Ученые из П.Н. Лебедева РАН удалось «сварить» болезнетворные бактерии — золотистый стафилококк и синегнойную палочку — с помощью лазера среднего инфракрасного диапазона. Эксперимент показал, что свет этой длины волны разрывает водородные связи в молекулах белков и нуклеиновых кислот, вследствие чего бактерии теряют свою активность и способность к размножению. Подробнее об эксперименте «Газете.Ru» рассказали в пресс-службе института.

Мы показали, как лазерное излучение среднего инфракрасного диапазона с длинами волн в три и шесть микрометров действует на бактерии на практике. Оказалось, что при этом в клетке происходят резонансные колебания молекулярных связей в основных элементах клеточной структуры: в связях C-N белков и нуклеиновых кислот при воздействии излучения с длиной волны шесть микрон, и связях C-H углеродного скелета — под воздействием трехмикронного излучения, — сообщила «Газете.Ru» Светлана Шелыгина, сотрудник лаборатории лазерной нанофизики и биомедицины Института Лебедева РАН..

В ходе исследования исследователи поместили бактерии Staphylococcus aureus и Pseudomonas aeruginosa на подложку из фтористого кальция толщиной 1 миллиметр и облучили их фемтосекундными лазерными импульсами среднего ИК-диапазона с длиной волны 3 и 6 микрон. Эти длины волн соответствуют частотам колебаний амидных групп белков и нуклеиновых кислот (6 мкм) и колебаниям С-Н углеродного скелета, наиболее распространенной связи для всех биополимеров (3 мкм).

Исследователи пояснили, что облучение инактивирует микроорганизмы и разрушает жизненно важные структурные единицы бактериальной клетки: ДНК, РНК, белки и клеточную стенку. Белки в бактериях наиболее сильно подвергаются облучению, что приводит к их денатурации. Наблюдаемая динамическая ИК-лазерная очистка бактериальных культур предполагает возможность доставки излучения на большую глубину, что, по прогнозам исследователей, позволит использовать излучение среднего ИК-диапазона для лечения злокачественных опухолей. В будущем ученые хотят создать портативное инфракрасное обеззараживающее устройство, но для этого требуется достаточно мощный компактный лазерный источник.

Данная технология может быть использована в пищевой промышленности для бесконтактной дезинфекции продуктов через прозрачную упаковку, помещения и инструменты, в медицине для стерилизации инструментов и обработки ран, даже глубоких ран, так как излучение среднего ИК-диапазона не оказывает мутагенного действия. характеристики.

Результаты работы опубликованы в журналах Biomedical Optics Express и Laser Physics Letters.

https://grodno24.com/2022/07/svarili-bakterii-lazerom.html