БИОФИЗИКА, 2020, том 65, № 4, с. 705-712

БИОФИЗИКА КЛЕТКИ

УДК 577.344.2, 577.344.3

ФОТОТЕРМИЧЕСКАЯ ИНАКТИВАЦИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ

ПРИ РЕЛАКСАЦИИ ВЫСОКОВОЗБУЖДЕННЫХ

СОСТОЯНИЙ СЕНСИБИЛИЗАТОРОВ

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

E-mail: ppsnya@yandex.ru

Поступила в редакцию 08.11.2019 г.

После доработки 08.11.2019 г.

Принята к публикации 22.05.2020 г.

Обсуждается инактивация планктонных бактерий Escherichia coli и Bacillus subtilis ударными

акустическими волнами, возникающими при быстром образовании и схлопывании пузырьков пара

в среде, локально нагретой до температуры кипения. Локальный нагрев среды осуществлялся за

счет тепла, выделяемого в ходе релаксации высоких электронно-возбужденных состояний

экзогенных молекул органических красителей. Красители возбуждались наносекундными

импульсами лазерного излучения видимого диапазона. Высокие электронно-возбужденные

состояния заселялись в результате ступенчатого поглощения молекулами двух квантов лазерного

излучения. Исследована зависимость эффективности инактивации микроорганизмов от

концентрации красителей в растворах, плотности мощности возбуждающего излучения и

расстояния до источника генерации ударных волн.

Ключевые слова: экзогенные термосенсибилизаторы, ударные акустические волны, инактивация

микроорганизмов.

DOI: 10.31857/S0006302920040109

в тонком периферийном слое. Для инактивации

Альтернативные стратегии борьбы с патоген-

бактерий в более глубоких слоях необходимо

ными микроорганизмами становятся все более

«включить» другие физические процессы.

востребованными в связи с увеличением количе-

ства штаммов, резистентных к действию тради-

В настоящей работе представлены результаты

ционных антимикробных препаратов [1]. Среди

исследования повреждений планктонных бакте-

перспективных способов немедикаментозного

рий ударными акустическими волнами. Такие

воздействия на бактерии и грибы, к которому

волны возникают в среде при быстром образова-

микробы не могут выработать иммунитет, выде-

нии и схлопывании пузырьков пара в локально

ляют фотодинамическую обработку - совместное

нагретых областях. Быстрый локальный нагрев

деструктивное действие света и фотосенсибили-

среды происходит при безызлучательной релак-

заторов на клетки. Механизм фотодинамическо-

сации короткоживущих высоковозбужденных

го действия основан на селективном окислении

электронных состояний (ВВЭС) молекул-сенси-

субстрата активным кислородом, генерируемым

билизаторов.

фотосенсибилизаторами [2-5]. В качестве фото-

ВВЭС красителей эффективно заселяются при

сенсибилизаторов обычно используют молекулы

облучении молекул наносекундными лазерными

органических красителей с большим квантовым

импульсами плотности мощности Р ≥ 5 MВт/см²

выходом в триплетное состояние [6, 7].

в результате ступенчатого поглощения двух кван-

тов возбуждающего излучения [10, 11]. Релакса-

Основные ограничения фотодинамического

ция ВВЭС молекул преимущественно безызлуча-

действия связаны с малой глубиной проникнове-

тельная, и поглощенная энергия очень быстро

ния фотосенсибилизаторов и света в биологиче-

трансформируется в тепло. Если термосенсиби-

ские среды. В некоторых из них, например в

лизатор локализован непосредственно в клетке

биопленках, практически нет кислорода [8, 9], и

или ее мембране, тепловыделение может иници-

фотодинамическое действие проявляется только

ировать ее гибель за счет гипертермии. Когда тер-

Сокращениe: ВВЭС - высоковозбужденные электронные

мосенсибилизатор находится вне клетки, тепло

состояния.

передается растворителю с последующим образо-

705

706

ЛЕТУТА и др.

