БИОФИЗИКА, 2019, том 64, № 4, с. 726-733

БИОФИЗИКА КЛЕТКИ

УДК 577.344.2,577.344.3

ИНАКТИВАЦИЯ БАКТЕРИЙ ПРИ ВОЗБУЖДЕНИИ

СЕНСИБИЛИЗАТОРОВ НАНОСЕКУНДНЫМИ ЛАЗЕРНЫМИ

ИМПУЛЬСАМИ ВЫСОКОЙ ПЛОТНОСТИ МОЩНОСТИ

Оренбургский государственный университет, 460018, Оpенбуpг, пpосп. Победы, 13

E-mail: ppsnya@yandex.ru

Поступила в редакцию 08.04.2019 г.

После доработки 26.04.2019 г.

Принята к публикации 30.04.2019 г.

Представлены результаты исследования фотоинактивации бактерий при возбуждении сенсибили-

заторов наносекундными лазерными импульсами плотностью мощности 1-30 МВт/см². Обсужда-

ется необратимое повреждение живых клеток ударными волнами, образующимися при возникно-

вении и схлопывании пузырьков пара в локально разогретых микрообластях среды. Локальный на-

грев среды осуществлялся за счет тепловыделения при безызлучательной релаксации высоких

электронных состояний молекул сенсибилизаторов.

Ключевые слова: фотоинактивация бактерий, высоковозбужденные электронные состояния молекул,

локальный нагрев, акустические волны.

DOI: 10.1134/S0006302919040112

тельный

перенос

энергии

ВВЭС

Количество штаммов, вырабатывающих

устойчивость к действию традиционных анти-

фотосенсибилизаторов на окружение, фотохими-

ческие реакции и фототермическая сенсибилиза-

микробных препаратов, ежегодно увеличивается

ция [11-16].

(см. обзор [1] и приведенные там ссылки). Поэто-

му требуется непрерывно разрабатывать новые

В настоящей работе представлены результаты

или модернизировать существующие неинвазив-

исследования фототермически сенсибилизиро-

ные и нетоксичные противомикробные стра-

ванной инактивации бактерий при безызлуча-

тегии.

тельной релаксации ВВЭС ФС. Высоковозбуж-

денные состояния ФС заселялись методом двух-

Эффективный способ воздействия на живые

квантового ступенчатого возбуждения через

микроорганизмы - фотодинамическая обработка

нижние электронно-возбужденные уровни. Об-

[2-6]. В настоящее время установлены основные

суждается механизм необратимого механическо-

механизмы фотодинамического действия и опре-

го повреждения живых клеток ударными волна-

делена роль в них активных форм кислорода [7-

ми, возникающими при формировании и схло-

10]. Однако поиск путей модификации фотодина-

пывании пузырьков пара в локально разогретых

мического воздействия на микроорганизмы про-

микрообластях среды.

должается. Одна из возможных модификаций фо-

тодинамического действия - переход от непрерыв-

ного низкоинтенсивного возбуждения фото-

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

сенсибилизаторов (ФС) к их возбуждению мощ-

Для исследований использовали суточные ага-

ными импульсами наносекундной длительности.

ровые (LB-агар, Sigma Aldrich, США) культуры

Перспективы повышения эффективности инакти-

клеток Escherichia coli (штамм K12TG1) и Bacillus

вации микроорганизмов при таком возбуждении

subtilis (штамм 534). Для облучения бактерии пе-

связаны с физико-химическими процессами в сре-

реносили в физиологический раствор (0,85%-й

де, инициированными релаксацией высоковоз-

водный раствор NaCl). Плотность полученной

бужденных электронных состояний (ВВЭС) моле-

суспензии стандартизировали фотометрически

кул ФС. В перечне таких процессов - безызлуча-

на спектрофлуориметре CM2203 (SOLAR,

Минск, Белоруссия), длина волны 620 нм; опти-

Сокращения: ФС - фотосенсибилизатор, ВВЭС - высоко-

возбужденные электронные состояния, КОЕ - колониеоб-

ческая плотность составляла D = 0,61 ± 0,01 отн.

разующие единицы.

