Nanostrukturirovannye mikroporoshki Gd2O3:Yb dlya antibakterial'noy gipertermii

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

В работе предложен метод фотоиндуцированной гипертермии патогенных грамотрицательных бактерий P. aeruginosa с использованием микропорошка Gd2O3:Yb. Предлагаемый метод гипертермии основан на возможности возбуждения лазерным излучением антистоксовой люминесценции на ионах иттербия в микропорошке оксида гадолиния, что позволяет с одной стороны осуществлять нагрев порошка до необходимой температуры, а с другой стороны проводить точный контроль температуры порошка методами удаленной люминесцентной термометрии. В работе показано, что при длительном облучении микропорошка Gd2O3:Yb наносекундным лазерным излучением на длине волны 1035 нм наблюдается изменение формы спектров антистоксовой люминесценции, ассоциированное с нагревом микропорошка в диапазоне от 27 до 63 ◦С. Применение предложенного метода фотоиндуцированной гипертермии к смеси растворов микропорошка Gd2O3:Yb и бактерий P. aeruginosa продемонстрировало уменьшение популяции бактерий на 90%.

About the authors

D. P Shcherbinin

Университет ИТМО

Email: shcherbinin.dmitrij@gmail.com
С.-Петербург, Россия

D. V Bulyga

Университет ИТМО; Акционерное общество “Научно-производственное объединение Государственный оптический институт им. С.И.Вавилова”

