Рассматривается механизм инактивации планктонных микроорганизмов ударными акустическими волнами. Ударные волны возникают при очень быстром образовании и схлопывании пузырьков пара в жидкости, локально нагретой до температуры, превышающей порог кипения. Локальный нагрев осуществлялся импульсным лазерным излучением с помощью органических фототермических сенсибилизаторов. Эффективный фототермический сенсибилизатор должен иметь очень короткое время жизни (пикосекунды) возбужденных состояний. Таким условиям удовлетворяют высоковозбужденные электронные состояния (ВВЭС) органических красителей. ВВЭС красителей заселялись путем ступенчатого поглощения молекулой двух квантов падающего излучения через нижние возбужденные уровни. Возникновение и исчезновение пузырьков пара исследовано по кинетике светорассеяния низкоинтенсивного зондирующего луча гелий-неонового лазера.
высокие электронно-возбуждённые состояния молекул, локальный нагрев, ударные волны, инактивация микроорганизмов
1. Baptista P.V. et al. Nano-Strategies to Fight Multidrug Resistant Bacteria - “A Battle of the Titans”. Front. Microbiol., 2018, vol. 9, p. 1441. DOI: fmicb.2018.01441.
2. Kashef N., Huang Y., Hamblin M.R. Advances in antimicrobial photodynamic inactivation at the nanoscale. Review article. Nanophotonics, 2017, vol. 6(5), pp. 853-879. DOI:https://doi.org/10.1515/nanoph-2016-0189.
3. Ghorbani J., Rahban D., Aghamiri Sh., Teymouri A., Bahador A. Photosensitizers in antibacterial photodynamic therapy: an overview. Laser Ther., 2018, vol. 27(4), pp. 293-302. DOI:https://doi.org/10.5978/islsm.27_18-RA-01.
4. Yao Liu Y., Qin R., Zaat S.A.J., Breukink E., Heger M. Antibacterial photodynamic therapy: overview of a promising approach to fight antibiotic-resistant bacterial infections. J Clin Transl Res, 2015, vol. 1(3), pp. 140-167.
5. Hessling M., Spellerberg B., Hoenes K. Photoinactivation of bacteria by endogenous photosensitizers and exposure to visible light of different wavelengths - a review on existing data. FEMS Microbiol Lett., 2017, vol. 364(2). DOI:https://doi.org/10.1093/femsle/fnw270.
6. Budimir M. [et al.] Efficient capture and photothermal ablation of planktonic bacteria and biofilms using reduced graphene oxide-polyethyleneimine flexible nanoheaters. Journal of Materials Chemistry B, 2019, vol. 7, pp. 2771-2781.
7. Lapotko D. Pulsed photothermal heating of the media during bubble generation around gold nanoparticles. International Journal of Heat and Mass Transfer, 2009, vol. 52, pp. 1540-1543. DOI:https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2008.08.010.
8. Rout B., Liu C., Wu W. Photosensitizer in lipid nanoparticle: a nano-scaled approach to antibacterial function. Scientific Reports, 2017, vol. 7. DOI:https://doi.org/10.1038/s41598-017-07444-w.
9. Летута С.Н., Лантух Ю.Д., Пашкевич С.Н. Релаксация высоких электронно-возбужденных состояний многоатомных молекул. Оренбург: изд-во ОГУ, 2016, 164 с. @@[Letuta S.N. Relaxation of high-energy excited electronic states of polyatomic molecules. Orenburg: OSU print., 2016, 164 p. (In Russ.)]
10. Кучеренко М.Г. Кинетика нелинейных фотопроцессов в конденсированных молекулярных системах. Оренбург: Изд-во ОГУ, 1997. @@[Kucherenko M.G. Kinetics of non-linear photoprocesses in condensed molecular systems. Orenburg: OSU print., 1997. (In Russ.)]
11. Malik Z., Ladan H., Nitzan Y. Photodynamic inactivation of Gram-negative bacteria: problems and possible solutions. J Photochem Photobiol B Biol., 1992, vol. 14(3), pp. 262-266. DOI:https://doi.org/10.1016/1011-1344(92)85104-3.
12. Jori G., Fabris C., Soncin M.S., Coppellotti O., Dei D. [et al.] Photodynamic therapy in the treatment of microbial infections: basic principles and perspective applications. Lasers Surg Med., 2006, vol. 38(5), pp. 468-481. DOI:https://doi.org/10.1002/lsm.20361.
