Исследование морфофункциональных свойств биотканей ( in vivo) при воздействии низкотемпературной плазменной струи атмосферного давления
РФФИ, Конкурс на лучшие проекты фундаментальных научных исследований, выполняемые молодыми учеными, обучающимися в аспирантуре («Аспиранты»), № 19-32-90180
Гираев К.М.
1,2, Ашурбеков Н.А.
1, Исрапов Э.Х.
1,2, Шахсинов Г.Ш.
1, Абдулаев В.Р.
1, Рабаданов К.М.
1, Исаева З.М.
11Дагестанский государственный университет, Махачкала, Россия
2Институт физики им. Х.И. Амирханова ДФИЦ РАН, Махачкала, Россия
Email: kamal_giraev@mail.ru, nashurb@mail.ru, gadz@bk.ru, kurbanbagama91@mail.ru
Поступила в редакцию: 31 августа 2021 г.
В окончательной редакции: 2 февраля 2022 г.
Принята к печати: 2 февраля 2022 г.
Выставление онлайн: 7 апреля 2022 г.
Приведены результаты спектрально-флуоресцентных и диффузно-оптических исследований биотканей при воздействии низкотемпературной плазменной струи атмосферного давления в смеси воздуха с аргоном. Выявлены потенциальные флуорофоры и определены коэффициенты оптического поглощения и транспортного рассеяния биотканей. Обнаружено, что зондирование биотканей холодной плазмой приводит к росту интенсивности флуоресценции и коэффициента диффузного отражения, что связано с двукратным увеличением коэффициента транспортного рассеяния и изменением концентрации эндогенных хромофоров - снижением содержания воды, липидов и билирубина до 20%, а также ростом показателя насыщения кислородом до 10%. На основе проведенного анализа показано, что терапевтическое действие низкотемпературной плазмы может быть связано с усилением антиоксидантной защиты и развитием процессов компенсаторной дегидратации. Ключевые слова: биоткани, холодная плазма, зондирование, спектроскопия, флуоресценция, диффузное отражение, оптические коэффициенты, светорассеяние, биохимия, морфология.
- A. Stancampiano, D. Forgione, E. Simoncelli, R. Laurita, R. Tonini, M. Gherardi, V. Colombo. J. Adhesive Dentistry, 21 (3), 229 (2019)
- A. Mariachiara, A. Venturuzzo, A. Gelmetti, E. Guasco, S. Bassissi, M. Rossi, P. Calzavara-Pinton. Clinical Plasma Medicine, 19-20, 100110 (2020). DOI: 10.1016/j.cpme.2020.100110
- Th. Bernhardt, M. Semmler, M. Schafer, S. Bekeschus, S. Emmert, L. Boeckmann. Oxidative Medicine and Cellular Longevity, 2019, 3873928 (2019). DOI: 10.1155/2019/3873928
- E.A. Golubitskaya, O.S. Troitskaya, E.V. Yelak, P.P. Gugin, V.A. Richter, I.V. Schweigert, D.E. Zakrevsky, O.A. Koval. Acta Natura, 11 (3), 16 (2019)
- E. Sysolyatina, M. Vasiliev, M. Kurnaeva, I. Kornienko, O. Petrov, V. Fortov, A. Gintsburg, E. Petersen, S. Ermolaeva. J. Phys. D., 49, 294002 (2016)
- N.Y. Babaeva, G.V. Naidis. Trends in Вiotechnology, 36 (6), 603 (2018)
- K. Kletschkus, N. Gelbrich, M. Burchardt, A. Kramer, S. Bekeschus, M. Stope. Health Physics, 119 (1), 153 (2020)
- D. Xu, Q. Cui, Y. Xu, Zh. Liu, Z. Chen, W. Xia, H. Zhang, D. Liu, H. Chen, M. Kong. AIP Advances, 8 (10), 105219-1 (2018). DOI: 10.1063/1.5046353
- I. Trizio, E. Sardella, V. Rizzi, G. Dilecce, P. Cosma, M. Schmidt, T. Woedtke, R. Gristina, P. Favia. Plasma Medicine, 6 (1), 13 (2016)
- X. Sua, Y. Tianb, H. Zhoua, Y. Lib, Zh. Zhanga, B. Jianga, B. Yanga, J. Zhang, J. Fang. Appl. Environ. Microbiol., 84 (9), e02836-17 (2018). DOI: 10.1128/AEM.02836-17
