Спосіб корекції фотодинамічного ефекту в мікробних клітинах

Реферат: Спосіб корекції феродинамічного ефекту в мікробних клітинах включає вплив на ізольовані мікроорганізми на предметному склі різних за фізичними параметрами видів енергії оптичного випромінювання. Фотодинамічний ефект індукують потоком поляризованого світла у видимій частині спектра. UA 67947 U (54) СПОСІБ КОРЕКЦІЇ ФОТОДИНАМІЧНОГО ЕФЕКТУ В МІКРОБНИХ КЛІТИНАХ UA 67947 U UA 67947 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до мікробіології, фотобіології і біофізики, і може бути використана в біотехнологічних процесах у мікробіологічній промисловості, а також у створенні мікробіологічних діагностичних тестів. Відомий спосіб корекції фотодинамічного ефекту в мікробних клітинах, що включає вплив на ізольовані мікроорганізми на предметному склі різних за фізичними параметрами видів енергії оптичного випромінювання [1]. За відомим способом, фотодинамічний ефект в клітинах мікроорганізмів індукують дією різного спектрального складу ультрафіолетового випромінювання і експозиції на фоні попередньої обробки клітинної суспензії хімічною сполукою із властивістю фотосенсибілізатора. Про досягнення фотодинамічного ефекту роблять висновок за характером деструкції клітин, інших біохімічних і біофізичних параметрів, наприклад, за порушенням характеру люмінесценції клітин тощо. Недоліком відомого способу є недостатня ефективність, що випливає із обмежених методичних можливостей, які спрямовано на отримання деструктивних змін мікробіологічного об'єкта, тобто на його знищення. За даної методичної установки втрачається перспектива отримання практичного позитивного результату від застосування способу корекції фундаментальних властивостей живої, у даному випадку - мікробної клітини. В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалити відомий спосіб, в якому шляхом зміни фізичних параметрів енергії оптичного випромінювання і вихідних умов метаболічної активності мікроорганізму як об'єкта фотодинамічної дії досягають підвищення ефективності коригувального впливу. При вирішенні поставленої задачі було взято до уваги те, що, на відміну від ультрафіолетових променів, високоенергетичні кванти яких індукують процеси іонізації молекул, перш за все води, з утворенням активних форм кисню і активацією вільнорадикальних цитодеструктивних процесів, щаднішим до клітинних структур є енергія оптичного випромінювання видимої частини спектра. Особливий інтерес при цьому слід розраховувати при індукції фотодинамічного ефекту поляризовним світлом, оскільки останнє не ініціює явищ іонізації, до того ж сприяє візуалізації мікробіологічного об'єкта без застосування хімічних фотосенсибілізаторів, що суттєво підвищує активність мікроорганізму без впливу на його резистентність. Було взято до уваги також відомий хемодинамічний ефект мікроелементів, наявність яких у мікрооточенні суттєво впливає на активність живих клітин взагалі, а мікробних у тому числі, в силу чого внесення до мікробної суспензії мікроелементів, наприклад, іонів кальцію, є достатньо обґрунтованим для забезпечення регуляторного впливу на фотодинамічний ефект на рівні мікробних клітин. Беручи до уваги вище наведене, у відомому способі корекції фотодинамічного ефекту в мікробних клітинах, що включає вплив на ізольовані мікроорганізми на предметному склі різних за фізичними параметрами видів енергії оптичного випромінювання, відповідно до корисної моделі фотодинамічний ефект індукують потоком поляризованого світла у видимій частині спектра, причому попередньо до мікробів на предметному склі вносять активні іони 22 двовалентного металу у концентрації в межах від 1,5-10 /л до 2,0-10 /л включно. Перелік фігур. Фіг. 1. Схема електрохімічного отримання активних іонів кальцію. Фіг.2. Поляризована флуоресценція В. subtilis у середовищі з активними іонами кальцію: експозиція 30 с Поляризаційний мікроскоп МС 200: об.х20; ок.х20. Фіг. 3. Поляризована флуоресценція В. subtilis у середовищі з активними іонами кальцію: експозиція 300 с Поляризаційний мікроскоп МС 200: об.