ед. Для оценки выживаемости бактерий до и по-

726

ИНАКТИВАЦИЯ БАКТЕРИЙ

727

Рис. 1. Оптическая схема установки: 1 - зона возбуждения и зондирования в образце (кювета не показана); 2 - непро-

зрачный экран; 3 - импульсный YAG-Nd лазер, 4 - непрерывный He-Ne-лазер, 5 - цилиндрическая линза, 6 - сфе-

рическая линза, 7 - рассеянный образцом свет; 8 - поворотное зеркало, 9 - монохроматор. На врезке - кювета и лучи

в сечении, перпендикулярном зондирующему лучу: 5 - цилиндрическая линза; 10 - зондирующий луч; 11 - зона воз-

буждения.

сле облучения видимым светом в присутствии

мочувствительной бумаге. Вдоль перетяжки про-

ФС применяли метод подсчета колониеобразую-

пускали зондирующий луч маломощного (менее

щих единиц (КОЕ) [17]. Количество КОЕ опреде-

1 мВт) He-Ne-лазера (4 на рис. 1 и 10 на врезке) с

ляли через 16 ч роста на LB-агаре при температуре

сечением ~1 мм. Нерассеянную часть этого луча

37°С. КОЕ до облучения и добавления красителя

блокировали трехмиллиметровым экраном

(рис. 1, 2) в непосредственной близости от линзы

составляло (25,0 ± 4,4) · 10⁶/мл для E. coli и

(рис. 1, 6), с помощью которой рассеянное излу-

(21,0 ± 2,3) · 10⁶/мл для B. subtilis.

чение собиралось на входной щели монохромато-

В качестве ФС использовали органические

ра (рис. 1, 9).

красители-анионы эритрозин и эозин, а также

краситель-катион родамин 6Ж.

Энергию возбуждающих лазерных импульсов

измеряли дозиметром FieldMaster (Coherent,

Для инактивации бактерий, изучения кинети-

США), она менялась в диапазоне 0,5-22,5 мДж,

ки светорассеяния, фосфоресценции и замедлен-

что при указанных длительности импульса и пло-

ной флуоресценции в растворах использовали

щади пятна соответствует диапазонам плотности

оптическую схему, показанную на рис. 1.

мощности

1-50 МВт/см² и флюенсу 0,02-

Молекулы ФС возбуждали излучением второй

гармоники твердотельного лазера на YAG:Nd

0,75 Дж/см².

(рис. 1a, 3) на длине волны λ = 532 нм при дли-

Для фотоинактивации бактерий зондирую-

тельности импульсов 15 нс. При регистрации

щий луч выключали и раствор с микроорганизма-

кривых светорассеяния, фосфоресценции и за-

ми при непрерывном перемешивании импульс-

медленной флуоресценции применяли режим

но-периодически облучали в течение заданного

одиночных импульсов, а для инактивации мик-

времени (от 1 до 20 мин) с плотностью мощности

роорганизмов - импульсно-периодический ре-

в перетяжке свыше 10 МВт/см².

жим на частоте 10 Гц.

С помощью цилиндрической линзы (рис. 1, 5)

В контрольных экспериментах исследуемые

в кювете 10×10 мм с исследуемым раствором в пе-

растворы бактерий с красителями облучали им-

ретяжке лазерного пучка формировали узкую

пульсами с Р < 1 МВт/см², а эквивалентность до-

протяженную

(0,3×10 мм²) зону возбуждения

зы, приходящейся на объем кюветы, обеспечива-

(1 на рис. 1 и 11 на врезке). Площадь пятна в фо-

ли соответствующим увеличением времени облу-

кусе предварительно определяли по следу на тер-

чения.

БИОФИЗИКА том 64

№ 4

2019

728

ЛЕТУТА и др.

Рис. 2. Гистограммы КОЕ клеток Escherichia coli (a, б) и Bacillus subtilis (в, г) до и после облучения растворов светом

длины волны λ = 532 нм и плотности мощности 20 МВт/см2 при разных концентрациях красителей - эритрозина (a,

в) и родамина 6Ж (б, г).