Для фотоинактивации микроорганизмов и

изучения ударных волн в растворах красителей

использовали экспериментальную установку,

схема которой показана на рис. 1. Растворы поме-

щали в прямоугольную кварцевую кювету 1 сече-

нием 5 × 10 мм и облучали через ее торцевую стен-

ку. Источником возбуждения служил импульс-

ный YAG:Nd-лазер

4 (вторая гармоника

λ = 532 нм, длительность импульса 15 нс).

Для обеспечения эффективного нагрева среды

и формирования пузырьков пара в кювете вблизи

границы «стекло-раствор» с помощью собираю-

щей цилиндрической линзы 6 создавали зону воз-

буждения 2 с поперечным сечением 3.2 × 0.5 мм, в

которой плотность мощности максимальна в пе-

ретяжке и могла достигать 50 MВт/см². Протя-

Рис. 1. Экспериментальная установка для инактива-

женность этой зоны вдоль луча возбуждения

ции микроорганизмов и изучения ударных волн: 1 -

кювета с раствором; 2 - область возбуждения раство-

уменьшается с ростом концентрации красителя и

ра; 3 - область зондирования; 4 - твердотельный ла-

увеличивается вместе с плотностью мощности. В

зер, 532 нм; 5 - He-Ne-лазер, 628 нм; 6 - цилиндри-

наших экспериментах излучение накачки полно-

ческая линза; 7 - подвижная платформа; 8 - моно-

стью поглощалось на пути менее 5 мм.

хроматор; 9 - фотоприемник; 10 - фокусирующая

линза. Показано расстояние L между зонами возбуж-

Вдоль перетяжки линзы 6 (или параллельно ей

дения и зондирования. На врезке - конфигурация

установки в плоскости, перпендикулярной зондиру-

на расстоянии L) пропускали зондирующий

ющему лучу.

луч 3 сечением менее 1 мм от маломощного (ме-

нее 1 мВт) He-Ne-лазера 5. Измеряя интенсив-

ность нерассеянной части этого луча, можно су-

ванием и схлопыванием пузырьков пара, в ре-

дить о наведенном поглощении в зоне возбужде-

зультате чего образуются акустические волны,

ния или о наличии рассеивающих центров в виде

способные повредить микроорганизм. Заметим,

пузырьков пара на его пути, а по рефракции

что если в результате каскадной релаксации

луча - о прохождении ударной волны в растворе.

ВВЭС [12, 13] заселяются нижние триплетные

Линза 6 и кювета 1 с раствором располагались на

уровни молекул, то они по-прежнему могут вы-

одной платформе 7, которая могла смещаться

полнять функции фотосенсибилизаторов.

перпендикулярно зондирующему лучу 3. Переме-

щая платформу, можно, не изменяя геометрии

возбуждения, зондировать раствор в кювете на

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

контролируемом расстоянии L от перетяжки.

Исследованы суточные агаровые культуры кле-

При L = 0 и выключенном He-Ne-лазере свече-

ток Escherichia coli (штамм K12TG1) и Bacillus subtilis

ние зоны возбуждения 2 могло быть собрано на

(штамм 534). Перед облучением бактерии перено-

щели монохроматора 8 (МДР-41, ООО «ОКБ

сили в физиологический раствор. Плотность полу-

Спектр», Санкт-Петербург) с помощью дополни-

ченной суспензии стандартизировали фотометри-

тельной линзы 10, что позволяло получать ин-

чески (длина волны 620 нм, оптическая плотность

формацию о релаксации возбужденных состоя-

D = 0.61 ± 0.01. Для оценки выживаемости бактерий

ний сенсибилизаторов.

после облучения видимым светом в присутствии

Синхронизация запуска лазера и регистриру-

термосенсибилизатора применяли метод подсчета

ющей системы, а также сбор, накопление и обра-

колониеобразующих единиц, количество которых

ботка сигналов производились в автоматизиро-

определялось через 16 ч роста на LB-агаре при тем-

ванном режиме.

