Известия Саратовского университета. Новая серия.

Серия Химия. Биология. Экология

ISSN 1816-9775 (Print)
ISSN 2541-8971 (Online)


Для цитирования:

Симоненко А. В., Савельев Г. К., Эль-Хих А. Н., Ханадеев В. А., Тучина Е. С. Золотые нанозвезды как фотоагент при антимикробном воздействии инфракрасного (808 нм) лазерного излучения // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2023. Т. 23, вып. 1. С. 86-93. DOI: 10.18500/1816-9775-2023-23-1-86-93, EDN: GVNYVU

Статья опубликована на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC-BY 4.0).
Полный текст в формате PDF(Ru):
(загрузок: 75)
Полный текст в формате PDF(En):
(загрузок: 27)
Язык публикации: 
русский
Рубрика: 
Тип статьи: 
Научная статья
УДК: 
577.344.3.579.61.666.1.056
EDN: 
GVNYVU

Золотые нанозвезды как фотоагент при антимикробном воздействии инфракрасного (808 нм) лазерного излучения

Авторы: 
Симоненко Андрей Викторович, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Савельев Григорий Константинович, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Эль-Хих Айя Нидаль, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Ханадеев Виталий Андреевич, Институт биохимии и физиологии растений и микроорганизмов РАН
Тучина Елена Святославна, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Аннотация: 

Синтезированы и охарактеризованы золотые нанозвезды со средним диаметром ядра 122,2 нм и длиной шипов 114,6 нм в концентрации 5,36×1010 шт/мл с максимумом поглощения 840 нм. Золотые нанозведы были покрыты тиолированным полиэтиленгликолем, его количество составило около 8×104 молекул на 1 частицу и около 4,4×1015 молекул/мл в коллоиде. Дзета-потенциал золотых нанозвезд, покрытых PEG-SH, составил −2,3 мВ. Исследовано сочетанное влияние золотых нанозвезд и низкоинтенсивного инфракрасного (808 нм) лазерного излучения на бактерии Staphylococcus aureus 209 P и Escherichia coli 113-13. Инкубация взвесей микроорганизмов в присутствии наночастиц без доступа света не приводила к существенному сокращению численности бактерий. Облучение в течение 30 мин бактериальных суспензий, содержащих наночастицы, вызывало гибель 39% популяции S. aureus и 80% популяции E. coli. Повышение температуры контрольных образцов, не содержащих фототермических агентов, в обоих случаях не превышало 1°С на протяжении всего времени эксперимента. Для суспензий бактерий (в равной степени S. aureus и E. coli), инкубированныхс золотыми нанозвездами в процессе облучения, было выявлено повышение температурного показателя, в среднем, на 4°С. Более выраженная антибактериальная активность комбинации золотых нанозвезд и инфракрасного (808 нм) лазерного излучения в отношении E. coli может быть объяснена также большей чувствительностью грамотрицательных микроорганизмов к фототермическому воздействию.

Список источников: 
  1. Feng Y., Liu L., Zhang J., Aslan H., Dong M. Photoactive antimicrobial nanomaterials // J. Mater. Chem. B. 2017. Vol. 5. P. 8631–8652. https://doi.org/10.1039/C7TB01860F
  2. Tao C. Antimicrobial activity and toxicity of gold nanoparticles: Research progress, challenges and prospects // Letters in Applied Microbiology. 2018. Vol. 67. P. 537–543. https://doi.org/10.1111/lam.13082
  3. Penders J., Stolzoff M., Hickey D. J., Andersson M., Webster T. J. Shape-dependent antibacterial effects of noncytotoxic gold nanoparticles // International Journal of Nanomedicine. 2017. Vol. 12. P. 2457–246. https://doi.org/10.2147/IJN.S124442 
  4. Ray P., Lodha T., Biswas A., Sau T. K., Ramana V. Particle specifi c physical and chemical effects on antibacterial activities: A comparative study involving gold nanostars, nanorods and nanospheres // Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 2022. Vol. 634. Article 127915. https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2021.127915.
  5. Bagga P., Hussain Siddiqui H., Akhtar J., Mahmood T., Zahera M., Khan M. S. Gold nanoparticles conjugated levofl oxacin: For improved antibacterial activity over levofl oxacin alone // Current Drug Deliv. 2017. Vol. 14. P. 114–119. https://doi.org/10.2174/1567201814666170316113432.
  6. Hu W. C., Younis M. R., Zhou Y., Wang C., Xia X. H. In situ fabrication of ultrasmall gold nanoparticles/2D MOFs hybrid as nanozyme for antibacterial therapy // Small. 2020. Vol. 16. Article e2000553. https://doi.org/10.1002/smll.202000553.
  7. Franco D., Calabrese G., Guglielmino S. P. P., Conoci S. Metal-Based Nanoparticles: Antibacterial Mechanisms and Biomedical Application // Microorganisms. 2022. Vol. 10. P. 1778–1800. https://doi.org/10.3390/microorganisms100917788
  8. Khlebtsov B. N., Panfi lova E. V., Khanadeev V. A., Khlebtsov N. G. Improved size-tunable synthesis and SERS properties of Au nanostars // J. Nanopart. Res. 2014. Vol. 16. P. 2623. https://doi.org/10.1007/s11051-014-2623-8
  9. Frens G. Controlled nucleation for regulation of particle size in monodisperse gold suspensions // Nat. Phys. Sci. 1973. Vol. 241. P. 20–22. https://doi.org/10.1038/physci241020a0
  10. Gao J., Huang X., Liu H., Zan F., Ren J. Colloidal stability of gold nanoparticles modifi ed with thiol compounds: Bioconjugation and application in cancer cell imaging // Langmuir. 2012. Vol. 28. P. 4464–4471. https://doi.org/10.1021/la401956c
  11. Rahme K., Chen L., Hobbs R. G., Morris M. A., O’Driscolle C., Holmes J. D. PEGylated gold nanoparticles: polymer quantifi cation as a function of PEG lengths and nanoparticle dimensions // RSC Adv. 2013. Vol.3. P. 6085–6094. https://doi.org/10.1039/c3ra22739a
  12. Khlebtsov B., Tuchina E., Tuchin V., Khlebtsov N. Multifunctional Au nanoclusters for targeted bioimaging and enhanced photodynamic inactivation of Staphylococcus aureus // RSC Advances. 2015. Vol. 5. P. 61639–61649. https://doi.org/10.1039/c5ra11713e
  13. Ryan S. M., Mantovani G., Wang X., Haddleton D. M., Brayden D. J. Advances in PEGylation of important biotech molecules: Delivery aspects // Expert Opin. Drug Deliv. 2008. Vol. 5. P. 371–383. https://doi.org/10.1517/17425247.5.4.371
  14. Al-Ani A., Boden A., Al Kobaisi M., Pingle H., Wang P.-Y., Kingshott P. The infl uence of PEG-thiol derivatives on controlling cellular and bacterial interactions with gold surfaces // Applied Surface Science. 2018. Vol. 462. P. 980–990. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2018.08.136
  15. Zarkov S. V., Avetisyan Yu. A., Akchurin G. G., Akchurin G. G. jn., Bibikova O. A., Tuchin V. V., Yakunin A. N. Numerical modeling of plasmonic properties of gold nanostars to prove the threshold nature of their modifi cation under laser pulse // Optical Engineering. 2020. Vol. 59. P. 061628-34. https://doi.org/10.1117/1.oe.59.6.061628
Поступила в редакцию: 
03.11.2022
Принята к публикации: 
07.12.2022
Опубликована: 
31.03.2023
Краткое содержание:
(загрузок: 24)