Оптика и спектроскопия
Авторам
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
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.
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.
- 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
- J. Clardy, M.A. Fischbach, C.T. Walsh. Nat. Biotechnol., 24 (12), 1541 (2006). DOI: 10.1038/nbt1266
- 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
- A. Dance. Nature, 582, 301 (2020). DOI: 10.1038/d41586-020-01684-z
- 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
- 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
- Y. Deng, P. Renaud, Z. Guo, Z. Huang, Y. Chen. J. Biol. Eng., 11 (1), 2 (2017). DOI: 10.1186/s13036-016-0045-0
- 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
- Н.В. Минаев, В.И. Юсупов, Б.Н. Чичков. Патент РФ, RU198221U1 (2020)
- J. Feichtmayer, L. Deng, C. Griebler. Front. Microbiol., 8 (2017). DOI: 10.3389/fmicb.2017.02192
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- H. Assad, A. Assad, A. Kumar. Pharmaceutics, 15 (1), 255 (2023). DOI: 10.3390/pharmaceutics15010255
- Y.N. Slavin, H. Bach. Nanomaterials, 12 (24), 4470 (2022). DOI: 10.3390/nano12244470
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- M. Peleg, M.G. Corradini. Crit. Rev. Food Sci. Nutr., 51 (10), 917 (2011). DOI: 10.1080/10408398.2011.570463
- K. Sprouffske, A. Wagner. BMC Bioinformatics, 17 (1), 17 (2016). DOI: 10.1186/s12859-016-1016-7
- 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
- L. Koch, O. Brandt, A. Deiwick, B. Chichkov. Int. J. Bioprinting, 3 (1), 1 (2017). DOI: 10.18063/IJB.2017.01.001
- L. Koch, A. Deiwick, B. Chichkov. 3D Printing and Biofabrication, 303 (2018)
- 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
- 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
- K. Chandran, S. Song, S. Il Yun. Arab. J. Chem., 12 (8), 1994 (2019). DOI: 10.1016/j.arabjc.2014.11.041
- 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
- Y. Roiter, M. Ornatska, A.R. Rammohan, J. Balakrishnan, D.R. Heine, S. Minko. Nano Lett., 8 (3), 941 (2008). DOI: 10.1021/nl080080l
- 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
- Y.N. Slavin, J. Asnis, U.O. Hfeli, H. Bach. J. Nanobiotechnology, 15 (1), 1 (2017). DOI: 10.1186/s12951-017-0308-z
- 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
- S. Dittrich, S. Barcikowski, B. Gokce. Opto-Electronic Adv. 4 (1), 200072 (2021). DOI: 10.29026/oea.2021.200072
- 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
- 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
- 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
- E. Mareev, N. Minaev, V. Zhigarkov, V. Yusupov. Photonics, 8 (9), 374 (2021). DOI: 10.3390/photonics8090374
- 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
- V. Zhigarkov, I. Volchkov, V. Yusupov, B. Chichkov. Nanomaterials, 11 (10), 2584 (2021). DOI: 10.3390/nano11102584
- 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.
