zhpsЖурнал прикладной спектроскопииZhurnal Prikladnoii Spektroskopii0514-7506B. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Scienceszhps-1570Research ArticleСПЕКТРОСКОПИЯ В БИОЛОГИИ И МЕДИЦИНЕSPECTROSCOPY IN BIOLOGY AND MEDICINEМеханизм фотоповреждения микробных клеток, сенсибилизированных индотрикарбоцианиновым красителемMechanism of Photodamage of Microbial Cells Sensitized by Indotricarbocianine DyeТаболичА. А.TabolichA. A.

Минск

ТретьяковаА. И.TretyakovaA. I.

Минск

ПлавскаяЛ. Г.PlavskayaL. G.

Минск

АнаничТ. С.AnanichT. S.

Минск

НагорныйР. К.NahornyR. K.

Минск

ПлавскийВ. Ю.PlavskiiV. Y.

Минск

Minsk

v.plavskii@ifanbel.bas-net.byЛяшенкоЛ. С.LyashenkoL. S.

Минск

Minsk

ВоропайЕ. С.VoropayE. S.

Минск

Minsk

voropay@bsu.byЛуговскийА. П.LugovskiA. P.

Минск

Minsk

Институт физики НАН БеларусиB. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Sciences of BelarusБелорусский государственный университетBelarusian State UniversityНИУ “Институт прикладных физических проблем имени А. Н. Севченко” Белорусского государственного университетаA. N. Sevchenko Institute for Applied Physical Problems of Belarusian State University202429052024913444453Copyright © Таболич А.А., Третьякова А.И., Плавская Л.Г., Ананич Т.С., Нагорный Р.К., Плавский В.Ю., Ляшенко Л.С., Воропай Е.С., Луговский А.П., 20242024Таболич А.А., Третьякова А.И., Плавская Л.Г., Ананич Т.С., Нагорный Р.К., Плавский В.Ю., Ляшенко Л.С., Воропай Е.С., Луговский А.П.Tabolich A.A., Tretyakova A.I., Plavskaya L.G., Ananich T.S., Nahorny R.K., Plavskii V.Y., Lyashenko L.S., Voropay E.S., Lugovski A.P.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://zhps.ejournal.by/jour/article/view/1570

Изучен механизм фотоповреждения грамотрицательных бактериальных клеток E. coli, сенсибилизированных индотрикарбоцианиновым красителем ПК220, при воздействии излучения светодиодного источника с длиной волны в максимуме спектра испускания λmax = 745 нм, соответствующей длинноволновой полосе поглощения красителя. Для оценки фотобиологического эффекта использована интенсивность собственной (не усиленной добавками активаторов) светоиндуцированной хемилюминесценции клеток. Установлено, что непосредственно после прекращения облучения суспензии клеток основной вклад в их фотодеструкцию вносит синглетный кислород и в меньшей степени — перекись водорода; гидроксильные радикалы не играют заметной роли в механизме сенсибилизированных фотохимических процессов.

We have studied the mechanism of photodamage of gram-negative bacterial cells E. coli, sensitized with the indotricarbocyanine dye PK220, when exposed to radiation from a LED source with a wavelength at the emission spectrum maximum λmax = 745 nm, corresponding to the long-wave absorption band of the dye. To assess the magnitude of the photobiological effect, the intensity of the cells’ own (not enhanced by activator additives) light-induced chemiluminescence has been used. It has been established that immediately after the cessation of cell suspension irradiation, the main contribution to their photodestruction comes from singlet oxygen and, to a lesser extent, from hydrogen peroxide; hydroxyl radicals do not play a significant role in the mechanism of sensitized photochemical processes.

