Study of the human eye lenses analysed by Raman spectroscopy after cataract surgery. Environmental aspects.

Celem pracy było sprawdzenie, czy materiał soczewki oka ludzkiego, uzyskany w wyniku jej usunięcia metodą fakoemulsyfikacji jest dobrym materiałem diagnostycznym oraz uzyskanie informacji o składzie soczewki, strukturze i jej zmianach, które możemy uzyskać badając próbki za pomocą spektroskopii Ramana i EPR. Praca zawiera informacje o wpływie środowiska na oko człowieka oraz o zastosowaniach powyższych metod w badaniach środowiskowych. W pracy opisano budowę i funkcje oka ludzkiego, jej zaburzenia chorobowym procesem katarakty, zabieg fakoemulsyfikacji, aspekty środowiskowe związane z tematem pracy oraz teoretyczne podstawy spektroskopii Ramana i EPR. Przedstawiono wyniki badań dziewięciu próbek, a także wykonano i porównano widma soczewek usuniętych metodą fakoemulsyfikacji i usuniętych metodą tradycyjną. Mapowanie ramanowskie soczewki usuniętej tradycyjnie wskazuje, że zawiera ona fluorescencyjny chromofor. Badania wykazały różnice między próbkami oraz różnice w obrębie próbek. Wyszczególniono dwie frakcje: białą, odznaczającą się wyższym tłem i żółtą, z nową zagregowaną formą białka charakteryzującą stopień zaawansowania choroby. Frakcja żółta zawiera więcej tryptofanu i fenyloalaniny, konformacji α-helisy, a mniej β-kartki,. Widma EPR wskazują na obecność wolnych rodników.

Aim of this study was to examine whether the human eye lenses material, obtained by the removal of phacoemulsification is a good diagnostic material and to obtain information on the composition of the lenses, their structure and the modifications that can be obtained using Raman and EPR spectroscopy. The study contains information about the impact of the environment on the human eye and the applications of these methods in environmental research. There is described the structure and functions of the human eye, the cataract disease, phaco surgery, environmental aspects related to the topic of work and the theoretical basis of Raman and EPR spectroscopy. There are presented results of the nine samples, the spectra for samples obtained by phaco surgery were compared with that disposed in the traditional method. Raman mapping of the whole cataractous lens shows the presence of fluorescent chromophore. Studies have shown differences between the samples and within the sample. There was specified two factions: the white characterized by higher background and the yellow with a new form of aggregated protein characterizing the extent and severity of the disease. Yellow fraction contains more phenylalanine, tryptophan, α-helix and less β-sheet conformation. Higher content of tryptophan shows color fraction and protein degradation. The EPR spectra shows the presence of free radicals.