УДК: 621.384.4

Воздействие ультрафиолетового излучения импульсного ArF-лазера на жизнеспособность микроскопических грибов

Кирцидели И.Ю., Парфенов В.А., Зверева Г.Н., Петров А.А., Григорьева Н.О.

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

Кирцидели И.Ю., Парфенов В.А., Зверева Г.Н., Петров А.А., Григорьева Н.О. Воздействие ультрафиолетового излучения импульсного ArF-лазера на жизнеспособность микроскопических грибов // Оптический журнал. 2017. Т. 84. № 9. С. 19–24.

Kirtsideli I.Yu., Parfenov V.A., Zvereva G.N., Petrov A.A., Grigorieva N.O. Effect of ultraviolet radiation from a pulsed ArF laser on the viability of microfungi [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2017. V. 84. № 9. P. 19–24.

Ссылка на англоязычную версию:

I. Yu. Kirtsideli, V. A. Parfenov, G. N. Zvereva, A. Petrov, and N. O. Grigor’eva, "Effect of ultraviolet radiation from a pulsed ArF laser on the viability of microfungi," Journal of Optical Technology. 84(9), 593-597 (2017). https://doi.org/10.1364/JOT.84.000593

Аннотация:

Проведено исследование воздействия излучения импульсного эксимерного ArF-лазера (длина волны излучения 193 нм, длительность импульса 15 нс) на жизнеспособность спор микроскопических грибов полярных широт. Определены плотности поверхностной энергии лазерного излучения, необходимые для инактивации монослоев спор микромицетов различных видов. Обнаружено, что на сохранение жизнеспособности оказывают влияние видовой состав микроскопических грибов, наличие меланина в клеточной стенке, а также возраст культуры. Методом атомно-силовой микроскопии зафиксированы изменения поверхностной структуры спор при лазерной обработке. Результаты работы указывают на существование двух параллельных механизмов разрушения спор — фотохимического и фототермического, с преимущественной ролью последнего.

Ключевые слова:

микроскопические грибы, микромицеты, споры, ультрафиолетовое излучение, эксимерный ArF-лазер, культуральные методы, атомно-силовой микроскоп

Благодарность:

Работа частично выполнена на оборудовании ЦКП «Клеточные и молекулярные технологии изучения растений и животных» и в рамках государственного задания согласно тематическому плану БИН РАН по теме 01201255604 и программы РАН, поддержана Российским Научным Фондом (РНФ соглашение № 14-12-00351). Оборудование для выполнения исследований предоставлено при поддержке гранта для ведущих университетов РФ (субсидия 074-U01).
Авторы благодарят сотрудников ГОИ им. С.И. Вавилова Полушкина А.Ю. и Вангонена А.И., а также аспиранта Университета ИТМО Паланджяна Д.А. за помощь в проведении экспериментов.

Коды OCIS: 170.1530, 170.1420

Список источников:

1. Salcedo I., Andrade J.A., Quiroga J.M., and Nebot E. Photoreactivation and dark repair in UV-treated microorganisms: Effect of temperature // Appl. and Environm. Microbiology. 2007. V. 73. № 5. P. 1594–1600.
2. Романовская В.А., Таширев А.Б., Шилин С.О., Черная Н.А. Устойчивость к УФ излучению микроорганизмов, изолированных из наскальных биотипов Антарктики // Мiкробiол. журнал. 2010. Т. 72. № 3. С. 8–14.

