«Сварить» патогенные бактерии, вызывающие болезни желудочно-кишечного тракта, при помощи лазера удалось ученым из Физического института имени П.Н.Лебедева РАН. На основе данной технологии в будущем можно будет создать ручной лазерный обеззараживатель для быстрой стерилизации любых поверхностей на пищевых производствах, в больницах, для быстрой бесконтактной стерилизации продуктов и обработки ран.
Фото: Clyde He\Unsplash.
Широкое применение антибиотиков привело к расту устойчивых к ним микроорганизмов. С ними борются различными средствам. Однако имеющиеся химические дезинфицирующие вещества могут быть токсичными, а ультрафиолет опасен побочными мутациями ДНК.
Поэтому наиболее актуален сейчас поиск «физических» методов обеззараживания, решающих проблему устойчивости (резистентности) микроорганизмов без применения токсичных средств. Идея уничтожать опасные бактерии лазером была предложена сотрудником ФИАНа Сергеем Кудряшовым.
Как сообщили «МК» в ФИАНе, в качестве объектов для эксперимента были выбраны золотистый стафилококк и синегнойная палочка – возбудители самых распространенных болезней, к примеру гастроэнтероколитов и диареи.
В ходе эксперимента ученые помещали бактерии культур на подложку из фторида кальция толщиной 1 миллиметр и облучали фемтосекундными лазерными импульсами среднего ИК-диапазона с длиной волны 3 и 6 микронов, которые максимально поглощаются именно этими бактериальными клетками. Длительность импульса составляла 130 фемтосекунд (одна фемтосекунда равна 10 в -15 степени секунды).
Такое излучение оказалось губительным для бактерий. Эксперимент показал, что свет именно этих длин волн разрывает водородные связи в молекулах белков и нуклеиновых кислот, так что бактерия теряет активность и способность к размножению. При этом для полезных бактерий и клеток организма лазерный луч обеззараживателя остается совершенно безвреден.
Такую технологию, по словам одного из авторов работы Светланы Щелыгиной, можно было бы использовать в пищевой промышленности для бесконтактной дезинфекции продуктов через прозрачную упаковку, помещений и инструментов, в медицине для стерилизации инструмента и обработки ран, причем даже глубоких, так как излучение среднего ИК-спектра не обладает мутагенными свойствами.
Возможно, когда-нибудь у каждого из нас будет свой портативный ИК-обеззараживатель, с помощью которого можно будет быстро стерилизовать любую поверхность. Для человека и домашних животных он будет совершенно безопасен, как и инфракрасное излучение от обычных бытовых нагревателей.
Наталья Веденеева
