Вышедшие номера
Home » Оптика и спектроскопия » Год 2024, выпуск 1 » Статья стр. 97
<<<>>>
Лазерная инженерия микробных систем: новый инструмент для микробиологии
Российский научный фонд, 20-14-00286
Государственное задание НИЦ ” Курчатовский институт“
Минаев Н.В. 1, Жигарьков В.С.1, Чепцов В.С.1,2, Юсупов В.И.1
1Институт Фотонных Технологий Курчатовский Комплекс Кристаллография и Фотоника НИЦ "Курчатовский Институт", Москва, Россия
2Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Факультет почвоведения
Email: minaevn@gmail.com, vzhigarkov@gmail.com, cheptcov.vladimir@gmail.com, iouss@yandex.ru
Поступила в редакцию: 11 декабря 2023 г.
В окончательной редакции: 9 января 2024 г.
Принята к печати: 16 января 2024 г.
Выставление онлайн: 2 апреля 2024 г.
PDF версия
Одним из новых направлений лазерной биопечати является лазерная инженерия микробных систем (ЛИМС). В этой технологии происходит контролируемый перенос микрокапель геля с микроорганизмами с донорной подложки на акцепторные среды с помощью наносекундного лазерного импульса. При таком переносе на живые системы действуют различные физические факторы: облучение, ударные волны, скачки температуры. Проведено исследование влияния на клетки Escherichia coli наночастиц, которые образуются при разрушении тонкого золотого поглощающего покрытия донорной пластинки. Показано, что размеры этих наночастиц, их концентрация в коллоиде и zeta-потенциал значительно зависят от энергии лазерного импульса. Установлено, что наночастицы Au (нчAu) оказывают определённое влияние на кинетику роста микроорганизмов. Проведена систематизация основных физических факторов, влияющих на микроорганизмы при их лазероиндуцированном пространственном переносе, и проанализированы наиболее важные с практической точки зрения научные результаты, полученные с помощью перспективной технологии ЛИМС. Ключевые слова: лазерная биопечать, лазерная инженерия микробных систем, прямой лазероиндуцированный перенос, микробиология, факторы воздействия.
  1. W.H. Lewis, G. Tahon, P. Geesink, D.Z. Sousa, T.J.G. Ettema. Nat. Rev. Microbiol., 19 (4), 225 (2021). DOI: 10.1038/s41579-020-00458-8
  2. J. Clardy, M.A. Fischbach, C.T. Walsh. Nat. Biotechnol., 24 (12), 1541 (2006). DOI: 10.1038/nbt1266
  3. J.V. Pham, M.A. Yilma, A. Feliz, M.T. Majid, N. Maffetone, J.R. Walker, E. Kim, H.J. Cho, J.M. Reynolds, M.C. Song, et al. Front. Microbiol., 19 (4), 10 (2019). DOI: 10.3389/fmicb.2019.01404
  4. A. Dance. Nature, 582, 301 (2020). DOI: 10.1038/d41586-020-01684-z
  5. V.I. Yusupov, M.V. Gorlenko, V.S. Cheptsov, N.V. Minaev, E.S. Churbanova, V.S. Zhigarkov, E.A. Chutko, S.A. Evlashin, B.N. Chichkov, V.N. Bagratashvili. Laser Phys. Lett., 15 (6), 065604 (2018). DOI: 10.1088/1612-202X/aab5ef
  6. P. Liang, B. Liu, Y. Wang, K. Liu, Y. Zhao, W.E. Huang, B. Li. Appl. Environ. Microbiol., 88 (3), e01165-21 (2022). DOI: 10.1128/aem.01165-21