индотрикарбоцианиновый красительфотосенсибилизаторграмотрицательные бактериальные клетки E. coliантимикробная фотодинамическая терапияактивные формы кислородахемилюминесценцияindotricarbocyanine dyephotosensitizergram-negative bacterial cells E. coliantimicrobial photodynamic therapyreactive oxygen specieschemiluminescenceReferencesA. А. Lugovski, M. P. Samtsov, K. N. Kaplevsky, D.Tarasau, E. S. Voropay, P. T. Petrov, Y. P. Istomin. J. Photochem. Photobiol. A, 316 (2016) 31—36A. А. Lugovski, M. P. Samtsov, K. N. Kaplevsky, D.Tarasau, E. S. Voropay, P. T. Petrov, Y. P. Istomin. J. Photochem. Photobiol. A, 316 (2016) 31—36G. Gunaydin, M. E. Gedik, S. Ayan. Front. Chem., 9 (2021) 686303G. Gunaydin, M. E. Gedik, S. Ayan. Front. Chem., 9 (2021) 686303X. Hu, H. Zhang, Y. Wang, B. C. Shiu, J. H. Lin, S. Zhang, C. W. Lou, T. T. Li. Chem. Eng. J., 450 (2022) 138129X. Hu, H. Zhang, Y. Wang, B. C. Shiu, J. H. Lin, S. Zhang, C. W. Lou, T. T. Li. Chem. Eng. J., 450 (2022) 138129Л. Г.Астафьева, Г. А. Залесская, В. Ю. Плавский. Опт. и спектр., 112, № 4 (2012) 697—702Л. Г.Астафьева, Г. А. Залесская, В. Ю. Плавский. Опт. и спектр., 112, № 4 (2012) 697—702Г. А. Залесская, Л. Г. Астафьева, В. Ю. Плавский. Журн. прикл. спектр., 79, № 2 (2012) 309—316G. A. Zalesskaya, L. G. Astaf’eva, V. Y. Plavskii. J. Appl. Spectr., 79 (2012) 288—295A. A.Ishchenko, A. T. Syniugina. Theor. Exp. Chem., 58, N 6 (2023) 373—401A. A.Ishchenko, A. T. Syniugina. Theor. Exp. Chem., 58, N 6 (2023) 373—401M. Sanz, L. Lau, D. Herrerra, J. M. Morillo, A. Silva. J. Clin. Periodontol., 31, N 12 (2004) 1034—1047M. Sanz, L. Lau, D. Herrerra, J. M. Morillo, A. Silva. J. Clin. Periodontol., 31, N 12 (2004) 1034—1047М. П. Самцов, С. А. Тихомиров, Л. С. Ляшенко, Д. С. Тарасов, О. В. Буганов, В. А. Галиевский, А. С. Сташевский, Е. С. Воропай. Журн. прикл. спектр., 80, № 2 (2013) 177—182M. P. Samtsov, S. A. Tikhomirov, L. S. Lyashenka, D. S. Tarasau, O. V. Buganov, V. A. Galievsky, A. S. Stasheuski, E. S. Voropay. J. Appl. Spectr., 80 (2013) 170—175N. V. Belko, G. A. Gusakov, S. K. Poznyak, S. A. Tikhomirov, A. P. Lugovski, M. P. Samtsov. J. Phys. Chem. C, 126, N 18 (2022) 7922—7932N. V. Belko, G. A. Gusakov, S. K. Poznyak, S. A. Tikhomirov, A. P. Lugovski, M. P. Samtsov. J. Phys. Chem. C, 126, N 18 (2022) 7922—7932Н. В. Белько, М. П. Самцов, Г. А. Гусаков, Д. С. Тарасов, А. А. Луговский, Е. С. Воропай. Журн. прикл. спектр., 85, № 6 (2018) 868—878N. V. Belko, M. P. Samtsov, G. A. Gusakov, D. S. Tarasau, A. A. Lugovski, E. S. Voropay. J. Appl. Spectr., 85 (2019) 997—1005Н. В. Белько, М. П. Самцов, Г. А. Гусаков, И. И. Хлудеев, А. П. Луговский, А. А. Луговский. Журн. прикл. спектр., 87, № 3 (2020) 368–377N. V. Belko, M. P. Samtsov, G. A. Gusakov, I. I. Khludeev, A. P. Lugovski, A. A. Lugovski. J. Appl. Spectr., 87 (2020) 412—420Н. В. Белько, М. П. Самцов, С. А. Тихомиров, О. В. Буганов. Журн. прикл. спектр., 87, № 5 (2020) 752—762N. V. Belko, M. P. Samtsov, S. A. Tikhomirov, O. V. Buganov. J. Appl. Spectr., 87, (2020) 830—839М. П. Самцов, Д. С. Тарасов, А. П. Луговский, П. Т. Петров, А. О. Савин, Р. Д. Зильберман, Е. С. Воропай. Докл. БГУИР, 