- F. Saadati, H. Mahdikia, H.-A. Abbaszadeh, M.-A. Abdollahifar, M. Khoramgah, B. Shokri. Scientific Reports, 8 (1), 7689 (2018). DOI: 10.1038/s41598-018-25990-9
- A. Akbiyik, D. Sari, U.K. Ercan, Y. Uyanikgil, H. Tasli, C. Tomruk, Y.H. Usta. J. Appl. Microbiol., 131 (2), 973 (2020)
- K.V. Pozhar, M.O. Mikhailov, E.A. Polyakova, E.L. Litinskaia, Yu.E. Abolemova. Biomedical Engineering, 55 (2), 84 (2021)
- V.D. Genin, A.B. Bucharskaya, E.A. Genina, G.S. Terentyuk, N.G. Khlebtsov, V.V. Tuchin, A.N. Bashkatov. In: Proc. of SPIE, Saratov Fall Meeting 2020: Optical and Nanotechnologies for Biology and Medicine (SPIE, USA, 2020), Vol. 118450. DOI: 10.1117/12.2590422
- X. He, D. Hu, X. Fu, X. Rao. Postharvest Biol. Technol., 179, 111570 (2021). DOI: 10.1016/j.postharvbio.2021.111570
- V.V. Tuchin, J. Popp, V. Zakharov. Multimodal Optical Diagnostics of Cancer. (Springer Nature Switzerland AG, Switzerland, 2020). DOI: 10.1007/978-3-030-44594-2
- J.H. Lam, K.J. Tu, S. Kim. Biomed. Opt. Expr., 12 (6), 3091 (2021)
- F. Ghasemi, P. Parvin, N. Sadat, H. Motlagh, S. Abachi. Biomed. Оpt. Еxpr., 8 (2), 512 (2017)
- E. Tsibulskaya, N. Maslov. J. Chemometrics, 35 (6), e3343 (2021)
- A.A. Moghaddam, B. Sajad, F.M. Nia, S.H. Madani. J. Lasers Med. Sci., 12, e10 (2021). DOI: 10.34172/jlms.2021.10
- S.L. Jacques. Phys. Med. Biol., 58 (11), 37 (2013)
- A.J. Welch, M.J.C. Van Gemert. Optical-Thermal Response of Laser Irradiation Tissues, 2nd ed. (Springer Science+Business Media, Luxembourg, 2011). DOI: 10.1007/978-90-481-8831-4
- В.В. Тучин. Оптика биологических тканей. Методы рассеяния света в медицинской диагностике, 2-е изд. (Физматлит, М., 2013)
- S.A. Prahl. PhotochemCAD [Электронный ресурс]. URL: http://omlc.ogi.edu/spectra/PhotochemCAD/html/index.html
- Б. Банди. Методы оптимизации, под ред. В.А. Волынского. (Радио и связь, М., 1988)
- K.M. Giraev, K.S. Bekshokov. N.A. Ashurbekov, N.M. Abdullaeva, E.Kh. Israpov. Opt. Spectr., 122 (4), 632 (2017)
- J.R. Lakowicz. Principles of Fluorescence Spectroscopy, 3rd ed. (Springer Science+Business Media, Luxembourg, 2006). DOI: 10.1007/978-0-387-46312-4
- A.C. Croce, A. Ferrigno, G. Bottiroli, M. Vairetti. Liver International, 38, 1160 (2018)
- Д. Нельсон, М. Кокс. Основы биохимии Ленинджера. (Лаборатория знаний, М., 2020), Том 2
- G.T. Hanson, R. Aggeler, D. Oglesbee. J. Biol. Chem., 279, 13044 (2004)
- I.E. Hassinen. J. Innovative Optical Health Sci., 7, 1350058-6 (2014)
- R. Carmona, S. Barrena, R. Munoz-Chapuli. J. Dev. Biol., 7 (2), 10 (2019)
- A. Hohn, T. Grune. Redox Biology, 1, 140 (2013). DOI: doi.org/10.1016/j.redox.2013.01.006
- S. Bayati, R. Yazdanparast. Iran Biomed J., 15 (4), 134 (2011)
- А.Н. Башкатов, Э.А. Генина, М.Д. Козинцева, В.И. Кочубей, С.Ю. Городков, В.В. Тучин. Опт. и спектр., 120 (1), 6 (2016)
- А.Н. Башкатов, Е.А. Генина, В. Кочубей. Квант. электрон., 44, 779 (2014)
- О.Д. Мяделец. Гистология, цитология и эмбриология человека. (ВГМУ, Витебск, 2016)
- B. Beauvoit, M. Kimura, B. Chance. Biophys. J., 67, 2501 (1994)
- J.M. Schmitt, G. Kumar. Appl. Opt., 37, 2788 (1998)
- B. Halliwell, J.M.C. Gutteridge. Free Radicals in Biology and Medicine. (Oxford University Press, Great Britain, 2015). DOI:10.1093/acprof:oso/9780198717478.001.0001
Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.
Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.
