внутри, концентрация калия в цитоплазме клеток, обработанных валиномицином, примерно в 20 раз больше, чем в суспендирующей среде. Концентрацию калия можно определить с помощью атомно-абсорбционной спектрофотометрии, пламенной фотометрии или — менее точно — ионселективного электрода (разд. 16.2.2). Поглощение К+ измеряют методом занимаемого объема (или используют одну из его модификаций), а концентрацию вычисляют, исходя из [c.457]

Сообщество почвенных микроорганизмов является биологическим объектом, наиболее тесно связанным с природной средой обитания и максимально чутко реагирующим на любые изменения, происходящие в ней. Поэтому использование естественного микробного сообщества в качестве своеобразного "датчика" или индикатора изменения природной среды - так называемого "биосенсора", дает прекрасные результаты в задачах экологического мониторинга и технической диагностики агрессивности грунта. Принцип действия системы основан на выделении из проб грунта всех почвенных микроорганизмов и количественной оценке использования этими микроорганизмами 47 основных источников питательных веществ, имеющихся в почве (так называемое мультисубстратное тестирование [c.50]