пературе 37°С. До облучения и добавления красите-

ля оно составляло (4.50 ± 0.44) ⋅ 10⁷/мл для E. coli и

(32.0 ± 2.3) ⋅ 10⁷/мл для B. subtilis.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Термосенсибилизаторами служили анионные

ксантеновые красители эритрозин и эозин, а так-

Генерация ударных акустических волн. На

же катионный краситель родамин 6G, которые

рис. 2 представлены кинетические кривые интен-

различаются фотодинамической активностью и

сивности зондирующего луча при импульсном

по-разному взаимодействуют с клеточными стен-

возбуждении эритрозина концентрации 0.25 мМ

ками грамположительных и грамотрицательных

в физиологическом растворе на разных расстоя-

бактерий. Концентрация красителей в растворах

ниях от перетяжки возбуждающего пучка: кривая

составляла 0.01-0.5 мМ.

1 - непосредственно в перетяжке; кривые 2 и 3 -

БИОФИЗИКА том 65

№ 4

2020

ФОТОТЕРМИЧЕСКАЯ ИНАКТИВАЦИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ

707

I, отн. ед.

0.30

0.25

0.20

0.15

0.10

0.05

L, мм

0.00

Время, мкс

Рис. 2. Временные зависимости интенсивности нерассеянной части зондирующего луча в физиологическом растворе

с эритрозином (С = 0.25 мМ) на разных расстояниях L от перетяжки возбуждающего пучка (Р = 20 MВт/см²): 1 -

L = 0 мм; 2 - L = 1.2 мм; 3 - L = 2.7 мм; 4 - L = 4.9 мм; 5 - L = 8.5 мм. На врезке - зависимость времени прихода волны

от расстояния до перетяжки.

в зоне возбуждения на некотором расстоянии от

глощение уже не проявляется, что видно из кри-

перетяжки, кривые 4 и 5 - вне зоны возбуждения.

вых 4 и 5 (L = 4.9 и 8.5 мм соответственно).

На всех кривых присутствуют острые провалы,

На интенсивность нерассеянной части зонди-

которые, по нашему мнению, соответствуют мо-

рующего луча оказывают влияние три явления -

ментам пересечения зондирующего луча фрон-

рассеяние света на долгоживущих пузырьках, на-

том ударной волны, источником которой являют-

веденное поглощение возбужденными молекула-

ся родившиеся в перетяжке пузырьки. Косвен-

ми красителя и пересечение луча ударной волной.

ным доказательством этому является график

Рассеяние на пузырьках проявляется только для

зависимости времени появления провала от рас-

луча, зондирующего перетяжку: в этой позиции

стояния L от точки зондирования до перетяжки.

(кривая 1, L = 0) ступенчатое изменение интен-

Обратный наклон этой прямой соответствует

сивности сохраняется вплоть до нескольких мил-

скорости звука в среде, которая измерена нами

лисекунд (не показано на рисунке). Вместе с дол-

при температурах раствора 0, 26 и 80°C. Получен-

гоживущим рассеянием на пузырьках в точке

ные значения вместе со справочными данными

L = 0 имеет место короткоживущее наведенное

для дистиллированной воды при атмосферном

триплет-триплетное поглощение света возбуж-

давлении приведены в таблице.

денными молекулами красителя, которое харак-

терно для кривых 1 и 2 (L = 0, 1.2 мм) и в значи-

Таким образом, при указанных выше диапазо-

тельно меньшей степени для кривой 3 (L = 2.7 мм).

нах концентраций красителей и плотности мощ-

Отметим, что наличие триплетных состояний

ности возбуждающего излучения в кювете с кра-

красителя в присутствии молекулярного кисло-

сителем можно выделить три зоны, в которых

рода в этих областях может повлечь генерацию

возможны различные воздействия на микроорга-

активных форм кислорода. Кривая 3, очевидно,

низмы. В области перетяжки возможна гипертер-

соответствует дальнему краю зоны возбуждения.

мия бактерий, воздействие на них ударной вол-

На расстояниях L ≥ 5 мм триплет-триплетное по-

ной, повреждение активными формами кислоро-

Зависимость скорости волны от температуры раствора

Скорость волны в

Температура, °С

Скорость волны, м/с

дистиллированной воде, м/с [21]

1410

1402

1505

1499

1555

1554

БИОФИЗИКА том 65

№ 4

2020

708

ЛЕТУТА и др.

