Рассеко Дмитрий Сергеевич, аспирант кафедры нанотехнологий, микроэлектроники, общей и прикладной физики
ул. 50 лет Октября, д. 94, г. Курск 305040
Dmitry S. Rasseko, Post-Graduate Student of the Department of the of Nanotechnology, Microelectronics and Engineering Physics
50 Let Oktyabrya Str. 94, Kursk 305040
Пугачевский Максим Александрович, доктор физико-математических наук, профессор кафедры нанотехнологий, микроэлектроники, общей и прикладной физики, директор Регионального центра нанотехнологий
ул. 50 лет Октября, д. 94, г. Курск 305040
Maksim A. Pugachevskii, Doctor of Sciences (Physics and Mathematics), Professor at the Department of Nanotechnology, Microelectronics and Engineering Physics, Director of the Regional center of nanotechnology
50 Let Oktyabrya Str. 94, Kursk 305040
Жакин Анатолий Иванович, доктор физико- математических наук, профессор кафедры нанотехнологий, микроэлектроники, общей и прикладной физики
ул. 50 лет Октября, д. 94, г. Курск 305040
Anatoly I. Zhakin, Doctor of Sciences (Physics and Mathematics), Professor of the Department of Nanotechnology, Microelectronics, General and Applied Physics
50 Let Oktyabrya Str. 94, Kursk 305040
Цель исследования. Изучить процесс фотодеградации метиленового синего под действием лазерного излучения с длиной волны 660 нм, используемого для установок фотодинамической терапии, на предмет формирования активных форм кислорода, в частности короткоживущих гидроксильных радикалов с помощью спектроскопии электронного парамагнитного резонанса.
Методы. Определение остаточной концентрации метиленового синего в процессе фотодеградации производилось с помощью спектрометра HR2000. Детектирование образования гидроксильных групп осуществляли с помощью ЭПР-спектрометра SPINSCAN X.
Результаты. Анализ данных фотодеградации метиленового синего показывает, что под действием лазерного излучения с длиной волны 660 нм происходит разрушение структуры метиленового синего, проявляющееся в постепенном обесцвечивании раствора красителя. При добавлении трипафлавина в раствор скорость фотодеградации метиленового синего значительно замедляется. Анализ данных ЭПРспектроскопии показывает, что при воздействии красным лазером на метиленовый синий в растворе начинают интенсивно формироваться (ОН’) радикалы. Их содержание значительно возрастает с увеличением мощности облучения.
Заключение. Облучение лазерным источником мощностью 0,3–1 Вт с длиной волны 660 нм водного раствора тиазинового красителя метиленового синего приводит к его активной фотодеградации. Добавление трипафлавина приводит к замедлению процесса фотодеградации метиленового синего при облучении красным светом за счёт расходования части генерируемых кислородсодержащих радикалов на деградацию трипафлавина. По данным ЭПР спектроскопии с использованием спиновых ловушек ДМПО доказано, что при облучении метиленового синего красным лазером происходит активное образование гидроксильных ОН’ радикалов. Установлено, что с увеличением интенсивности лазерного излучения количество генерированных гидроксильных радикалов (ОН’) значительно увеличивается. Представленные результаты могут способствовать разработке эффективных фотосенсибилизаторов для фотодинамической терапии опухолевых новообразований.
Purpose. To study the process of photodegradation of methylene blue under the influence of laser radiation with a wavelength of 660 nm, used for photodynamic therapy installations, for the formation of reactive oxygen species, in particular short-lived hydroxyl radicals, using electron paramagnetic resonance (EPR) spectroscopy.
Methods. The residual concentration of methylene blue during photodegradation was determined using an HR2000 spectrometer. The formation of hydroxyl groups was detected using an EPR spectrometer SPINSCAN X.
Results. Analysis of data on the photodegradation of methylene blue shows that under the influence of laser radiation with a wavelength of 660 nm, the structure of methylene blue is destroyed, manifested in the gradual discoloration of the dye solution. When trypaflavin is added to the solution, the rate of photodegradation of methylene blue slows down significantly. Analysis of ESR spectroscopy data shows that when methylene blue is exposed to a red laser, (OH’) radicals begin to intensively form in the solution. Their content increases significantly with increasing irradiation power.
Conclusion. Irradiation of an aqueous solution of the thiazion dye methylene blue by a laser source with a power of 0.3÷1 W and a wavelength of 660 nm leads to its active photodegradation. The addition of trypaflavin leads to a slowdown in the process of photodegradation of methylene blue when irradiated with red light due to the consumption of part of the generated oxygen-containing radicals for the degradation of trypaflavin. According to EPR spectroscopy data using DMPO spin traps, it has been proven that when methylene blue is irradiated with a red laser, active formation of hydroxyl OH' radicals occurs. It was found that with increasing laser radiation intensity, the amount of generated hydroxyl radicals (OH') increases significantly. The presented results may contribute to the development of effective photosensitizers for photodynamic therapy of tumor tumors.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.