БИОФИЗИКА, 2020, том 65, № 3, с. 479-485

МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОФИЗИКА

УДК 543.544.613.2:615.916

ВЛИЯНИЕ ПЕРЕМЕННОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ И НАНОЧАСТИЦ

СЕРЕБРА НА СПЕКТРАЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВОДНОГО РАСТВОРА

ЧЕЛОВЕЧЕСКОГО СЫВОРОТОЧНОГО АЛЬБУМИНА

Кубанский государственный университет, 350040, Краснодар, ул. Ставропольская, 149

Е-mail: tekytska@mail.ru

Поступила в редакцию 01.10.2019 г.

После доработки 02.03.2020 г.

Принята к публикации 31.03.2020 г.

Обсуждаются экспериментальные данные, полученные при изучении влияния переменного

магнитного поля низкой частоты на конформационные переходы человеческого сывороточного

альбумина в присутствии наночастиц серебра с помощью флуоресцентной спектроскопии при

разных значениях рН. Обнаружен эффект резкого усиления интенсивности флуоресценции

альбумина в присутствии наночастиц серебра, изменяющийся при воздействии переменным

магнитным полем низкой частоты. Полученная формула для расчета сечения рассеяния света на

сферической наночастице определенного радиуса позволяет рассчитывать размеры нано-

микроструктур на основе наночастиц и природных биополимеров по типу «ядро-оболочка»,

физико-химическими свойствами которых можно управлять с помощью магнитного поля.

Предложенная модель образования в растворе ассоциатов «белок-наночастица» по диполь-

дипольному механизму хорошо согласуется с экспериментальными данными.

Ключевые слова: переменное магнитное поле низкой частоты, альбумин, наночастицы серебра,

собственная флуоресценция, конформационные переходы.

DOI: 10.31857/S0006302920030060

ционная лабильность молекулы ЧСА, а также

Человеческий сывороточный альбумин

восприимчивость к разного рода регуляторным

(ЧСА), помимо поддержания осмотического дав-

влияниям [2, 4, 5].

ления крови и белкового резерва организма, вы-

полняет важную функцию, осуществляя транс-

Плазмонно-резонансные наночастицы сереб-

порт эндогенных и экзогенных субстанций [1].

ра благодаря редкому сочетанию уникальных

Альбумин обратимо связывает лиганды различ-

бактерицидных и оптических свойств широко

ной химической структуры: биологически актив-

применяются в медицинских целях [6-8], а также

ные вещества, жирные кислоты, неорганические

для включения в структуру оболочек микрокап-

ионы, лекарственные вещества и их метаболиты

сул в терапии онкологических заболеваний [9].

[2]. Существует ограниченное число мест связы-

Для дистанционного высвобождения веществ из

объема микрокапсул используется оптическое

вания в молекуле ЧСА, в идентификации кото-

излучение, при этом механизм высвобождения,

рых основополагающей считается работа G. Sud-

low с соавт. [3]. Одним из важных центром связы-

как правило, - это нагрев наночастиц, встроен-

ных в оболочку микрокапсул [10, 11]. В новом на-

вания в структуре ЧСА или рекомбинантного

правлении персонализированной медицины -

ЧСА является участок в субдомене IIA, который

тераностике - широкое распространение полу-

содержит единственный в молекуле сывороточ-

чили платформы гигантского комбинационного

ного альбумина человека остаток триптофана -

рассеяния на основе частиц, декорированных

Trp214. Это позволяет исследовать структурные

плазмонно-резонансными наночастицами, как

изменения молекулы альбумина с помощью ре-

сенсорные системы для внутриклеточных иссле-

гистрации триптофановой флуоресценции. Во

дований [11, 12]. Как отмечается в работе [12], су-

многих работах отмечается гибкость и конформа-

щественными проблемами в тераностике явля-

Сокращения: ЧСА - сывороточный альбумин человека,

ются биосовместимость искусственных носите-

МП - магнитное поле.

лей с транспортными системами крови и

479

480

ТЕКУЦКАЯ и др.

экранирование биологически активных препара-

ЭК

тов от действий иммунной системы.

МУИ

Изучение объектов и систем, структурирован-

ных в нанометровом масштабе, вызывает боль-

шой интерес у исследователей вследствие нали-

чия у них специфических физических свойств

ДН

[13]. В качестве такой системы рассмотрены кол-

лоидные растворы наночастиц серебра в растворе

ЧСА. Высокая восприимчивость биополимеров к

ИМ

ДТ

УМ

разного рода регуляторным влияниям, в том чис-

ле изменение их структуры при воздействии

электромагнитных полей, как это отмечается в

работах [14-16], создает предпосылки для реали-

зации аллостерических влияний со стороны на-

МК

ночастиц серебра на процесс связывания с ЧСА.

ГБ

Цель настоящей работы заключалась в изуче-

нии взаимодействия наночастиц серебра задан-

ного размера с человеческим сывороточным аль-

ПК

бумином методом флуоресцентной спектроско-

пии под действием переменного магнитного поля

низкой частоты, по уровню напряженности сопо-

Рис. 1. Структурная схема устройства для автоматизи-

ставимого с геомагнитным полем.

рованного поиска оптимальных параметров обработ-

ки биологических жидкостей переменным МП:

ИМ - измерительный модуль; ДН, ДТ - датчики на-

пряженности магнитного поля и температуры соот-

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

ветственно; ЭК - заземленная экранированная каме-

В работе использовали водный раствор нано-

ра; С - соленоид; МУИ - модуль управления и инди-

частиц серебра (диаметр 12 нм ± 10%) с исходной

кации; УМ

- усилитель мощности; МК

микроконтроллер; ГБ - генераторный блок; ПК -

концентрацией 630 мкг/мл. Раствор содержал в

персональный компьютер

качестве стабилизатора поливинилпиролидон.

Размеры наночастиц серебра контролировали с

помощью электронного растрового микроскопа

леноида, где МП с достаточной точностью можно

JSM-7500F (Jeol, Япония). Водный раствор ЧСА

считать однородным, поскольку размеры солено-

был получен путем разведения белка до концен-

ида много больше размеров образца. Напряжен-

трации 5 мкМ в буферной системе (рН 6.5). Рабо-

ность МП в месте нахождения образца составляла

чие растворы ЧСА готовили с использованием

24 ± 4 А/м, частота МП изменялась с шагом 0.2 Гц

физиологического раствора. Для исследования

в диапазоне от 3 до 30 Гц.

смешивали растворы таким образом, чтобы кон-

В модуль для измерения физических характе-

центрации ЧСА и наночастиц серебра составляли

ристик биологических жидкостей помещали вод-

10^-6 М и 0.33 мкг/мл соответственно.

ный раствор ЧСА, содержащий или не содержа-

Флуоресцентные исследования проводили на

щий наночастицы серебра. Температуру раствора

спектрофлуориметре F-2700 (Hitachi, Япония).

контролировали с помощью датчика температу-

Триптофановую флуоресценцию раствора ЧСА

ры с точностью до 0.2°С, задавали начальную ча-

регистрировали в диапазоне длин волн от 270 до

стоту МП и соответствующую напряженность и

500 нм при возбуждении светом с длиной волны

проводили обработку образца в течение 10 мин.

λ_возб 290 или 295 нм.

Затем регистрировали интенсивность флуорес-

Спектры поглощения растворов регистриро-

ценции образца при соответствующей длине вол-

вали на спектрофотометре UV-1800 (Shimadzu,

ны. Далее микроконтроллер изменял частоту МП

Япония).

с шагом в 0.5 Гц. После каждого изменения часто-

ты МП и обработки образца регистрировали ин-

Обработка проб магнитным полем. В ходе экс-

тенсивность его флуоресценции и делали паузу в

периментов использовали разработанное ранее

течение 30 с.