из которых в триплетное состояние выше, чем с

S₁-уровня [15-17].

В результате баланс концентраций молекул в

синглетной и триплетной подсистемах молекул

смещается в сторону увеличения доли триплетов

из-за включения последовательности переходов

S₁ → S_n → Т_m при большой плотности мощности. В

свою очередь, к переходам S₁ → T₁ добавляются

переходы Т_m → T₁, что и приводит к росту концен-

трации T₁-состояний и увеличению интенсивно-

сти фосфоресценции.

При плотности мощности возбуждающего из-

Р, МВт/см²

лучения Р < 0.5 MВт/см² ударные волны в раство-

рах с ксантеновыми красителями имеют

Рис. 3. Зависимость интенсивности фосфоресценции

эозина (С = 0.25 мМ) в физиологическом растворе от

очень низкую интенсивность и их эксперимен-

плотности мощности возбуждающего излучения

тальная регистрация затруднена. Поскольку

(λ_возб

= 532 нм).

квантовый выход φТ интеркомбинационной кон-

версии S₁ → T₁ в триплетное состояние в воде у

ксантеновых красителей большой (от 0.71 у эози-

да и перенос энергии с ВВЭС связанных молекул

на до 0.98 у эритрозина [18]), то при длительности

красителей на мембраны или внутриклеточные

импульса 15 нс значительная часть молекул успе-

структуры. В промежуточной области зоны воз-

вает не только перейти в T₁-состояние, но и мно-

буждения, где присутствуют молекулы сенсиби-

гократно совершить безызлучательные переходы

лизаторов в триплетном состоянии, гипертермия

T₁ ↔ Т_m, каждый из которых дает свой вклад в

и перенос энергии маловероятны, но возможно

нагрев среды. Однако при общей малой энергии

химическое повреждение бактерий активными

накачки интенсивность акустических волн неве-

формами кислорода и действие ударной волны.

лика.

Наконец, вне зоны возбуждения единственным

потенциально опасным фактором повреждения

В растворах с родамином 6G при слабой на-

микроорганизмов выступает ударная волна.

качке акустические волны вообще не обнаруже-

Пузырьки пара возникают из-за локального

ны. У родамина 6G квантовый выход φТ интер-

разогрева среды при безызлучательной релакса-

комбинационной конверсии S₁ → T₁ в триплетное

ции возбужденных состояний молекул красите-

состояние φТ ~ 0.01, а квантовый выход флуорес-

лей. Следует подчеркнуть, что при использован-

ценции перехода S₁ → S₀ φ_фл ~ 0.99 [19], поэтому

ных нами плотностях мощности возбуждения су-

при релаксации S₁-состояний молекул раствор не

щественный (а в случае родамина 6G - основной)

нагревается. Только когда плотность мощности

вклад в разогрев растворителя вносит релаксация

накачки P достигает примерно 5 MВт/см² и про-

ВВЭС. Заселение ВВЭС молекул в наших экспе-

цесс поглощения становится двухквантовым

риментах подтверждается зависимостью интен-

hν

сивности фосфоресценции от плотности мощно-

→

), эффективно заселяются высокие

сти накачки, измеренная у эозина (рис. 3).

S_n-состояния молекул, при релаксации которых

На начальном участке интенсивность свече-

возникает локальный нагрев, образуются пузырь-

ния очень быстро нарастает, достигая насыщения

ки пара и появляется ударная волна.

примерно при 5 MВт/см², что связано с выходом

На рис. 4 показана эволюция сигнала от ударной

на насыщение заселенности S₁-уровней молекул

волны при увеличении плотности мощности накач-

и, как следствие, заселенности нижних триплет-

ки родамина 6G в физиологическом растворе. Вид-

ных T₁-состояний, образующихся в результате

но, что амплитуда провала на кривой пропускания

интеркомбинационной конверсии S₁ → T₁.