Информацию о релаксации возбужденных со-

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

стояний ФС получали по кинетике их замедлен-

Фотоинактивация бактерий. Для каждой кон-

ной флуоресценции и фосфоресценции на соот-

центрации ФС существует определенное значе-

ветствующих длинах волн. При этом зондирую-

ние плотности мощности возбуждающего света,

щий луч выключали, а блокирующий экран

при которой насыщается заселенность их три-

удаляли.

плетных состояний, достигается предельно воз-

Кинетику светорассеяния изучали в моноим-

можный уровень генерации активных форм кис-

пульсном режиме работы возбуждающего лазера

лорода в среде и, следовательно, максимальная

и плотности мощности свыше 20-30 МВт/см²

эффективность фотодинамического действия.

Однако экспериментально установлено, что при

(флюенс 0,30-0,45 Дж/см²).

дальнейшем увеличении интенсивности возбуж-

Эксперименты проводили при нормальном ат-

дающего света эффективность инактивации бак-

мосферном давлении и комнатной температуре.

терий заметно возрастает.

На рис. 2 представлены гистограммы КОЕ

Кинетические кривые рассеянного света и

клеток Escherichia coli (рис. 2a, 2б) и Bacillus subtilis

длительной люминесценции измеряли с помо-

(рис. 2в, 2г) до и после импульсного облучения

щью фотоэлектронного умножителя (не показан)

ФС светом с длиной волны λ = 532 нм и плотно-

через монохроматор МДР-41 (рис. 1, 9). Синхро-

низацию запуска лазера и регистрирующей си-

стью мощности 20 МВт/см²при различной кон-

стемы, а также сбор, накопление и обработку сиг-

центрации красителей в растворе. Видно, что при

налов проводили в автоматическом режиме.

облучении растворов импульсами большой плот-

БИОФИЗИКА том 64

№ 4

2019

ИНАКТИВАЦИЯ БАКТЕРИЙ

729

Рис. 3. Зависимость интенсивности фосфоресценции эозина (C = 0,1 мМ) в физиологическом растворе от плотности

мощности возбуждающего излучения с длиной волны λ = 532 нм.

ности мощности и в присутствии фотодинамиче-

Следует отметить, что среднеобъемное повы-

ски активных ксантеновых красителей (показано

шение температуры раствора с бактериями при

на примере эритрозина), и «нефотодинамическо-

выбранных условиях облучения не превышает

го» красителя родамина 6Ж, бактерии инактиви-

3°С, и полученные результаты нельзя объяснить

руются очень эффективно. В контрольных экспе-

гипертермией микроорганизмов.

риментах при облучении этих же растворов рав-

Таким образом, фотоинактивация клеток

ной дозой импульсного лазерного излучения

Escherichia coli и Bacillus subtilis при большой плот-

низкой интенсивности (Р < 1 МВт/см²) в присут-

ности мощности возбуждения ФС не может быть

ствии ксантеновых красителей снижение выжи-

объяснена только фотодинамическим действием,

ваемости бактерий не превышало 10%, а родамин

токсичностью ФС или повышением среднеобъ-

6Ж не оказывал влияния на жизнеспособность

емной температуры раствора.

бактерий. Облучение бактерий без ФС в условиях

Заселение ВВЭС молекул. Для интерпретации

наших экспериментов не сказывалось на их жиз-

представленных результатов необходимо принять

неспособности.

во внимание особенности взаимодействия ФС с

Использованные красители по-разному взаи-

полем внешнего излучения высокой плотности

модействуют с бактериями. Известно, что при

мощности. При таком воздействии на молекулы

фотодинамических процессах основная функция

за счет ступенчатого двухквантового поглощения

ФС - генерация активных форм кислорода, ин-

через нижние электронно-возбужденные уровни

дуцирующих окислительные деструктивные про-

заселяются их ВВЭС. В ходе энергообмена с

цессы в среде [18-20]. Ксантеновые сенсибилиза-

окружением при дезактивации ВВЭС молекул

торы обладают большим квантовым выходом в

«включаются» физико-химические процессы,

триплетное состояние и с высокой эффективно-

которые не проявляются при низкоинтенсивном

стью генерируют синглетный кислород [21-26].