3. Onofri S., Selbmann L., Zucconi L., Pagano S. Antarctic microfungi as models for exobiology // Planetary and Space Scie. 2004. V. 52. P. 229–237.
4. Wynn-Williams D.D., Edwards H.G.M. Environmental UV radiation: Biological strategies for protection and avoidance, in astrobiology: The quest for the conditions of life. Berlin: Springer-Verlag, 2001. P. 244–259.
5. Кирцидели И.Ю., Парфенов В.А., Чепурных Е.П., Геращенко А.Н. Исследование влияния УФ-излучения на микромицеты полярных регионов // Иммунопатология, аллергология, инфектология. 2010. № 1. С. 63–64.
6. Кирцидели И.Ю., Власов Д.Ю., Абакумов Е.В., Гиличинский Д.А. Разнообразие и ферментативная активность микромицетов из слаборазвитых почв Береговой Антарктики // Микология и фитопатология. 2010. Т. 44. № 5. С. 387–397.
7. Onofri S., Barreca D., Selbmann L., Isola D., Rabbow E., Horneck G., de Vera J.P.P., Hatton J., and Zucconi L. Resistance of Antarctic black fungi and cryptoendolithic communities to simulated space and Martian conditions // Studies in Mycology. 2008. V. 61. P. 99–109.
8. Ребрикова Н.Л. Биология в реставрации. М.: РИО ГосНИИР, 1999. 184 с.
9. Gorbushina A.A., Lyalikova N.N., Vlasov D.Y., Khizhnyk T.V. Microbial communities on the monuments of Moscow and St. Petersburg: Biodiversity and trophic relations // Microbiology. 2002. V. 71. № 3. P. 350–356.
10. Leavengood P., Twilley J., Asmus J. Lichen removal from Chinese spirit path figures of marble // J. Cult. Heritage. 2000. V. 1. P. 71–74.
11. Mascalchi M., Osticioli I., Riminesi C., Cuzman O.A., Salvadori B., Siano S. Preliminary investigation of combined laser and microwave treatment for stone biodeterioration // Studies in Conservation. 2015. V. 60. P. S19–S27.
12. Геращенко А.Н., Кирцидели И.Ю., Парфенов В.А. Удаление микромицетов с поверхности памятников при помощи лазерной обработки // Научно-техн. вед. СПбГПУ. Сер. «Физико-математические науки». 2009. № 4(88). С. 113–118.
13. Методы экспериментальной микологии. Киев: Наук. Думка, 1982. 550 с.
14. Феофилова Е.П. Клеточная стенка грибов. М.: Наука, 1983. 248 с.
15. Бирюзова В.И. Ультраструктурная организация дрожжевой клетки. М.: Наука, 1993. 224 с.
16. Dickinson H.R. and Johnson W.C. Optical properties of sugars. II. Vacuum-ultraviolet absorption of model compounds // J. Am. Chem. Soc.1974. V. 96. P. 5050–5054.
17. Inagaki T., Hamm R.N., Arakawa E.T., and Birkhoff R.D. Optical property of bovine plasma albumin between 2 and 82 eV // Biopolymers. 1975. V. 14. P. 839–847.
18. Камзолкина О.В., Дунаевский Я.Е. Биология грибной клетки. М: Товарищество научных изданий КМК, 2015. 239 с.
19. Инге-Ветчинов С.Г. Генетика с основами селекции. М.: Высшая школа, 1989. 592 с.
20. Weeks J.L., Meaburn G.M.A.C., Gordon S. Absorption coefficient of liquid water and aqueous solutions in the far ultraviolet // Rad. Research. 1963. V. 19. P. 559–567.
21. Neuberger K., Lux-Endrich A., Panitz C., and Horneck G. Survival of spores of Trichoderma longibrachiatum in space: Data from the space experiment spores on expose-R // Intern. J. Astrobiology. 2015. V. 14(1). P. 129–135.
22. Ito T., Ito A., Hieda K., and Kobayashi K. Wavelength dependence of inactivation and membrane damage to Saccharomyces cerevisiae cells by monochromatic synchrotron vacuum-UV radiation (145–190 nm) // Radiation Research. 1983. V. 96. P. 532–548.
23. Использование ультрафиолетового бактерицидного излучения для обеззараживания воздуха в помещениях. РУКОВОДСТВО Р 3.5.1904-04 от 04.03.2004 г. 2004. 24 с.
24. Sarantopoulou E., Stefi A., Kollia Z., Palles D., Petrou P.S., Bourkoula A., Koukouvinos G., Velentzas A.D., Kakabakos S., and Cefalas A.C. Viability of Cladosporium herbarum spores under 157 nm laser and vacuum ultraviolet irradiation, low temperature (10 K) and vacuum // J. Appl. Phys. 2014. V. 116. P. 104701–104715.
25. Урьяш В.Ф., Кокурина Н.Ю., Ларина В.Н., Варламов В.П., Ильина А.В., Гришатова Н.В., Груздева А.Е. Влияние кислотного гидролиза на теплоемкость и физические переходы хитина и хитозана // Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского. 2007. № 3. С. 98–104.
26. Ali E.M. Ozone application for preventing fungal infection in diabetic foot ulcers // Diabetologia Croatica. 2013. V. 42. № 1. P. 3–22.
27. James R.L., Cobb F.W.Jr., and Parmeter J.R.Jr. Effect of ozone on sporulation, spore germination, and growth of Fomes annosus // Ecology and Epidemiology. 1982. V. 72. № 9. P. 1205–1208.