С.-Петербург, Россия; С.-Петербург, Россия

I. N Saraeva

Физический институт им. П.Н.Лебедева

Москва, Россия

E. R Tolordava

Физический институт им. П.Н.Лебедева

Москва, Россия

A. A Peunkov

Университет ИТМО

С.-Петербург, Россия

D. M Dolgintsev

Университет ИТМО

С.-Петербург, Россия

A. N Babkina

Университет ИТМО

С.-Петербург, Россия

A. V Ivanov

Университет ИТМО

С.-Петербург, Россия

S. I Kudryashov

Физический институт им. П.Н.Лебедева

Москва, Россия

References

  1. A. Wlodarczyk, S. Gorgon, A. Radon, and K. Bajdak-Rusinek, Nanomaterial 12(11), 1807 (2022).
  2. C. Christophi, A. Winkworth, V. Muralihdaran, and P. Evans, Surgical oncology 7, 83 (1998).
  3. B.V. Harmon, Y. S. Takano, C.M. Winterford, and G.C. Gobe, Int. J. Radiat. Biol. 59(2), 849 (1991).
  4. K. S. Sellins and J. J. Cohen, Radiat. Res. 126(1), 88 (1991).
  5. T. S. Herman, B.A. Teicher, M. Jochelson, J. Clark, G. Svensson, and C.N. Coleman, Int. J. Hyperth 4(2), 143 (1988).
  6. J. Overgaard, D.G. Gonzalez, M.C. Hulshof, G. Arcangeli, O. Dahl, O. Mella, S.M. Bentzen, Int. J. Hyperthermia 12(1), 3 (1996).
  7. C. S. S.R. Kumar and F. Mohammad, Adv. Drug Deliv. Rev. 63(9), 789 (2011).
  8. Y. Li, Y. Zhu, C. Wang, Y. Shen, L. Liu, S. Zhou, P. F. Cui, H. Hu, P. Jiang, X. Ni, L. Qiu, and J. Wang, Mol. Pharm. 19(3), 819 (2022).
  9. I. Ali, Y. Pan, Y. Jamil, J. Chen, A.A. Shah, M. Imran, U. Alvi, N. Nasir, and Z. Shen, J. Phys. Condens. Matter 650, 414503 (2023).
  10. Y. Yang, C. Wang, N.Wang, J. Li, Y. Zhu, J. Zai, J. Fu, and Y. Hao, J. Nanobiotech. 20(1), 195 (2022).
  11. T.K. Nguyen, H.T. Duong, R. Selvanayagam, C. Boyer, and N. Barraud, Sci. Rep. 5(1), 18385 (2015).
  12. L. Mocan, F.A. Tabaran, T. Mocan, T. Pop, O. Mosteanu, L. Agoston-Coldea, C.T. Matea, D. Gonciar, C. Zdrehus, and C. Iancu, Int J. Nanomed. 2017, 2255 (2017).
  13. S. Zhao, N. Hao, J.X. J. Zhang, P. J. Hoopes, F. Shubitidze, and Z. Chen, J. Nanobiotechnol. 19, 63 (2021).
  14. R. Das, J.A. Masa, V. Kalappattil, Z. Nemati, I. Rodrigo, E. Garaio, J. ´A. Garcia, M.H. Phan, and H. Srikanth, Nanomaterials 11, 1380 (2021).
  15. X. Zuo, H. Ding, J. Zhang, T. Fang, and D. Zhang, Results Phys. 32, 105095 (2022).
  16. V.A. Oleshchenko, A.Y. Kharin, A. F. Alykova, N.V. Karpov, A.A. Popov, V.V. Bezotosnyi, S.M. Klimentov, I.N. Zavestovskaya, A.V. Kabashin, and V.Yu. Timoshenko, Appl. Surf. Sci. 516, 145661 (2020).
  17. S. George, A. Srinivasan, S.V. Tulimilli, S.V. Madhunapantula, and S. J. Palantavida, J. Mater. Chem. B 11(29), 6911 (2023).
  18. A.P. Sangnier, S. Preveral, A. Curcio, A.K.A. Silva, C.T. Lefevre, D. Pignol, Y. Lalatonne, and C. Wilhelm, J. Control. Release 279, 271 (2018).
  19. D. Jaque, L.M. Maestro, B. del Rosal, P. Haro-Gonzalez, A. Benayas, J. L. Plaza, E.M. Rodr´ıguez, and J.G. Sol´e, Nanoscale 6(16), 9494 (2014).
  20. H. Rodr´ıguez-Rodr´ıguez, G. Salas, and J.R. Arias-Gonzalez, J. Phys. Chem. Lett. 11(6), 2182 (2020).
  21. A. Moussaoui, D.V. Bulyga, S.K. Evstropiev, A. I. Ignatiev, N.V. Nikonorov, Y.F. Podruhin, and R.V. Sadovnichii, Ceram. Int. 47, 34307 (2021).
  22. D. Luo, S. Cui, Y. Liu, C. Shi, Q. Song, X. Qin, T. Zhang, Z. Xue, and T. Wang, J. Am. Chem. Soc. 140, 14211 (2018).
  23. S.K. Pandey, S. Singh, and S.K. Mehta, J. Colloid Interface Sci. 529, 496 (2018).
  24. D.C. Brown, R. L. Cone, Y. Sun, and R.W. Equall, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 11, 604 (2005).
  25. D.V. Bulyga and S.K. Evstropiev, Rev. Chem. Intermed. 47, 3501 (2021).
  26. G.P. Bodey, R. Bolivar, V. Fainstein, and L. Jadeja, Reviews of Infectious Diseases 5(2), 279 (1983).
  27. G. Leniec, S.M. Kaczmarek, and G. Boulon, Proc. SPIE 5958, 595825 (2005).
  28. A. Ivanov, Y. Rozhdestvensky, and E. Perlin, J. Opt. Soc. Am. B 33, 1564 (2016).
  29. U. Demirbas, J. Thesinga, M. Kellert, F.X. Kartner, and M. Pergament, Opt. Mater. Express 10, 3403 (2020).
  30. D.V. Seletskiy, R. Epstein, and M. Sheik-Bahae, Rep. Prog. Phys. 79(9), 096401 (2016).
  31. D. Shcherbinin, V. Sidelnikov, S. Rudyi, V. Rybin, and A. Ivanov, J. Phys. Conf. Ser. 2680, 012041 (2024).
  32. A. O’Toole, E.B. Ricker, and E. Nuxoll, Biofouling 31, 665 (2015).
  33. M.C. Allwood and A.D. Russell, Adv. Appl. Microbiol. 12, 89 (1970).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Российская академия наук