Spektroskopická analýza karotenoidů v živých organismech

Abstract

Tato práce se zaměřuje na charakterizaci spektroskopických vlastností karotenoidů, nejčastěji se vyskytujících biomolekul v živých organismech, za použití Ramanovy a fluorescenční mikroskopie. Cílem je zjistit, zda jsou karotenoidy zdrojem zelené autofluorescence pozorované v různých organismech. Studie analyzovala čisté karotenoidy, - β-karoten a astaxanthin, a živé vzorky mikroorganismů jako Haematococcus pluvialis, Vischeria sp. a Rhodotorula glutinis. Fluorescenční spektra β- karotenu a astaxanthinu vykazovala maxima v zelené oblasti, přičemž β-karoten se pohyboval v rozmezí 524 nm až 545 nm a astaxanthin byl posunutý k delším vlnovým délkám 556 nm až 574 nm. Oba karotenoidy vykazovaly bathochromní posuny v rozpouštědlech s vyššími indexy lomu. Při modré excitaci byly chemické mapy karotenoidů v mikroorganismech kolokalizovány s mapami zelené fluorescence kolem 530 nm, což potvrzuje hypotézu, že karotenoidy přispívají k zelené autofluorescenci. Navíc maxima zelené fluorescence v H. pluvialis a Vischerii sp. se shodují s hodnotami naměřenými u standardů karotenoidů, astaxanthinu a β-karotenu. Studie však nemůže vyloučit potenciální přítomnost dalších fluorescenčních sloučenin, jako jsou metabolity nebo degradační produkty, které kolokalizují s karotenoidy. Proto, přestože výsledky naznačují, že...

This thesis focuses on characterizing the spectroscopic properties of carotenoids, the most frequently occurring biomolecules in living organisms, using Raman and fluorescence microscopy techniques. The aim is to determine whether carotenoids are the source of the observed green autofluorescence (GAF) in various organisms. The study analyzed pure carotenoids, including β-carotene and astaxanthin, and in vivo samples from microorganisms such as Haematococcus pluvialis, Vischeria sp., and Rhodotorula glutinis. Fluorescence spectra of β-carotene and astaxanthin exhibited peaks in the green region, with β-carotene ranging from 524 nm to 545 nm and astaxanthin redshifted to 556 nm to 574 nm. Both carotenoids displayed bathochromic shifts in solvents with higher refractive indices. Under blue excitation, the chemical maps of carotenoids in microorganisms showed colocalization with the green fluorescence maps at around 530 nm, supporting the hypothesis that carotenoids contribute to GAF. Additionally, the green fluorescence maxima in H. pluvialis and Vischeria sp. align with the values measured in carotenoid standards, astaxanthin, and β-carotene, respectively. However, the study cannot exclude the potential presence of other fluorescent compounds, such as metabolites or degradation products, colocalizing with...