становится заметной при P > 5.7 MВт/см².

При дальнейшем увеличении плотности мощ-

ности накачки интенсивность фосфоресценции

Как видно, если P превышает 10 MВт/см², аку-

эозина вновь начинает заметно расти. Это объяс-

стические волны эффективно формируются и

няется тем, что при мощном возбуждении моле-

уверенно регистрируются как в растворах с ксан-

кулы красителей, находящиеся в S₁-состоянии,

теновыми красителями, так и в растворах с рода-

hν

мином 6G. Заметим, что в отсутствие термосен-

поглощают второй квант и по схеме

→

сибилизатора в растворе даже при плотности

переходят на более высокие S_n-уровни, эффек-

мощности возбуждающего света

40 MВт/см²

тивность интеркомбинационной конверсии

ударные волны не обнаружены.

БИОФИЗИКА том 65

№ 4

2020

ФОТОТЕРМИЧЕСКАЯ ИНАКТИВАЦИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ

709

I, отн. ед.

ветствующим

увеличением

количества

возбуждающих импульсов (времени облучения).

0.6

Непосредственно в зоне возбуждения возмож-

но повреждение бактерий в результате фотодина-

мического действия; гибель клеток за счет гипер-

0.5

термии при безызлучательной релаксации ВВЭС-

сенсибилизаторов, связанных со стенками бакте-

рий или находящихся внутри клеток; разрывы хи-

0.4

мических связей биологически важных макромо-

лекул при безызлучательном переносе энергии с

ВВЭС-красителей, а также разрушение клеток

0.3

ударными волнами. На расстояниях же более

5 мм от зоны возбуждения уже не проявляются

0.2

тепловые эффекты, нет фотодинамического дей-

4.5

5.0

5.5

6.0

6.5

6.0

ствия и переноса энергии. Если имеет место по-

Время, мкс

вреждение бактерий, то оно происходит исклю-

чительно под действием ударных волн, возника-

Рис.

4. Эволюция сигнала от ударной волны в

ющих при быстром образовании и схлопывании

растворе родамина 6G (С = 0.25 мМ) с ростом

пузырьков пара в зоне облучения.

плотности мощности накачки: 1 - 5.7 MВт/см², 2 -

11.1 MВт/см², 3 - 18.7 MВт/см², 4 - 27.0 MВт/см², 5 -

На рис. 5 показаны зависимости выживаемо-

35.1 MВт/см², 6 - 41.6 MВт/см².

сти клеток E. coli и B. subtilis в физиологических

растворах с ксантеновыми красителями

Повреждение бактерий ударными волнами. Для

(0.25 мМ) до и после их облучения импульсами

оценки повреждения бактерий ударными волна-

различной плотности мощности Р при разных

расстояниях до зоны возбуждения.

ми использовали установку, фрагмент оптиче-

ской части которой показан на рис. 1. Отбор бак-

Видно, что непосредственно в перетяжке по-

терий для определения количества колониеобра-

вреждение бактерий E. coli происходит даже при

зующих единиц до и после возбуждения

малых плотностях мощности возбуждающего из-

производили непосредственно в области возбуж-

лучения. По-видимому, это обусловлено фотоди-

дения, а также на расстояниях 5 и 10 мм от зоны

намическим действием. Для гипертермии

возбуждения. В контрольных экспериментах ис-

клеток и безызлучательного переноса энергии

следуемые растворы бактерий с красителями об-

необходимо взаимодействие красителя со стенка-

лучали импульсами с Р < 0.5 MВт/см², а эквива-

ми бактерий или его проникновение внутрь кле-

лентность дозы облучения обеспечивалась соот-

ток. Ксантеновые красители-анионы не взаимо-

(а)

(б)

5.0

4.5

4.0

3.5

3.0

2.5

2.0

Р, МВт/см²

Рис. 5. Зависимости выживаемости клеток Escherichia coli в растворе с эритрозином (a) и Bacillus subtilis в растворе с

эозином (б) от плотности мощности накачки на разном расстоянии от перетяжки при постоянной концентрации

красителей (0.25 мМ) в физиологическом растворе: 1 - 0 мм, 2 - 2.5 мм, 3 - 10 мм.