х20; ок.х20. Спосіб здійснюють наступним чином. На предметне скло наносять 1 краплину стандартизованої суспензії одноденної мікробної культури сінної палички - В. subtilis і змішують із аналогічним об'ємом водного розчину електрохімічно іонізованого кальцію з концентрацією 22 22 іонів кальцію в межах від 1,5∙10 /л до 2,0∙10 /л включно. Активні іони кальцію отримують безпосередньо перед дослідом електрохімічним способом з використанням розділювальної скляної пористої мембрани 1(фіг. 1), а саме шляхом електролізу 1 % водного розчину хлориду кальцію в системі сполучених судин 2 впродовж 30 хв. при постійному електричному струмі 100 мА з використанням вугільних електродів 3. Мікропрепарат розміщують на предметному столику мікроскопа і спостерігають у поляризованому світлі за методом поляризованої флуоресценції впродовж 5 хв. Про ступінь вираження фотодинамічного ефекту роблять висновок за зміною швидкості переміщень мікробних клітин у мікропрепараті, а також за динамікою яскравості флуоресценції у вигляді підйому і спаду світіння на початку і наприкінці спостереження. Приклад 1. Перед відтворенням фотодинамічного ефекту електрохімічним шляхом отримали активні іони кальцію, для чого систему сполучених судин заповнили 1 % розчином 1 UA 67947 U 5 10 15 20 25 хлориду кальцію, в який занурили вугільні електроди і впродовж 30 хв. при струмі 100 мА здійснювали електроліз розчину, в результаті чого біля негативного електроду отримали активні 22 22 іони кальцію у концентрації, що не виходила за межі принаймні від 1,5-10 /л до 2,0-10 /л. Далі на предметне скло нанесли 1 краплину стандартизованої суспензії одноденної мікробної культури сінної палички - В. subtilis, змішали її з аналогічним об'ємом відібраного шприцом електрохімічно іонізованого кальцію, після чого відразу спостерігали в поляризованому світлі за методом поляризованої флуоресценції кожні 30 с впродовж 5 хв. На виражений фотодинамічний ефект вказували зміни швидкості руху мікробних клітин: відразу після внесення активних іонів до мікробів на склі останні діставали істотний, але короткотривалий (упродовж 15-20 с) імпульс прискорення рухової активності. Наведений ефект співпадав із короткотривалим інтенсивним наростанням яскравості світіння мікробних клітин (фіг. 2,3). Приклад 2. За запропонованим способом проведено відтворення фотодинамічного ефекту у мікроорганізмів низки видів, а саме кишкової палички Е.соlі, В. Subtilis,M. tuberculosis. В усіх випадках поляризоване світло ініціювало фотодинамічну дію в мікробних клітинах, яка суттєво посилювалася у присутності іонів кальцію. Прояви іонної стимуляції фотодинамічного ефекту в усіх випадках мали однотипний характер у вигляді короткочасної імпульсної стимуляції рухової активності і флуоресцентного світіння клітин без видимих ознак грубих цитодеструктивних змін. Таким чином, запропонований спосіб забезпечує ефективніше, ніж у найближчому аналогу, відтворення і корекцію фотодинамічного ефекту на рівні мікробних клітин, і може знайти застосування в біотехнологічних процесах у мікробіологічній промисловості, а також при розробці високочутливих мікробіологічних діагностичних тестів. Джерело інформації: 1. Ультрафиолетовая флуоресценция клетки. Черногрядская А.Н., Розанов Ю.М., Богданова М.С., Боровиков Ю.С. Ультрафиолетовая флуоресценция клетки. Л.: Наука, 1978.-215 с. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 Спосіб корекції феродинамічного ефекту в мікробних клітинах, що включає вплив на ізольовані мікроорганізми на предметному склі різних за фізичними параметрами видів енергії оптичного випромінювання, який відрізняється тим, що фотодинамічний ефект індукують потоком поляризованого світла у видимій частині спектра, причому попередньо до мікробів на предметному склі вносять активні іони двовалентного металу у концентрації в межах від 22 22 1,5∙10 /л до 2,0∙10 /л включно. 2 UA 67947 U Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3