  7. Y. Deng, P. Renaud, Z. Guo, Z. Huang, Y. Chen. J. Biol. Eng., 11 (1), 2 (2017). DOI: 10.1186/s13036-016-0045-0
  8. V.S. Cheptsov, S.I. Tsypina, N.V. Minaev, V.I. Yusupov, B. Chichkov. Int. J. Bioprinting, 5 (1), 1 (2018). DOI: 10.18063/ijb.v5i1.165
  9. Н.В. Минаев, В.И. Юсупов, Б.Н. Чичков. Патент РФ, RU198221U1 (2020)
  10. J. Feichtmayer, L. Deng, C. Griebler. Front. Microbiol., 8 (2017). DOI: 10.3389/fmicb.2017.02192
  11. N.R. Schiele, D.T. Corr, Y. Huang, N.A. Raof, Y. Xie, D.B. Chrisey. Biofabrication, 2 (3), 032001 (2010). DOI: 10.1088/1758-5082/2/3/032001
  12. H.Q. Xu, J.C. Liu, Z.Y. Zhang, C.X. Xu. Mil. Med. Res., 9 (1), 1 (2022). DOI: 10.1186/s40779-022-00429-5
  13. Z.P. Kacarevic, P.M. Rider, S. Alkildani, S. Retnasingh, R. Smeets, O. Jung, Z. Ivanisevic, M. Barbeck. Materials (Basel), 11 (11),(2018). DOI: 10.3390/ma11112199
  14. J. Adhikari, A. Roy, A. Das, M. Ghosh, S. Thomas, A. Sinha, J. Kim, P. Saha. Macromol. Biosci., 21 (1), (2021). DOI: 10.1002/mabi.202000179
  15. B. Hopp, T. Smausz, N. Barna, C. Vass, Z. Antal, L. Kredics, D. Chrisey. J. Phys. D. Appl. Phys., 38 (6), 833 (2005). DOI: 10.1088/0022-3727/38/6/007
  16. H. Assad, A. Assad, A. Kumar. Pharmaceutics, 15 (1), 255 (2023). DOI: 10.3390/pharmaceutics15010255
  17. Y.N. Slavin, H. Bach. Nanomaterials, 12 (24), 4470 (2022). DOI: 10.3390/nano12244470
  18. R. Gaebel, N. Ma, J. Liu, J. Guan, L. Koch, C. Klopsch, M. Gruene, A. Toelk, W. Wang, P. Mark et al. Biomaterials, 32 (35), 9218 (2011). DOI: 10.1016/j.biomaterials.2011.08.071
  19. E. Pages, M. Remy, V. Keriquel, M.M. Correa, B. Guillotin, F. Guillemot. J. Nanotechnol. Eng. Med., 6 (2), 021005 (2015). DOI: 10.1115/1.4031217
  20. J.H. Niazi, M.B. Gu. Toxicity of Metallic Nanoparticles in Microorganisms- a Review. In Atmospheric and Biological Environmental Monitoring (Springer Netherlands, Dordrecht, 2009), pp. 193-206. DOI: 10.1007/978-1-4020-9674-7_12
  21. I.A. Mamonova, I.V. Babushkina, I.A. Norkin, E.V. Gladkova, M.D. Matasov, D.M. Puchin'yan. Nanotechnologies Russ., 10 (1-2), 128 (2015). DOI: 10.1134/S1995078015010139
  22. M.R. Khan, K.M. Fromm, T.F. Rizvi, B. Giese, F. Ahamad, R.J. Turner, M. Fueg, E. Marsili. Part. Part. Syst. Charact., 37 (5), 1 (2020). DOI: 10.1002/ppsc.201900419
  23. В.С. Жигарьков, Е.В. Ивановская, К.О. Айыыжы, А.В. Овчаров. Письма в ЖТФ, 49 (22), 31 (2023). DOI: 10.61011/PJTF.2023.22.56597.19649
  24. M. Blazanin. Gcplyr: An R Package for Microbial Growth Curve Data Analysis. bioRxiv 2023.04.30.538883, (2023). DOI: 10.1101/2023.04.30.53888
  25. M. Peleg, M.G. Corradini. Crit. Rev. Food Sci. Nutr., 51 (10), 917 (2011). DOI: 10.1080/10408398.2011.570463
  26. K. Sprouffske, A. Wagner. BMC Bioinformatics, 17 (1), 17 (2016). DOI: 10.1186/s12859-016-1016-7
  27. A. Agha, W. Waheed, I. Stiharu, V. Nerguizian, G. Destgeer, E. Abu-Nada, A. Alazzam. A Review on Microfluidic-Assisted Nanoparticle Synthesis, and Their Applications Using Multiscale Simulation Methods (Springer US, 2023), vol. 18. DOI: 10.1186/s11671-023-03792-x