БИОФИЗИКА том 65

№ 4

2020

710

ЛЕТУТА и др.

центрации родамина 6G в растворе на расстоя-

нии 10 мм от зоны возбуждения представлена на

рис. 6. Видно, что с ростом концентрации термо-

сенсибилизатора эффективность повреждения

микроорганизмов возрастает.

Особенно заметными повреждения становят-

ся при Р > 20 MВт/см². С ростом концентрации

красителя в растворе увеличивается плотность

тепловых источников. Это повышает эффектив-

ность генерации ударных волн и, соответственно,

увеличивает вероятность повреждения бактерий.

Кроме того, при большой концентрации красите-

лей образуются ассоциаты, квантовый выход

флуоресценции у которых ниже, чем у мономеров

Р, МВт/см²

[19]. Ассоциаты красителей могут быть дополни-

тельными источниками тепловыделения в рас-

Рис. 6. Зависимости выживаемости клеток Bacillus

творах.

subtilis от плотности мощности накачки на

расстоянии

10 мм от перетяжки при различной

Изображения бактерий до и после облучения в

концентрации родамина

6G в физиологическом

растворе: 1 - 0.1 мМ, 2 - 0.25 мМ, 3 - 0.5 мМ.

присутствие эритрозина, полученные с помощью

атомно-силовой микроскопии, показаны на

рис. 7. При исследовании образцов, содержащих

действуют с клетками E. coli, стенки которых име-

бактериальные клетки E. coli, до воздействия аку-

ют отрицательный заряд [20]. На расстояниях 5 и

стических волн на поверхности подложки обна-

10 мм от зоны возбуждения повреждения

ружены неоднородные по внешним признакам

клеток E. coli становятся заметными только при

структуры, среди которых можно выделить про-

Р > 10 MВт/см², когда за счет двухквантового по-

долговатые объекты высотой более 600 нм и объ-

глощения возрастает эффективность генерации

екты разнообразной формы, высотой менее

ударных волн.

100 нм (рис. 7а).

Клетки B. subtilis оказались более чувствитель-

Первые объекты были идентифицированы как

ными к воздействию ударных волн. Их чувстви-

бактериальные клетки со средними размерами

тельность даже к малым дозам облучения, по-ви-

1.76 мкм в длину, 950 нм в ширину и 680 нм в вы-

димому, связана с взаимодействием эозина с бак-

соту. Более мелкие структуры, очевидно, являют-

териями.

ся остатками питательной среды и физиологиче-

Зависимость выживаемости бактерий B. subtilis

ского раствора, использующегося в качестве бу-

от плотности мощности накачки при разной кон-

фера.

(а)

(б)

500 нм

Рис. 7. Изображения бактерий до и после облучения в присутствии эритрозина, полученные с помощью атомно-

силовой микроскопии.

БИОФИЗИКА том 65

№ 4

2020

ФОТОТЕРМИЧЕСКАЯ ИНАКТИВАЦИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ

711

Результаты визуализации клеток E. coli после

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

облучения (λ_возб = 532 нм, Р = 35 MВт/см²) в рас-

1. J. O’Neill, Review on Antimicrobial Resistance. Tackling

творе с эритрозином (0.5 мМ), отобранных на

a Global Health Crisis: Initial Steps (Wellcome Trust,

расстоянии 10 мм от зоны возбуждения, показа-

London, 2015).

ны на рис. 7б. Отличительной особенностью

представленных изображений является наличие

2. С. Д. Захаров и А. В. Иванов, Квантовая электро-

на подложке клеток с нарушенной целостностью

ника 29 (3), 192 (1999).

клеточной стенки. При этом высота клеток

3. A. A. Кpаcновcкий (мл.), Биофизика 49 (2), 305

уменьшилась и составила в среднем 580 нм.

(2004).