устройство для автоматизированного исследова-

ния биологических жидкостей в переменном маг-

Статистическая обработка. Полученные дан-

нитном поле (рис. 1) [17]. Обработку растворов

ные анализировали в пакете статистического ана-

ЧСА и наночастиц серебра переменным магнит-

лиза Statistica 6.0. Сравнение групп по количе-

ным полем (МП) низкой частоты проводили в хи-

ственным признакам проводили с использовани-

мически чистой стерильной пластиковой посуде

ем двухвыборочного t-критерия Стьюдента.

при температуре 20-22°С и толщине обрабатыва-

Корреляционную зависимость и силу связи уста-

емого слоя 2 мм. Образец размещали в центр со-

навливали, используя корреляционный анализ

БИОФИЗИКА том 65

№ 3

2020

ВЛИЯНИЕ ПЕРЕМЕННОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ

481

1.4

1.2

1.0

0.8

0.6

0.4

0.2

0.0

3.0

3.5

4.0

4.5

5.0

5.5

6.0

6.5

7.0

7.5

8.0

8.5

9.0

9.5

10.0 16.5 18.2 28.0 32.2

Частота ЭМП, Гц

Рис. 2. Относительная интенсивность триптофановой флуоресценции человеческого сывороточного альбумина при

обработке ЭМП разной частоты и рН 4.5. Время облучения образцов 10 мин, t = 22°C, λ_возб = 290 нм (n = 10, р = 0.95,

t_0.95 = 1.96).

по Спирману. Различия считали статистически

смещение максимума интенсивности флуорес-

значимыми при р < 0.05 [18].

ценции на 20 нм в длинноволновую область, а ин-

тенсивность флуоресценции I_фл__max увеличива-

ется от 50 до 1250 отн. ед. Это свидетельствует о

РЕЗУЛЬТАТЫ

существенном изменении конформации молеку-

Флуоресценцию водного раствора ЧСА селек-

лы альбумина при изменении pH и подтверждает

тивно возбуждали при длинах волн λ_возб 290 или

так называемый конформационный N-F-пере-

ход, который не приводит к денатурации альбу-

295 нм, при которых поглощает главным образом

мина, а лишь разворачивает аминокислоты отно-

аминокислотный остаток триптофана в молекуле

сительно друг друга [1].

ЧСА. Величина интенсивности флуоресценции

ЧСА при обработке переменным МП разной ча-

Помимо разгорания триптофановой флуорес-

стоты изменялась от 950 до 1300 отн. ед. в зависи-

ценции ЧСА при увеличении pH происходит

мости от используемой частоты МП. Относитель-

красный сдвиг максимума спектра флуоресцен-

ную интенсивность флуоресценции определяли,

ции (рис. 3), что, по-видимому, обусловливается

как отношение суммарной флуоресценции для

протонированием карбоксильных групп белка,

образца, обработанного МП, к флуоресценции

поскольку F-форма ЧСА, имеющая место при

контроля (необлученный образец). При подсчете

низких значениях рН, характеризуется более

суммарной флуоресценции для всех образцов

рыхлой структурой с разупорядоченными гидро-

брали диапазон длин волн излучения от 270 нм до

фобными областями, более доступными для мо-

440 нм. Относительная интенсивность флуорес-

лекул воды [1].

ценции вычислялась по формуле:

На рис. 4 приведены спектры флуоресценции

I_отн = Iсум.f / Iсум.К.

(1)

водного раствора ЧСА в присутствии наночастиц

серебра при рН 6.5, соответствующего физиоло-

Зависимость I_отн от частоты облучения при

гическому значению плазмы крови, полученные

pH, близком к изоэлектрической точке ЧСА,

после их обработки переменным МП низкой ча-

представлена на рис. 2.

стоты. Добавление в раствор ЧСА эквимолярных

количеств наночастиц серебра приводит к резко-

Исследования флуоресцентно-спектральных

му увеличению интенсивности флуоресценции с

характеристик аминокислотного остатка трипто-

450 отн. ед. (рис. 3) до 3900 отн. ед. (рис. 4). Вид-

фана в молекуле ЧСА при различных значениях

но, что дальнейшая обработка МП раствора ЧСА

pH растворов в отсутствие действия МП показа-

в присутствии наночастиц серебра приводит к

ли, что при увеличении значения pH от 3.5 до

еще более значительному увеличению интенсив-

6.5 происходит значительное увеличение интен-

ности флуоресценции.

сивности флуоресценции в максимуме спектра

I_фл__max, что согласуется с данными, полученны-

На рис. 5 приведены зависимости интенсив-

ми в работе [19] (рис. 3). Как видно из рис. 3, при

ности флуоресценции раствора наночастиц се-

изменении pH раствора от 4.0 до 6.5 наблюдается

ребра (С(Ag) = 0,33 мг/л), водного раствора ЧСА,

БИОФИЗИКА том 65

№ 3

2020

482

ТЕКУЦКАЯ и др.

1400

342

340

1200

338

1000

336

334

800

332

600

330

328

400

326

200

324

322

3.0

3.5

4.0

4.5

5.0

5.5

6.0

6.5

7.0

Рис. 3. Зависимости интенсивности флуоресценции I_{фл_max}(1, левая шкала) и длины волны λ_{фл_max}(2, правая шкала)

в максимуме спектра флуоресценции ЧСА (5 мкМ) от pH растворов (λ_возб = 290 нм).

450

9 Гц

400

12 Гц

7 Гц

5 Гц

350

8 Гц

10 Гц

6 Гц

300

250

3 Гц

200

Без воздействия ЭМП

150

100

200

400

600

800

, нм

Рис. 4. Спектр флуоресценции раствора ЧСА в присутствии наночастиц серебра (С(Ag) = 0.34 мг/л) при рН 6.5 и t =

22°С после воздействия магнитным полем (λ_возб = 290 нм).

а также водного раствора ЧСА в присутствии на-

лигандов различной химической структуры. Счи-

ночастиц серебра при рН 6.5 от частоты воздей-

тается, что одним из механизмов транспортиров-

ствующего переменного МП на раствор, из кото-

ки является поляризация входящих в структуру

рых видно, что максимальное значение интен-

ЧСА функциональных групп аминокислотных

сивности флуоресценции наблюдается при

остатков по схеме

воздействии на изучаемые растворы МП с часто-

-COOH + -NH₃ → -COO^- + NH₄₊.

той 4 и 12 Гц. Также, как видно из рис. 5, интен-

сивность флуоресценции растворов HSА c нано-

В изоэлектрической точке при pI 4.7 поляриза-

частицами серебра возрастает в 15-20 раз по срав-

ция ЧСА отсутствует [1], но при изменении pH

нению с интенсивностями флуоресценции

возникают поляризованные участки альбумина,

растворов, содержащих только наночастицы се-

способные взаимодействовать с лигандами.

ребра и только ЧСА.

Наночастицы серебра в водных растворах вза-

имодействуют с ЧСА по диполь-дипольному ме-

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

ханизму, образуя ассоциаты, о наличии которых

свидетельствует увеличение интенсивности флу-

В основе транспортной функции альбумина

оресценции ЧСА в присутствии наночастиц се-

лежит способность к обратимому связыванию ребра (рис. 4). При обработке растворов ассоциа-

БИОФИЗИКА том 65

№ 3

2020

ВЛИЯНИЕ ПЕРЕМЕННОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ

483

12000

450

400

10000

350

8000

300

250

6000

200

4000

150

100

2000

Частота, Гц

Рис. 5. Зависимости интенсивности флуоресценции раствора ЧСА и наночастиц серебра (С(Ag) = 0.33 мг/л) - правая

шкала и водного раствора ЧСА (1 мкМ) в присутствии наночастиц серебра - левая шкала при рН 6.5 и t = 22°С после

воздействия магнитным полем различной частоты в течение 10 мин, λ_возб = 290 нм, λ_исп = 354 нм (n = 10, р = 0.95,

t_0.95 = 1.96).