  28. L. Koch, O. Brandt, A. Deiwick, B. Chichkov. Int. J. Bioprinting, 3 (1), 1 (2017). DOI: 10.18063/IJB.2017.01.001
  29. L. Koch, A. Deiwick, B. Chichkov. 3D Printing and Biofabrication, 303 (2018)
  30. S. Catros, J.-C. Fricain, B. Guillotin, B. Pippenger, R. Bareille, M. Remy, E. Lebraud, B. Desbat, J. Amede, F. Guillemot. Biofabrication, 3 (2), 025001 (2011). DOI: 10.1088/1758-5082/3/2/025001
  31. Y. Zhang, T.P. Shareena Dasari, H. Deng, H. Yu. J. Environ. Sci. Heal. Part C: Environ. Carcinog. Ecotoxicol. Rev., 33 (3), 286 (2015). DOI: 10.1080/10590501.2015.1055161
  32. K. Chandran, S. Song, S. Il Yun. Arab. J. Chem., 12 (8), 1994 (2019). DOI: 10.1016/j.arabjc.2014.11.041
  33. D. Pissuwan, C.H. Cortie, S.M. Valenzuela, M.B. Cortie. Trends Biotechnol., 28 (4), 207 (2010). DOI: 10.1016/j.tibtech.2009.12.004
  34. Y. Roiter, M. Ornatska, A.R. Rammohan, J. Balakrishnan, D.R. Heine, S. Minko. Nano Lett., 8 (3), 941 (2008). DOI: 10.1021/nl080080l
  35. A. Simon-Deckers, S. Loo, M. Mayne-L'Hermite, N. Herlin-Boime, N. Menguy, C. Reynaud, B. Gouget, M. Carriere. Environ. Sci. Technol., 43 (21), 8423 (2009). DOI: 10.1021/es9016975
  36. Y.N. Slavin, J. Asnis, U.O. Hfeli, H. Bach. J. Nanobiotechnology, 15 (1), 1 (2017). DOI: 10.1186/s12951-017-0308-z
  37. O.A. Lazar, A.S. Nikolov, C.C. Moise, S. Rosoiu, M. Prodana, M. Enachescu. Appl. Surf. Sci., 609, 155289 (2023). DOI: 10.1016/j.apsusc.2022.155289
  38. S. Dittrich, S. Barcikowski, B. Gokce. Opto-Electronic Adv. 4 (1), 200072 (2021). DOI: 10.29026/oea.2021.200072
  39. M.V. Gorlenko, E.A. Chutko, E.S. Churbanova, N.V. Minaev, K.I. Kachesov, L.V. Lysak, S.A. Evlashin, V.S. Cheptsov, A.O. Rybaltovskiy, V.I. Yusupov, et al. J. Biol. Eng., 12 (1), 27 (2018). DOI: 10.1186/s13036-018-0117-4
  40. V.S. Cheptsov, E.S. Churbanova, V.I. Yusupov, M.V. Gorlenko, L.V. Lysak, N.V. Minaev, V.N. Bagratashvili, B.N. Chichkov. Lett. Appl. Microbiol., 67 (6), 544 (2018). DOI: 10.1111/lam.13074
  41. V. Yusupov, S. Churbanov, E. Churbanova, K. Bardakova, A. Antoshin, S. Evlashin, P. Timashev, N. Minaev. Int. J. Bioprinting, 6 (3), 1 (2020). DOI: 10.18063/ijb.v6i3.271
  42. E. Mareev, N. Minaev, V. Zhigarkov, V. Yusupov. Photonics, 8 (9), 374 (2021). DOI: 10.3390/photonics8090374
  43. E.V. Grosfeld, V.S. Zhigarkov, A.I. Alexandrov, N.V. Minaev, V.I. Yusupov. Int. J. Mol. Sci., 23 (17), (2022). DOI: 10.3390/ijms23179823
  44. V. Zhigarkov, I. Volchkov, V. Yusupov, B. Chichkov. Nanomaterials, 11 (10), 2584 (2021). DOI: 10.3390/nano11102584
  45. T.V. Kochetkova, K.S. Zayulina, V.S. Zhigarkov, N.V. Minaev, B.N. Chichkov, A.A. Novikov, S.V. Toshchakov, A.G. Elcheninov, I.V. Kublanov. Int. J. Syst. Evol. Microbiol., 70 (2), 1192 (2020). DOI: 10.1099/ijsem.0.003902

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2024 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme