доктор ветеринарных наук, доктор биологических наук, профессор, заведующий,
210026, Республика Беларусь, Витебск, ул. 1-я Доватора, 7/11
Doctor of Science in Veterinary Medicine, Doctor of Science in Biology, Professor, Head of Department,
7/11, 1st Dovatora St., Vitebsk, 210026
кандидат ветеринарных наук, доцент,
Витебск
Candidate of Science in Veterinary Medicine, Associate Professor,
Vitebsk
магистр ветеринарных наук, ассистент,
Витебск
Master of Veterinary Sciences, Assistant,
Vitebsk
магистр химических наук, научный работник,
Минск
Master of Chemistry Sciences, Researcher,
Minsk
кандидат химических наук, заведующий лабораторией,
Минск
Candidate of Science in Chemistry, Head of Laboratory,
Minsk
Представлены результаты исследований внедрения нанотехнологий в различные сферы научной деятельности. В медицинской и ветеринарной практике перспективными считаются наночастицы различных форм углерода, так как они обладают широким арсеналом биомодулирующих эффектов на организм, проявляя незначительное экотоксическое и организмотоксическое воздействие. Большое значение для использования в медицине имеет их антибактериальное действие. Микроорганизмы являются одним из объектов изучения цитотоксических свойств новых лекарственных препаратов. Проведена оценка цитотоксического действия наночастиц окисленного графена на основные типы бактериальных клеток по результатам световой и атомно-силовой микроскопии. Световая микроскопия позволила установить, что действие субингибирующих концентраций наночастиц окисленного графена, достигнутое путем исследования колоний микроорганизмов на границе ингибиции их роста, может приводить к тинкториальной трансверсии у грамположительных микроорганизмов, в частности, золотистого стафилококка, в то время как у грамотрицательной кишечной палочки подобного феномена не отмечается. Методом атомно-силовой микроскопии установлено, что токсические концентрации наночастиц окисленного графена приводят к морфологической деградации, степень которой зависит от времени экспозиции наночастиц. При экспозиции в 30 мин наблюдали морфологическую деградацию клеток у основных типов бактерий (кокки, палочки), сопровождающуюся уменьшением контуров клеток. При увеличении экспозиции от 30 до 90 мин наблюдали полную морфологическую деструкцию бактериальных клеток и распад композиции бактериальной популяции. Цитотоксическая концентрация наночастиц окисленного графена составляет значение более 75 мкг·мл–1, что установлено по результатам микроскопии образцов тестовых культур (Escherichia coli ATCC 25922 и Staphylococcus aureus ATCC 6538).
The results of research on the introduction of nanotechnology in various fields of scientific activities are presented. In medical and veterinary practice, nanoparticles of various forms of carbon are considered promising, because they have a wide arsenal of biomodulatory effects on the body, exhibiting little ecotoxic and organismotoxic effects. Their antibacterial effect is of great importance for the use in medicine. Microorganisms are one of the objects of study of the cytotoxic properties of new medicinal products. The cytotoxic effect of oxidized graphene nanoparticles on the main types of bacterial cells was evaluated by light and atomic force microscopy. Light microscopy allowed to establish that the effect of subinhibitory concentrations of nanoparticles of oxidized graphene, achieved by studying the colonies of microorganisms on the border of their growth inhibition, can lead to tinctorial transversion in Gram-positive microorganisms, in particular Staphylococcus aureus, while in Gram-negative E. coli such a phenomenon is not observed. Using the method of atomic force microscopy, it was found that toxic concentrations of oxidized graphene nanoparticles lead to morphological degradation, the degree of which depends on the exposure time of nanoparticles. Morphological degradation of cells in the main types of bacteria (cocci, bacilli), accompanied by a decrease in cell contours, was observed at 30 min exposure. When the exposure was increased from 30 to 90 min, complete morphological destruction of the bacterial cells and decay of the bacterial population composition were observed. The cytotoxic concentration of oxidized graphene nanoparticles is more than 75 µg·ml-1, as determined by the results of microscopy of test culture samples (Escherichia coli ATCC 25922 and Staphylococcus aureus ATCC 6538).
The authors declare that there are no conflicts of interest present.