возбуждении ФС. Так, при интенсивной дисси-

При этом экспериментально обнаружено, что в

пации энергии в поле мощной волны имеет место

растворах с эозином, который имеет выход в три-

локальный нагрев среды [27]. Если температура

плетное состояние почти на 30% меньше, чем

локального разогрева превышает температуру ки-

эритрозин, повреждение бактерий не меньше,

пения растворителя, то возможно образование

чем в растворах с эритрозином. Еще менее веро-

микропузырьков пара, формирование и схлопы-

ятно фотодинамическое действие родамина 6Ж.

вание которых, подобно процессу кавитации, по-

В физиологическом растворе этот краситель име-

рождает ударные волны, повреждающие бак-

ет выход в триплетное состояние, равный всего

терии.

0,01, и практически не производит активные фор-

Эффективность заселения ВВЭС молекул кра-

мы кислорода, но его инактивирующее действие

сителей в наших экспериментах подтверждается

оказалось не меньше, чем у ксантеновых краси-

зависимостью (рис. 3) интегральной интенсивно-

телей.

сти фосфоресценции эозина (C = 0,1 мМ) в фи-

Из представленных гистограмм видно, что с

зиологическом растворе от плотности мощности

ростом концентрации красителей в растворе эф-

возбуждающего излучения длины волны

фективность повреждения бактерий возрастает.

λ=532нм. При увеличении мощности возбужда-

БИОФИЗИКА том 64

№ 4

2019

730

ЛЕТУТА и др.

Рис. 4. Кинетические кривые рассеяния луча He-Ne-лазера, проходящего через физиологический раствор,

окрашенный эритрозином, при разных плотностях мощности излучения лазера на YAG:Nd, возбуждающего молекулы

красителя: 1 - 5 МВт/см², 2 - 20 МВт/см², 3 - 25 МВт/см², 4 - 30 МВт/см2.

ющего света интенсивность фосфоресценции

сопровождаться повреждением микроорга-

красителя очень быстро нарастает, достигая на-

низмов.

сыщения (участок 1-5 МВт/см² на рис. 3), что

Фотохимические реакции обычно сопровож-

связано с выходом на насыщение заселенности Т₁

даются изменениями кинетики затухания дли-

состояний молекул, образовавшихся в результате

тельной люминесценции и наведенного погло-

интеркомбинационной конверсии S₁

→ T₁.

щения ФС, а также появлением новых полос в

При дальнейшем повышении плотности мощно-

спектрах люминесценции и поглощения. Ни то-

сти возбуждающего излучения интенсивность

го, ни другого в наших экспериментах обнаруже-

фосфоресценции эозина вновь заметно увеличи-

но не было.

вается.

Фотодеструкция микроорганизмов может

Экспериментально и теоретически показано

быть вызвана безызлучательным переносом энер-

[28,29], что это вызвано более эффективным засе-

гии электронного возбуждения с ВВЭС красителя

лением триплетных состояний через высокие

на молекулы мембраны, т.к. при заселении ВВЭС

синглетные уровни и указывает на двухкванто-

достигается энергия около 5 эВ, и такой энергии

вый характер образования триплетных состояний

вполне достаточно для разрыва любой химиче-

молекул в результате последовательных перехо-

ской связи. Вклад этого канала релаксации ВВЭС

дов S₁ → S_n → T_m → T₁. Заселение ВВЭС молекул

в фотодеструкцию микроорганизмов нами не

красителей при возбуждении лазерным излуче-

оценивался и требует дополнительных исследо-

нием плотности мощности 10-30 МВт/см² про-

ваний.

демонстрировано также в работах [30,31].

Безызлучательная релаксация ВВЭС молекул

Релаксация ВВЭС молекул. Релаксация высо-

приводит к локальному нагреву среды. Учитывая

ковозбужденных синглетных состояний молекул

крайне малое время жизни (<< 1 нс) ВВЭС моле-

возможна по следующим каналам:

кул, ФС можно рассматривать как мгновенные

- излучение (флуоресценция S_n→S_i или

точечные источники. Ввиду большой удельной

Tm→Tj^);

теплоемкости среды маловероятно ожидать, что

- фотохимическая реакция;

релаксация S_n (или Т_m) состояния одной молеку-

- перенос энергии на молекулы окружения;

лы ФС заметно изменит локальную температуру

среды. Однако не исключено образование в рас-

- интеркомбинационная синглет-триплетная

творах микрообластей с повышенной концентра-

конверсия S_n → T_m или обратная триплет-синглет-

цией молекул красителей или сосредоточение

ная конверсия T_m → S_k;

ФС на поверхности клеточных стенок. В этих

- безызлучательная внутренняя конверсия.

условиях можно ожидать существенного локаль-

Любой из перечисленных релаксационных

ного разогрева растворов вблизи микроорганиз-

процессов, кроме первого, потенциально может

мов. Это особенно актуально для ФС, локализо-

БИОФИЗИКА том 64

№ 4

2019

ИНАКТИВАЦИЯ БАКТЕРИЙ

731

ванных на стенках бактерий, например, в системе

пузырьков, образование и схлопывание которых

родамин 6Ж - E. coli.

порождает ударные волны. Распространяясь в

При наличии локального разогрева среды воз-

среде, ударные волны могут механически повре-

можны два основных механизма деструкции бак-

ждать белки, нуклеиновые кислоты или мембра-

терий:

ны клеток. Мы полагаем, что именно этот про-

цесс приводит к гибели микроорганизмов в усло-

- гибель клеток в результате локальной гипер-

виях наших экспериментов, в связи с чем

термии;

отдельно была исследована генерация микропу-

- разрушение мембран клеток или внутрикле-

зырьков в растворах ФС под действием короткого

точных объектов ударными волнами, возникаю-

лазерного импульса.

щими при образовании и схлопывании пузырь-

Генерация пузырьков в растворах ФС. Пузырь-

ков при испарении воды в локально разогретых

ки, как известно, являются сильными рассеива-

микрообластях.

телями света [33]. Поэтому их возникновение и

В результате безызлучательной релаксации

исчезновение должны сопровождаться измене-

ВВЭС каждая молекула ФС при однократном по-

нием эффективности светорассеяния в среде. Для

глощении кванта света будет выделять количе-

экспериментальной проверки предположения об

ство теплоты, равное энергии этого кванта. Если

образовании пузырьков в жидкостях мы исследо-

принять, что это тепло мгновенно усваивается

вали светорассеяние в тех же средах и с теми же

средой в сфере определенного радиуса, то можно

ФС, которые использовались для фотоинактива-

оценить изменение температуры этой сферы.

ции бактерий. Процесс возникновения и после-

дующего исчезновения пузырьков в растворах ре-

Мы использовали растворы концентрацией

гистрировался по изменению во времени интен-

C = 0,01-0,5 мМ. Поскольку количество квантов

сивности светорассеяния в образце после

возбуждающего излучения было примерно в 10⁷

воздействия коротким лазерным импульсом.

раз больше, чем количество молекул красителей в

Изучены особенности светорассеяния в зависи-

единице облучаемого объема, то можно считать,

мости от плотности мощности возбуждения и

что возбуждались все молекулы ФС. Кроме того,

концентрации ФС в растворе.

каждая молекула ФС за время длительности воз-

В качестве зондирующего света использовали

буждающего импульса (τ = 15 нс) может неодно-

луч маломощного He-Ne-лазера с длиной волны

кратно повторно поглотить возбуждающий

632,8 нм, которая лежит вне спектра поглощения

квант, совершая переходы S₁ ↔ S_n (а также S₁ →

ФС S₀ → S₁. Для этой длины волны невозбужден-

→ Sn → T_m → S₁, или T₁ ↔ T_m, или T₁ → T_m → S₁ → T₁),

ные образцы практически прозрачны, а их свето-

рассеяние обусловлено лишь естественным нали-

каждый из которых сопровождается выделением

чием неоднородностей в виде микропузырьков

тепла. Поскольку в исследованных нами красите-

атмосферных газов. Наведенное поглощение сре-

лях сильно перекрываются полосы поглощения

ды (нерассеивающего характера) в возбужденных

S₀ → S₁, S₁ → S_n и T₁ → T_m, то при воздействии на ве-

образцах возникает из-за триплет-триплетного

щество интенсивным излучением возбуждаются

поглощения света T₁ → T_m молекулами красите-

все перечисленные переходы.

лей и проявляется только в течение времени жиз-

Оценка времени остывания локально разогре-

ни триплетных состояний.

тых областей и величины «температурного скач-

На рис. 4 представлена зависимость интенсив-

ка» ΔТ для сфер различного радиуса проведена в

ности рассеяния луча He-Ne-лазера в окрашен-

работах [27,32]. Реальный физический размер зо-

ном ФС физиологическом растворе от времени

ны разогрева зависит от конкретных каналов ре-

при разных плотностях мощности возбуждения.

лаксации энергии, присущих данной среде. Ис-

Участок кинетической кривой светорассеяния

пользуя типичные значения термодинамических

в диапазоне времени 0-50 мкс представлен на

параметров (например, для физиологического рас-

рис. 4a. Характерной особенностью всех кривых

твора удельная теплоемкость и плотность соответ-

на рис. 4a является резкий провал интенсивности

сразу после окончания лазерной вспышки с по-

ственно равны С ~ 4∙10³ Дж/(кг·К) и ρ ~ 10³ кг/м³),

следующим возрастанием до некоторого макси-

можно оценить уровень локального нагрева сре-

мального уровня. Этот провал связан с наведен-

ды. Если принять радиус разогреваемой сферы

ным триплет-триплетным поглощением T₁ → T_m

равным 10 нм, то время остывания составляет

молекул красителя. Сигнал восстанавливается за

около 10^-8 с. При этом величина ΔТ не выше 1 К.

время несколько микросекунд, что соответствует

Однако уже для радиуса 0,5 нм величина ΔТ пре-

времени жизни триплетных состояний красителя

вышает 150 К. Выделившегося тепла вполне до-

в физиологическом растворе при нормальных

статочно для испарения воды и возникновения

условиях.

БИОФИЗИКА том 64

№ 4

2019

732

ЛЕТУТА и др.

Максимальное значение интенсивности рас-

4. F. F. Sperandio, Y.-Y. Huang, and M. R. Hamblin, Re-

сеяния сильно зависит от плотности мощности

cent Pat. Antiinfect. Drug Discov. 8, 108 (2013).

возбуждающего света. Если она меньше

5. K. Szocs, F. Gabor, G. Csik, and J. Fidy, J. Photo-

chem. Photobiol. B 50, 8 (1999).

5 МВт/см², то наблюдается только поглощение

6. I. G. Tiganova, E. A. Makarova, G. A. Meerovich,

T₁ → T_m, а рассеяние практически не изменяется.

et al., Biomed. Photonics 6 (4), 27 (2017).

Но при плотности мощности возбуждения 20-

7. Z. Luksiene, Medicina 39, 1137 (2003).

30 МВт/см² светорассеяние становится большим

8. M. Ochsner, J. Photochem. Photobiol. B 39, 1 (1997).

и надежно регистрируется. Пороговый характер

9. A. A. Krasnovsky Jr., Biochemistry 72 (10),

1065

возрастания рассеяния мы связываем с порого-

(2007).

вым характером генерации рассеивающих цен-

10. J. Chena, Th. C. Cesarioc, and M. Peter, Proc. Natl.

тров в растворе, которыми, по нашему мнению, и

Acad. Sci. USA 111 (1), 33 (2014).

являются пузырьки газа и/или пара.

11. G. Ara, R. Anderson, K. Mandel, and A. R. Oseroff,

На рис. 4б показано рассеяние света при тех же

Photochem. Photobiol. 47, 37 (1988).

условиях возбуждения в диапазоне времен 0-

12. J. A. Parrish, R. R. Anderson, T. Harrist, et al., J. In-

3500 мкс. Как видно, длительность существова-

vest. Dermatol. 80, 75 (1983).

ния рассеивающих центров много больше, чем

13. R. R. Anderson, R. J. Margolis, S. Watenabe, et al., J.

время жизни возбужденных триплетных состоя-

Invest. Dermatol. 93, 28 (1989).

ний ФС. Кроме того, при мощной накачке интен-

14. J. Greenwald, S. Rosen, R. R. Anderson, et al., J. In-

сивность светорассеяния может увеличиваться и

vest. Dermatol. 77 (3), 305 (1981).

после окончания возбуждающего импульса, т.е.

15. J. G. Morelli, O. T. Tan, J. Garden, et al., Lasers Surg.

процесс формирования пузырьков продолжается

Med. 6 (1), 94 (1986).

после импульса накачки. Интенсивность свето-

16. M. Soncin, A. Busetti, F. Fusi, et al., Photochem. Pho-

рассеяния сильно зависит от концентрации кра-

tobiol. 69 (6), 708 (1999).

сителя в растворе. Если концентрация ФС мень-

17. E. Goldman and L. H. Green in Practical Handbook of

ше 0,01 мМ, изменение рассеяния света после на-

Microbiology, Second Edition (Boca Raton, FL: CRC

качки практически не наблюдается вплоть до

Press, Taylor and Francis Group, 2008), p. 864.

плотности мощности 50 МВт/см².

18. V. B. Loschenov, V. I. Konov, and A. M. Prokhorov,

Laser Physics 6 (10), 1188 (2000).

В процессе формирования пузырьков и быст-

19. G. Jori, C. Fabris, M. Soncin, et al., Lasers Surg. Med.

рого схлопывания части из них образуются удар-

38 (5), 468 (2006).

ные волны, которые могут повреждать микроор-

20. С. Д. Захаров и А. В. Иванов, Квантовая

ганизмы.

электроника 3 (29), 192 (1999).

21. H. Noguchi, J. Exp. Med. 8 (2), 252 (1906).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

22. А. Т. Ишемгулов, С. Н. Летута, С. Н. Пашкевич и

др., Оптика и спектроскопия 123 (5), 818 (2017).

Деструкция микроорганизмов при фототер-

23. S. N. Letuta, S. N. Pashkevich, A. T. Ishemgulov, et al.,

мических процессах, инициированных релакса-

J. Photochem. Photobiol. B: Biology 163, 232 (2016).

цией высоковозбужденных электронных состоя-

24. C. Н. Летута, А. Т. Ишемгулов, У. Г. Летута и

ний сенсибилизаторов, представляет интерес как

C. Н. Пашкевич, Биофизика 63 (5), 997 (2018).

для понимания фундаментальных явлений, про-

25. S. Wood, D. Metcalf, D. Devine and C. Robinson, J.

исходящих в биосистемах при воздействии на них

Antimicrob. Chemother. 57, 680 (2006).

мощным лазерным излучением, так и для практи-

26. R. D. Rossoni, J. C. Junqueira, E. L. S. Santos, et al.,

ческого применения. Практическое использова-

Lasers Med. Sci. 25, 581 (2010).

ние способа повреждения клеток короткими им-

27. С. Н. Летута, Автореферат дис

докт. физ.-мат.

пульсами лазерного излучения с применением

наук (МГУ им. М.В. Ломоносова, Москва, 2003).

термосенсибилизаторов целесообразно не только

28. В. В. Рыльков и Е. А. Чешев, Оптика и

для борьбы с бактериями, но и в фототерапии.

спектроскопия 63 (5), 1030 (1987).

Работа выполнена при финансовой поддержке

29. А. В. Аристов и В. С. Шевандин, Оптика и

Министерства образования и науки Российской

спектроскопия 44 (3), 473 (1978).

Федерации, проект № 3.6358.2017/БЧ.

30. В. В. Рыльков и Е. А. Чешев, ДАН СССР 281 (3),

648 (1985).

31. В. Л. Ермолаев и В. А. Любимцев, Оптика и

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

спектроскопия 56 (6), 1026 (1984).

1. N. Kashef, Y.-Y. Huang, and M. R. Hamblin, Nano-

32. М.Г. Кучеренко, Кинетика нелинейных фотопро-

photonics 6 (5), 853 (2017).

цессов в конденсированных молекулярных системах

2. R. Ackroyd, C. Kelty, N. Brown, and M. Reed, Photo-

(Изд-во ОГУ, Оренбург, 1997).

chem. Photobiol. 74, 656 (2001).

33. Е. А. Анненкова, С. А. Цысарь и О. А. Сапож-

3. M. R. Hamblin, Curr. Opin. Microbiol. 33, 67 (2016).

ников, Акустич. журн. 62 (2), 167 (2016).

БИОФИЗИКА том 64

№ 4

2019