тов ЧСА с наночастицами серебра переменным

ментом (рис. 4). Высота пика резонансного рассе-

МП низкой частоты наблюдается дальнейшее

яния составляла около 400 отн. ед. для раствора,

значительное увеличение интенсивности флуо-

содержащего только наночастицы серебра, и свы-

ресценции, что объясняется индуктивно-резо-

ше 8000 отн. ед. для раствора ЧСА с наночастица-

нансным переносом энергии плазмонных коле-

ми Ag. Полученный результат можно объяснить,

баний наночастиц на молекулы ЧСА.

если предположить, что молекулы ЧСА, взаимо-

действующие с наночастицами Ag посредством

Для подтверждения высказанной гипотезы

диполь-дипольного механизма, образуют систе-

был проведен теоретический анализ процесса ре-

му двух связанных резонаторов, что и приводит к

зонансного рассеяния, который, в отличие от

резкому усилению интенсивности флуоресцен-

теории Ми [19], опирался на разложение падаю-

ции по сравнению с флуоресценцией раствора,

щей плоской электромагнитной волны по сфери-

ческим волнам для всех мультипольностей l ≥ 1.

содержащего только альбумин. Такая модель поз-

воляет объяснить влияние низкочастотного пере-

Нами была получена следующая формула для се-

менного МП на спектры флуоресценции ЧСА в

чения рассеяния электромагнитной волны на

сферической наночастице радиуса r:

присутствии наночастиц Ag. Расчеты, проведен-

ные для пары ЧСА+Ag, позволили подтвердить

∞

это предположение, показав, что возрастание се-







l(ε

−ε

)



m r

(2)

чения рассеяния света происходит при образова-











πr

l(l

+1)

lε

+1)ε

l=1









нии ассоциатов. Поскольку присутствие наноча-

стиц серебра в растворе ЧСА приводит к увеличе-

где ε - комплексная диэлектрическая проницае-

нию интенсивности флуоресценции более чем в

мость материала наночастицы, ε_m - диэлектриче-

20 раз, а концентрации молекул ЧСА и наноча-

ская проницаемость окружающей среды, и сим-

стиц Ag сопоставимы по величине и размеры мо-

волом Im обозначено взятие мнимой части. При

лекул альбумина и наночастиц примерно одина-

l = 1 формула (2) переходит в соответствующую

ковы, то, возможно, в растворе образуются слож-

формулу теории Ми [20].

ные ассоциаты, содержащие несколько молекул

Спектры флуоресценции как раствора ЧСА,

белка, связанных с наночастицами Ag. Образова-

так и ЧСА в присутствии наночастиц Ag имели

ние таких ассоциатов может приводить к ради-

четко выраженный пик в области длин волн от

кальной перестройке структуры и функций бел-

300 до 400 нм, который имел почти гауссову фор-

ков, а влияние МП на структуру ассоциатов поз-

му. Наличие такого пика объясняется резонанс-

воляет в определенной степени управлять этими

ным рассеянием света на наночастице серебра.

свойствами.

Использование экспериментальных данных для

диэлектрической проницаемости серебра позво-

Эффект усиления люминесценции наноча-

лило рассчитать резонансную длину волны для

стиц серебра в присутствии молекул ЧСА может

наночастицы диаметром 12 нм, которая оказалась

быть также объяснен сенсибилизацией люминес-

равной 354 нм, что хорошо согласуется с экспери-

ценции. Это явление, хорошо исследованное для

БИОФИЗИКА том 65

№ 3

2020

484

ТЕКУЦКАЯ и др.

неорганических материалов [21], наблюдается

торых можно управлять с помощью МП. Полу-

как значительное увеличение интенсивности лю-

ченные результаты могут найти применение в

минесценции при дополнительном введении в

развитии персонализированной медицины, на-

люминофор примеси, которая сама по себе либо

правленной на повышение качества лечения,

не светит вообще, либо обладает незначительны-

связанной с разработкой функциональных нано-

ми люминесцентными свойствами. Суть явления

и микроструктур на основе наночастиц в новом

сенсибилизации люминесценции заключается в

направлении медицины - тератоностике.

том, что центры-сенсибилизаторы (в данном слу-

чае - молекулы ЧСА) переходят из основного в

КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ

возбужденное состояние при поглощении света,

после чего передают свою энергию электронного

Авторы заявляют об отсутствии конфликта

возбуждения акцепторам - люминесцирующим

интересов.

центрам (наночастицам Ag) с последующим вы-

свечиванием. Механизм передачи энергии элек-

тронного возбуждения - индуктивно-резонанс-

СОБЛЮДЕНИЕ ЭТИЧЕСКИХ СТАНДАРТОВ

ный, взаимодействие в паре «сенсибилизатор-

Настоящая работа не содержит описания ка-

акцептор», как правило, диполь-дипольное. В на-

ких-либо исследований с использованием людей

ших системах сенсибилизация люминесценции

и животных в качестве объектов.

наночастиц Ag приводит к увеличению интенсив-

ности свечения более чем в 20 раз, следовательно,

сечение поглощения молекул ЧСА превышает се-

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

чение поглощения наночастиц серебра более чем

1. Т. Peters, Jr., All about Albumin: Biochemistry, Genetics,

в 20 раз. Таким образом, добротность системы со-

and Medical Applications (Academic Press, San Diego,

ставляет около 20, поскольку часть энергии элек-

1996).

тронного возбуждения молекул ЧСА теряется при

2. Н. Н. Пшеникина, Фармакология 12 (1), 1065

внутрицентровой релаксации, т.е. в конечном

(2011).

счете переходит в тепло.

3. G. Sudlow, D. J. Birkett, and D. N. Wade , Clin. Exp.

С помощью предложенной математической

Pharmacol. Physiol. 2 (2), 129 (1975).

модели возможен расчет резонансных длин волн

4. J. K. Kamal, L. Zhao, and A. H. Zewail, Proc. Nat.

переменного МП для сферических наночастиц

Acad. Sci. USA 101 (37), 13411 (2004).

серебра заданного размера в присутствии ЧСА,

при которых внутри клетки будет происходить са-

5. B. A. Noskov, A. A. Mikhailovskaya, S. Y. Lin, et al.,

моорганизация и образование крупных ассоциа-

Langmuir 26 (22), 17225 (2010).

тов «наночастица-ЧСА». Это может быть ис-

6. Ю. А. Крутиков, А. А. Кудринский, А. Ю. Олейник

пользовано для внутриклеточных исследований

и др., Успехи химии 77 (3), 242 (2008).

или последующего воздействия на подобную на-

7. И. Е. Станишевская, А. М. Стойнова, А. И. Мара-

но/микроструктуру оптическим излучением в те-

хова и др., Разработка и регистрация лекарствен-

рапии онкологических заболеваний.

ных средств 1 (14), 66 (2016).

8. S. S. Dzhimak, V. V. Malyshko, A. I. Goryachko, et al.,

ВЫВОДЫ

Nanotechnologies in Russia 14 (1-2), 48 (2019). DOI:

10.1134/S199507801901004X

Влияние наночастиц серебра на молекулярное

9. A. A. Skirtach, A. A. Antipov, et al., Langmuir 20 (17),

окружение определяется наличием у них плаз-

6988 (2004).

монных колебаний плотности электронного газа,

что изменяет эффективность взаимодействия

10. A. Wang and Y. Cui, Chem.-An Asian 5 (8), 1780

близлежащих молекул ЧСА с внешним перемен-

(2010).

