Спектроскопічні прояви фотостабілізації РНК наночастинками діоксиду церію
DOI:
https://doi.org/10.15407/ujpe71.4.370Ключові слова:
наночастинки CeO2, РНК, оптична спектроскопiя, флуоресценцiя, фосфоресценцiя, фотостабiльнiсть, збудженi станиАнотація
У роботi представлено спектроскопiчне дослiдження впливу наночастинок дiоксиду церiю (CeO2) на фотостабiльнiсть рибонуклеїнової кислоти (РНК) у водному розчинi. Методами оптичної спектроскопiї поглинання, флуоресценцiї й фосфоресценцiї дослiджено особливостi взаємодiї РНК з наночастинками CeO2 розмiром близько 6 нм. Показано, що присутнiсть наночастинок CeO2 не призводить до суттєвих змiн електронної структури РНК, проте iстотно впливає на процеси релаксацiї збуджених електронних станiв. Виявлено зменшення iнтенсивностi флуоресценцiї й одночасне зростання iнтенсивностi фосфоресценцiї РНК за наявностi наночастинок CeO2, що свiдчить про перерозподiл випромiнювальних каналiв iз залученням триплетних станiв. Дослiдження фотодеградацiї показали, що додавання наночастинок CeO2 призводить до зменшення швидкостi деградацiї РНК без змiни форми спектрiв поглинання. Отриманi результати вказують на фотостабiлiзуючу роль наночастинок CeO2, пов’язану з пригнiченням радикальних фотохiмiчних процесiв i зменшенням ефективностi радикальних каналiв деградацiї.
Посилання
1. S.N. Matussin, M.H. Harunsani, M.M. Khan. CeO2 and CeO2-based nanomaterials for photocatalytic, antioxidant and antimicrobial activities. J. Rare Earths 41, 167 (2023).
https://doi.org/10.1016/j.jre.2022.09.003
2. E. Kusmierek. A CeO2 Semiconductor as a photocatalytic and photoelectrocatalytic material for the remediation of pollutants in industrial wastewater: A review. Catalysts 10, 1435 (2020).
https://doi.org/10.3390/catal10121435
3. Q. Li, L. Song, Z. Liang, M. Sun, T. Wu, B. Huang, F. Luo, Y. Du, C.-H. Yan. A review on CeO2-based electrocatalyst and photocatalyst in energy conversion. Adv. Energ. Sustain. Res. 2, 2000063 (2021).
https://doi.org/10.1002/aesr.202170004
4. H. Xu, X. Chu, J. Xu, M. Zhao, L. Peng, L. Zhang, X. Wang. Application of nanoscale CeO2 as Fenton-like catalyst in the field of environment and bioscience. Chin. J. Anal. Chem. 53, 100501 (2025).
https://doi.org/10.1016/j.cjac.2025.100501
5. A.B. Shcherbakov, N.M. Zholobak, V.K. Ivanov. Biological, biomedical and pharmaceutical applications of cerium oxide. In: Cerium Oxide (CeO2): Synthesis, Properties and Applications (Elsevier, 2020), p. 279.
https://doi.org/10.1016/B978-0-12-815661-2.00008-6
6. D. Dupkalova, Y. Kosto, V. Kalinovych et al. Histidine-and glycine-functionalized cerium oxide nanoparticles: Physicochemical properties and antiviral activity. Appl. Surf. Sci. 636, 157793 (2023).
https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2023.157793
7. O.O. Honcharova, O.P. Dmytrenko, A.I. Lesiuk et al. Binding parameters and conjugation mechanisms in the solutions of BSA with antioxidant CeO2 nanoparticles. Mol. Cryst. Liq. Cryst. 750, 144 (2023).
https://doi.org/10.1080/15421406.2022.2073044
8. V.Yu. Kudrya, V.M. Yashchuk, S.M. Levchenko, V.I. Mel'-nik, L.A. Zaika, D.M. Govorun. The peculiarities of the RNA luminescence, Mol. Cryst. Liq. Cryst. 497, 93 (2008).
https://doi.org/10.1080/15421400802458670
9. V.M. Yashchuk, V.Yu. Kudrya. The spectral properties of DNA and RNA macromolecules at low temperatures: fundamental and applied aspects. Methods Appl. Fluoresc. 5, 014001 (2017).
https://doi.org/10.1088/2050-6120/aa50c9
10. V.Yu. Kudrya, I.Ya. Dubey, V.V. Negrutska, A.P. Naumenko. Auto-luminescence study of thermal unfolding of DNA G-quadruplexes. RSC Adv. 15, 45628 (2025).
https://doi.org/10.1039/D5RA04883D
11. A. Bersohn, I. Isenberg. Phosphorescence in nucleotides and nucleic acids. J. Chem. Phys. 40, 3175 (1964).
https://doi.org/10.1063/1.1724980
12. R.O. Rahn, R.G. Shulman, J.W. Longworth. Phosphorescence and electron spin resonance studies of the UV-excited triplet state of DNA. J. Chem. Phys. 45, 2955 (1966).
https://doi.org/10.1063/1.1728051
13. V. Yashchuk, V. Kudrya, D. Gryn et al. The effect of noble metal atom incorporation on DNA spectral properties and its stability under irradiation. J. Mol. Liq. 153, 159 (2010).
https://doi.org/10.1016/j.molliq.2010.02.004
14. V.Yu. Kudrya, V.M. Yashchuk. The spectral properties and photostability of the DNA, RNA and oligonucleotides, Ukr. J. Phys. 57, 187 (2012).
https://doi.org/10.15407/ujpe57.2.187
15. N.Ya. Spivak, E.A. Shepel, N.M. Zholobak et al. Ceria nanoparticles boost activity of aged murine oocytes. Nano Biomed. Eng. 4, 188 (2012).
https://doi.org/10.5101/nbe.v4i4.p188-194
16. L.S.H. Toni, A.M. Garcia, D.A. Jeffrey et al. Optimization of phenol-chloroform RNA extraction. MethodsX 5, 599 (2018).
https://doi.org/10.1016/j.mex.2018.05.011
17. O.O. Stoyanov, V.P. Antonovich, O.B. Shcherbakov, I.V. Stoyanova, N.O. Chivireva. Determination of multivalent forms of cerium in sols of nanocrystalline cerium dioxide. Visn. Odes. Nats. Univ. Khim. 17, 15 (2012) (in Ukrainian).
18. V.M. Yashchuk, V.Yu. Kudrya, I.Ya. Dubey et al. Luminescence of telomeric fragments of DNA macromolecule. Mol. Cryst. Liq. Cryst. 639, 1 (2016).
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Ліцензійний Договір
на використання Твору
м. Київ, Україна
Відповідальний автор та співавтори (надалі іменовані як Автор(и)) статті, яку він (вони) подають до Українського фізичного журналу, (надалі іменована як Твір) з одного боку та Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України в особі директора (надалі – Видавець) з іншого боку уклали даний Договір про таке:
1. Предмет договору.
Автор(и) надає(ють) Видавцю безоплатно невиключні права на використання Твору (наукового, технічного або іншого характеру) на умовах, визначених цим Договором.
2. Способи використання Твору.
2.1. Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору таким чином:
2.1.1. Використовувати Твір шляхом його видання в Українському фізичному журналі (далі – Видання) мовою оригіналу та в перекладі на англійську (погоджений Автором(ами) і Видавцем примірник Твору, прийнятого до друку, є невід’ємною частиною Ліцензійного договору).
2.1.2. Переробляти, адаптувати або іншим чином змінювати Твір за погодженням з Автором(ами).
2.1.3. Перекладати Твір у випадку, коли Твір викладений іншою мовою, ніж мова, якою передбачена публікація у Виданні.
2.2. Якщо Автор(и) виявить(лять) бажання використовувати Твір в інший спосіб, як то публікувати перекладену версію Твору (окрім випадку, зазначеного в п. 2.1.3 цього Договору); розміщувати повністю або частково в мережі Інтернет; публікувати Твір в інших, у тому числі іноземних, виданнях; включати Твір як складову частину інших збірників, антологій, енциклопедій тощо, то Автор(и) мають отримати на це письмовий дозвіл від Видавця.
3. Територія використання.
Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору способами, зазначеними у п.п. 2.1.1–2.1.3 цього Договору, на території України, а також право на розповсюдження Твору як невід’ємної складової частини Видання на території України та інших країн шляхом передплати, продажу та безоплатної передачі третій стороні.
4. Строк, на який надаються права.
4.1. Договір є чинним з дати підписання та діє протягом усього часу функціонування Видання.
5. Застереження.
5.1. Автор(и) заявляє(ють), що:
– він/вона є автором (співавтором) Твору;
– авторські права на даний Твір не передані іншій стороні;
– даний Твір не був раніше опублікований і не буде опублікований у будь-якому іншому виданні до публікації його Видавцем (див. також п. 2.2);
– Автор(и) не порушив(ли) права інтелектуальної власності інших осіб. Якщо у Творі наведені матеріали інших осіб за виключенням випадків цитування в обсязі, виправданому науковим, інформаційним або критичним характером Твору, використання таких матеріалів здійснене Автором(ами) з дотриманням норм міжнародного законодавства і законодавства України.
6. Реквізити і підписи сторін.
Видавець: Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України.
Адреса: м. Київ, вул. Метрологічна 14-б.
Автор: Електронний підпис від імені та за погодження всіх співавторів.
.png){kind=small}