18, № 8 (2020) 5—13М. П. Самцов, Д. С. Тарасов, А. П. Луговский, П. Т. Петров, А. О. Савин, Р. Д. Зильберман, Е. С. Воропай. Докл. БГУИР, 18, № 8 (2020) 5—13М. П. Самцов, Д. С. Тарасов, Е. С. Воропай, Л. С. Ляшенко, П. Т. Петров, В. М. Насек, А. О. Савин, Р. Д. Зильберман. Журн. Бел. гос. ун-та. Физика, № 1 (2019) 19—26М. П. Самцов, Д. С. Тарасов, Е. С. Воропай, Л. С. Ляшенко, П. Т. Петров, В. М. Насек, А. О. Савин, Р. Д. Зильберман. Журн. Бел. гос. ун-та. Физика, № 1 (2019) 19—26М. П. Самцов, Д. С. Тарасов, А. П. Луговский, Е. С. Воропай, Р. Д. Зильберман, А. О. Савин. Медэлектроника-2022. Средства медицинской электроники и новые медицинские технологии: сб. науч. статей XIII межд. науч.-техн. конф., 8—9 декабря 2022 г., Минск, Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники, отв. М. В. Давыдов, Минск, БГУИР (2022) 149—153М. П. Самцов, Д. С. Тарасов, А. П. Луговский, Е. С. Воропай, Р. Д. Зильберман, А. О. Савин. Медэлектроника-2022. Средства медицинской электроники и новые медицинские технологии: сб. науч. статей XIII межд. науч.-техн. конф., 8—9 декабря 2022 г., Минск, Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники, отв. М. В. Давыдов, Минск, БГУИР (2022) 149—153М. П. Самцов, А. П. Луговский, А. А. Луговский, Л. С. Ляшенко, Е. С. Воропай, Т. С. Ермакова, Л. П. Титов. Водорастворимый индотрикарбоцианиновый краситель в качестве фотосенсибилизатора для антимикробной фотохимиотерапии, патент на изобретение № 18028: а20101867 от 21.12.2010 г; (46) 2014.02.28, Афіцыйны бюл., Нац. цэнтр інтэлектуал. уласнасці, № 1 (2014) 96М. П. Самцов, А. П. Луговский, А. А. Луговский, Л. С. Ляшенко, Е. С. Воропай, Т. С. Ермакова, Л. П. Титов. Водорастворимый индотрикарбоцианиновый краситель в качестве фотосенсибилизатора для антимикробной фотохимиотерапии, патент на изобретение № 18028: а20101867 от 21.12.2010 г; (46) 2014.02.28, Афіцыйны бюл., Нац. цэнтр інтэлектуал. уласнасці, № 1 (2014) 96М. П. Самцов, Е. С. Воропай, К. Н. Каплевский, Д. Г. Мельников. Журн. прикл. спектр., 75, № 5 (2008) 684—693M. P. Samtsov, E. S. Voropai, K. N. Kaplevskii, D. G. Mel’nikov. J. Appl. Spectr., 75 (2008) 692—699М. П. Самцов, Д. С. Тарасов, А. С. Сташевский, К. Н. Каплевский, Е. С. Воропай. Журн. прикл. спектр., 81, № 2 (2014) 219—227M. P. Samtsov, D. S. Tarasau, A. S. Stasheuski, K. N. Kaplevsky, E. S. Voropay. J. Appl. Spectr., 81 (2014) 214—221К. Н. Каплевский, М. П. Самцов, А. С. Сташевский, В. А. Галиевский, Д. С. Тарасов, Е. С. Воропай. Вестн. БГУ. Сер. 1: Физ. Мат. Информ., № 2 (2012) 7—11К. Н. Каплевский, М. П. Самцов, А. С. Сташевский, В. А. Галиевский, Д. С. Тарасов, Е. С. Воропай. Вестн. БГУ. Сер. 1: Физ. Мат. Информ., № 2 (2012) 7—11М. П. Самцов, Д. С. Тарасов, Е. С. Воропай. Журн. прикл. спектр., 90, № 5 (2023) 738—746M. P. Samtsov, D. S. Tarasov, E. S. Voropay. J. Appl. Spectr., 90 (2023) 1029—1036В. Ю. Плавский, Л. Г. Плавская, О. Н. Дудинова, А. И. Третьякова, А. В. Микулич, А. Н. Собчук, Р. К. Нагорный, Т. С. Ананич, А. Д. Свечко, С. В. Якимчук, И. А. Леусенко. Журн. прикл. спектр., 90, № 2 (2023) 