ным МП. Обнаружен эффект резкого усиления

11. C. M. Dvorocek, G. Sukhonosova, et al., Langmuir 25

интенсивности флуоресценции альбумина в при-

(17), 10322 (2009).

сутствии наночастиц серебра, который изменяет-

12. А. М. Ященок, Автореф. дис

докт. физ.-мат. на-

ся при воздействии на раствор, содержащий ЧСА

ук (Сарат. гос. ун-т им. Н.Г. Чернышевского, Са-

и наночастицы серебра в соизмеримых количе-

ратов, 2016).

ствах, переменного МП. Образование таких ассо-

13. А. К. Зейниденов, Н. Х. Ибраев и М. Г. Кучеренко,

циатов может приводить к радикальной пере-

Вестн. ОГУ 9 (170), 96 (2014).

стройке функций белков. Предложенная универ-

сальная математическая модель позволяет

14. E. E. Tekutskaya, M. G. Barishev, and G. P. Ilchenko,

рассчитывать размеры нано-микроструктур на

Biophysics

(6),

913

(2015).

DOI:

основе плазмонно-резонансных наночастиц и

10.1134/S000635091506024X

природных биополимеров по типу «ядро-обо-

15. E. E. Tekutskaya, Rus. Open Med. J. 8 (2), e0202

лочка», физико-химическими свойствами ко-

(2019). DOI: 10.15275/rusomj.2019.0202

БИОФИЗИКА том 65

№ 3

2020

ВЛИЯНИЕ ПЕРЕМЕННОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ

485

16. E. E. Tekutskaya, S. S. Dzhimak, A. A. Basov, et al.,

19. И. М. Власова и А. М. Салецкий, Хим. физика 28

Med. News of North Caucasus 10 (3), 287 (2015). DOI:

(12), 66 (2009).

10.14300/mnnc.2015.10067

20. C. R. Bohreh and D. R. Huffman, Absorption and Scat-

17. G. P. Il’chenko, M. G. Baryshev, E. E. Tekutskaya,

tering of Light by Small Particles (Wiley-VCH, 2009).

et al., Measur. Techn.

(6),

632

(2017). DOI:

10.1007/s11018-017-1247-7

21. В. Л. Ермолаев, Е. Н. Бодунов и Е. Б. Свешникова,

18. А. Н. Герасимов, Медицинская статистика (Ме-

Безызлучательный перенос энергии электронного

дицинское информационное агентство, М., 2007)

возбуждения (Наука, Л., 1977).

The Influence of an Alternating Magnetic Field and Silver Nanoparticles on the Spectral

Characteristics of an Aqueous Solution of Human Serum Albumin

E.E. Tekutskaya, M.G. Baryshev, E.N. Tumaev, and G.P. Ilchenko

Kuban State University, ul. Stavropolskaya 149, Krasnodar, 350040 Russia

In this paper we are concerned with experimental data that are obtained from the study of the effect of low-

frequency alternating magnetic field on the conformational transitions of human serum albumin in the pres-

ence of silver nanoparticles by means of fluorescence spectroscopy at different pH values. Albumin in the

presence of silver nanoparticles showed a sharp increase of fluorescence intensity with further variations of

this effect due to exposure to low frequency alternating magnetic field. The obtained formula for calculating

a cross-section of the light scattering from a spherical nanoparticle of a certain radius can be used to calculate

sizes of nano/microstructures based on natural biopolymer core-shell nanoparticles, physico-chemical prop-

erties of which can change under the influence of a magnetic field. The proposed model for the formation of

interactions between protein and nanoparticle as a dipole-dipole interaction in a solution is in good agree-

ment with the experimental data.

Keywords: low-frequency alternating magnetic field, albumin, silver nanoparticles, natural fluorescence, confor-

mational transitions

БИОФИЗИКА том 65

№ 3

2020