ВВЕДЕНИЕ 8
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 10
1.1 Активные формы кислорода (АФК), их генерация в естественных условиях
и на наночастицах 10
1.2 Детектирование и методы генерации афк на наночастицах 16
1.3 Проведенные исследования 22
1.4 Выводы по обзору литературы 25
ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 27
2.1 Методика исследования и экспериментальные установки 27
2.2 Исследование массового выхода наночастиц кремния. Связь с параметрами
лазерной плазмы 28
2.3 Синтез коллоидных растворов наночастиц кремния, селена и гвоздики 29
2.4 Оптические свойства и морфология синтезированных коллоидных
растворов наночастиц гвоздики, Se и Si 31
2.5 Исследование антибактериальных свойств коллоидных растворов
наночастиц гвоздики, Se и Si 35
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 39
Список литературы 40
В последние десятилетия ведутся активные исследования антибактериальных свойств наночастиц. Были изучены различные наночастицы: Cu, Ag, Ti/TiO2, Zn/ZnO, комбинированные (например, Ag-TiOi) и др. [1-5] Большая часть образцов по результатам экспериментов показала
высокую эффективность разрушения штаммов бактерий, однако металлические ионы являются токсичными для человеческого здоровья, в связи с чем неметаллические частицы, такие как Se и Si, являются более предпочтительными. [5]
Большой интерес представляют фрагментированные коллоидные растворы, обещающие быть более эффективными в разрушении клеточных мембран бактерий. [6]
Основным механизмом деструкции патогенных бактерий является окисление и разрушение клеточной мембраны синглетным кислородом, образующимся на наночастицах. [7]
В норме О2 находится в стабильном состоянии, называемом триплетным и характеризующемся наименьшим уровнем молекулярной энергии, однако при определенных условиях молекула О2 переходит в одно из двух возбужденных синглетных состояний (*О2), различающихся степенью энергизованности и длительностью "жизни". [8]
Синглетный кислород используют в химическом синтезе, в медицине при фотодинамической терапии рака, для стерилизации донорской крови и для стимуляции биопроцессов в организме; в йод-кислородных химических лазерах, при очистке сточных вод от фенолов, серо- и фосфорсодержащих веществ. Одновременно с этим синглетный кислород является одним из основных компонентов фотохимического смога, способствует химической деструкции полимерных материалов.
Таким образом, изучение антибактериальных свойств коллоидных растворов наночастиц селена и кремния, а также влияния на их эффективность различных режимов лазерного воздействия и жидкостей, на основе которых получают коллоиды, имеет непосредственную практическую значимость для физических, биологических и медицинских исследований.
В данной работе были исследованы антибактериальные свойства наночастиц селена, кремния и гвоздики, синтезированных методом лазерной абляции в жидкости, на таких штаммах бактерий, как Enterococcus faecium, Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, Acinetobacter baumannii, Enterobacter cloacae. Были использованы лазерные установки с длинами волн 800 нм и 1064 нм.
Результаты показали, что образцы, полученные на установке «Минимаркер - 2» (волоконный иттербиевый лазер с длиной волны 1064 нм), обладают большей эффективностью.
Наиболее высокие антибактериальные свойства по отношению к грамотрицательным бактериям проявили кремниевые наночастицы, а к грамположительным - наночастицы селена и гвоздики.
Предполагалось, что фрагментированные образцы будут обладать более высоким микробицидным действием, однако по результатам эксперимента было определено, что первичные коллоиды лучше обеспечивают задержку роста бактериальных штаммов.