239—252V. Y. Plavskii, L. G. Plavskaya, O. N. Dudinova, A. I. Tretyakova, A. V. Mikulich, A. N. Sobchuk, R. K. Nahorny, T. S. Ananich, A. D. Svechko, S. V. Yakimchuk, I. A. Leusenko. J. Appl. Spectr., 90 (2023) 334—345V. Y. Plavskii, N. V. Barulin, A. V. Mikulich, A. I. Tretyakova, T. S. Ananich, L. G. Plavskaya, I. A. Leusenka, A.N. Sobchuk, V. A. Sysov, O. N. Dudinova, A. I. Vodchits, I. A. Khodasevich, V. A. Orlovich. J. Photochem. Photobiol. B, 216 (2021) 112112V. Y. Plavskii, N. V. Barulin, A. V. Mikulich, A. I. Tretyakova, T. S. Ananich, L. G. Plavskaya, I. A. Leusenka, A.N. Sobchuk, V. A. Sysov, O. N. Dudinova, A. I. Vodchits, I. A. Khodasevich, V. A. Orlovich. J. Photochem. Photobiol. B, 216 (2021) 112112V. Plavskii, A. Mikulich, N. Barulin, T. Ananich, L. Plavskaya, A. Tretyakova, I. Leusenka. Photochem. Photobiol., 96, N 6 (2020) 1294—1313V. Plavskii, A. Mikulich, N. Barulin, T. Ananich, L. Plavskaya, A. Tretyakova, I. Leusenka. Photochem. Photobiol., 96, N 6 (2020) 1294—1313Е. С. Воропай, М. П. Самцов, А. П. Луговский, А. А. Луговский, Т. С. Ермакова, Л. П. Титов, Т. Н. Бакаев. Здравоохранение, № 11 (2006) 45—47Е. С. Воропай, М. П. Самцов, А. П. Луговский, А. А. Луговский, Т. С. Ермакова, Л. П. Титов, Т. Н. Бакаев. Здравоохранение, № 11 (2006) 45—47V. Yu. Plavskii, A. V. Mikulich, A. I. Tretyakova, I. A. Leusenka, L. G. Plavskaya, O. A. Kazyuchits, I. I. Dobysh, T. P. Krasnenkova. J. Photochem. Photobiol. B, 183 (2018) 172—183V. Yu. Plavskii, A. V. Mikulich, A. I. Tretyakova, I. A. Leusenka, L. G. Plavskaya, O. A. Kazyuchits, I. I. Dobysh, T. P. Krasnenkova. J. Photochem. Photobiol. B, 183 (2018) 172—183Ю. А. Владимиров, Е. В. Проскурина. Успехи биол. химии, 49, № 7 (2009) 341—388Ю. А. Владимиров, Е. В. Проскурина. Успехи биол. химии, 49, № 7 (2009) 341—388K. Hirota, H. Tanaka, T. Maeda, K. Tsukagoshi, H. Kawakami, T. Ozawa, M. Wada. Mater. Sci. Appl., 14, N 10 (2023) 482—499K. Hirota, H. Tanaka, T. Maeda, K. Tsukagoshi, H. Kawakami, T. Ozawa, M. Wada. Mater. Sci. Appl., 14, N 10 (2023) 482—499Y. Hanasaki, S. Ogawa, S. Fukui. Free Rad. Biol. Med., 16, N 6 (1994) 845—850Y. Hanasaki, S. Ogawa, S. Fukui. Free Rad. Biol. Med., 16, N 6 (1994) 845—850T. Wu, A. C. McCandlish, L. S. Gronenberg, S. S. Chng, T. J. Silhavy, D. Kahne. Proc. Natl. Acad. Sci., 103, N 31 (2006) 11754—11759T. Wu, A. C. McCandlish, L. S. Gronenberg, S. S. Chng, T. J. Silhavy, D. Kahne. Proc. Natl. Acad. Sci., 103, N 31 (2006) 11754—11759Р. Ф. Васильев, Ю. Б. Цаплев, А. В. Трофимов. Успехи химии, 79, № 2 (2010) 91—103Р. Ф. Васильев, Ю. Б. Цаплев, А. В. Трофимов. Успехи химии, 79, № 2 (2010) 91—103J. V. Kruchenok, O. N. Dudinova, V. Y. Plavskii. J. Biomed. Photon. Eng., 9, N 2 (2023) 020303J. V. Kruchenok, O. N. Dudinova, V. Y. Plavskii. J. Biomed. Photon. Eng., 9, N 2 (2023) 020303N. Peskova, A. Brilkina, A. Gorokhova, N. Shilyagina, O. Kutova, A. Nerush, A. Orlova, L. Klapshina, V. Vodeneev, I. Balalaeva. J. Photochem. Photobiol. B, 219 (2021) 112208N. Peskova, A. Brilkina, A. Gorokhova, N. Shilyagina, O. Kutova, A. Nerush, A. Orlova, L. Klapshina, V. Vodeneev, I. Balalaeva. J. Photochem. Photobiol. B, 219 (2021) 112208

The authors declare that there are no conflicts of interest present.