Для количественного описания изменений кле-

точной стенки оценена ее шероховатость до и по-

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

сле воздействия. Среднеквадратичная шерохова-

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

тость увеличилась в среднем на 40%, составляя до

5. M. Scholz and R. Dědic, in Singlet Oxygen: Applications

и после облучения в среднем 23 и 32 нм соответ-

in Biosciences and Nanosciences, Ed. by S. Nonell and

ственно.

C. Flors (Roy. Soc. of Chemistry, 2016), Vol. 2,

Аналогичные изменения наблюдаются в клет-

Chapt. 28, pp. 63-81.

ках B. subtilis: в контрольных образцах, помимо

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

1065

интактных, обнаруживаются также деформиро-

ванные клетки с разной степенью поражения

(2007).

вплоть до полностью дефрагментированных мик-

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

роорганизмов.

8. J. W. Costerton, P. S. Stewart, and E. P. Greenberg,

Science 284, 1318 (1999).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

9. G. A. O’Toolе, H. B. Kaplan, and R. Kolter, Annu.

Ударные волны, возникающие при образова-

Rev. Microbiol. 54, 49, (2000).

нии и схлопывании пузырьков пара в физиологи-

10. А. П. Ведута, М. Д. Галанин, Б. П. Кирсанов и

ческом растворе, эффективно повреждают бакте-

З. А. Чижикова, Письма в ЖЭТФ 11 (1), 157 (1970).

рии на расстояниях, многократно превышаюших

радиус фотодинамического действия. Эффектив-

11. H.-B. Lin and M. R. Topp, Chem. Phys. Lett. 47 (3),

ность повреждения микроорганизмов возрастает

442 (1977).

с увеличением концентрации красителей в рас-

12. В. Л. Ермолаев и В. А. Любимцев, Оптика и спек-

творах и, естественно, зависит от плотности мощ-

троскопия 60 (1), 74 (1986).

ности возбуждающего света. Это явление можно

использовать для разработки практического спо-

13. H. Fukumura, K. Kikuchi, K. Koike, and H. Kokubun,

соба борьбы с патогенными микроорганизмами в

J. Photochem. Photobiol. 42 (2-3), 283 (1988).

глубоких слоях тканей. Такой способ воздействия

14. С. Н. Летута, У. Г. Летута и С. Н. Пашкевич, Био-

на микроорганизмы перспективен в средах, где

физика 64 (4), 726 (2019).

малоэффективны традиционные способы - ан-

тибиотикотерапия или фотодинамическое воз-

15. В. В. Рыльков и Е. А. Чешев, Докл. АН СССР 281

действие на патогены.

(3), 648 (1985).

16. В. В. Рыльков и Е. А. Чешев, Оптика и спектроско-

пия 63 (5), 1030 (1987).

ФИНАНСИРОВАНИЕ РАБОТЫ

17. С. Н. Летута, Вестник ОГУ 5, 88 (2002).

Работа выполнена при финансовой поддержке

Министерства образования и науки Российской

18. K. K. Rohatgi-Mukherjee and A. K. Mukhopadhyay,

Федерации, проект FSGU-2020-0003.

Indian J. Pure Appl. Phys. 14 (6), 481 (1976).

19. Л. В. Левшин и А. М. Салецкий, Люминесценция и

КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ

ее измерения (Изд-во МГУ, М., 1989).

Авторы заявляют об отсутствии конфликта

20. N. Kashef, Y.-Y. Huang, M. R. Hamblin, Nanopho-

интересов.

tonics 6 (5), 853 (2017).

21. А. А. Александров, В. А. Белогольский, В. И. Лев-

цов и др., ГСССД 190-2000. Таблицы стандартных

СОБЛЮДЕНИЕ ЭТИЧЕСКИХ СТАНДАРТОВ

справочных данных. Вода. Скорость звука при тем-

Настоящая работа не содержит описания ка-

пературах 0…100 градусов Цельсия и давлениях

ких-либо исследований с использованием людей

0,101325…100 МПа, (Издательство стандартов, М.,

и животных в качестве объектов.

2000).

БИОФИЗИКА том 65

№ 4

2020