Наноструктурированные микропорошки Gd2O3:Yb для антибактериальной гипертермии

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

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%.

Об авторах

Д. П Щербинин

Университет ИТМО

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

Д. В Булыга

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

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

И. Н Сараева

Физический институт им. П.Н.Лебедева

Москва, Россия

Э. Р Толордава

Физический институт им. П.Н.Лебедева

Москва, Россия

А. А Пеунков

Университет ИТМО

С.-Петербург, Россия

Д. М Долгинцев

Университет ИТМО

С.-Петербург, Россия

А. Н Бабкина

Университет ИТМО

С.-Петербург, Россия

А. В Иванов

Университет ИТМО

С.-Петербург, Россия

С. И Кудряшов

Физический институт им. П.Н.Лебедева

Москва, Россия

Список литературы

  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).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024