可见光和庆大霉素的协同作用<em&gt;假单胞菌假单胞菌</em&gt;微生物

摘要

我们表明，涉及连续的或脉冲可见激光为基础的治疗发达的生物医学装置结合使用抗生素治疗（庆大霉素），结果在统计上显着的协同效应导致的生存能力的降低 P。铜绿 PAO1，8日志的比较单纯抗生素治疗。

摘要

最近有一些出版物对可见光的杀菌效果，他们大多声称，蓝色部分光谱（400纳米- 500纳米）负责杀死各种病原体^1-5。建议蓝色光的光毒效应是光诱导的活性氧（ROS）的形成内源性细菌大多光敏剂吸收光线中的蓝色区域^4,6,7的结果。也有红色和近红外以及绿灯⁹灭菌效果的报告。

在本研究中，我们开发了一种方法，使我们能够表征高功率绿色（波长为532 nm）连续（CW）和脉冲Q开关（QS）光对铜绿假单胞菌的效果。使用这种方法，我们也研究了绿灯上的细菌生存能力结合使用抗生素治疗（庆大霉素）。P.绿脓杆菌是交流OMMON noscomial条件致病菌引起的各种疾病。该菌株是相当耐各种抗生素，并包含了许多预测ACRB / MEX型RND多药外排系统^10。

该方法利用固定相的自由生活的革兰阴性菌（ 铜绿假单胞菌 PAO1株），生长在Luria肉汤（LB）培养基中有和没有添加抗生素庆大霉素暴露于Q-开关和/或连续波激光器。在不同时间点测定细胞存活率。所得到的结果表明，单纯激光治疗并没有降低细胞的存活率与未处理的对照和只导致P.中的活菌数为0.5的对数减少，庆大霉素治疗绿脓杆菌 。将合并的激光和庆大霉素处理，然而，导致了协同效应和P.的可行性减少了8日志的绿脓杆菌 。

该方法可以进一步实施通过导管像设备能够注入到被感染器官的抗生素溶液同时照射光区的发展来实现。

研究方案

1。细菌培养

1. 革兰氏阴性的P。铜绿假单胞菌菌株PAO1菌株在37℃下在Luria肉汤（LB）中生长18小时。
2. 的细胞培养物，然后在7500转（发每分钟）离心分离5分钟，除去上清液。
3. 将细菌重新悬浮于10％LB，并重新生长另外2小时，，允许文化重新输入固定相。
4. 的细菌悬浮液，然后分成两组:第一组中的（2管）中加入无抗生素，在第二组中，我们添加了抗生素庆大霉素（50微克/毫升）。

2。测定菌落形成单位（CFU）

1. 要确定细胞活力20微升样品从实验中，大约每2个小时，24个小时的时间框架内。对样品进行连续稀释，接种LB琼脂平板上，并在37℃下温育过夜。
2. 对于每个治疗，每个平台的CFUsE是确定之间的时间周期和各种治疗方法进行了比较。式中所描述的计算中菌落形成单位的对数减少。 （1）:
   日志减少= LogU LOGC [CFU /毫升]
   其中U是菌落形成单位值，在每个时间点; CFU为菌落形成单位，而单位CFU /毫升等于:
   CFU /毫升=（菌落×稀释因子数）/（接种量）
   和C是在开始时的对照样品中发现的CFU。请注意，美指定菌落形成因子测量瞬间。
3. 而在他们每个人的细菌的浓度降低了10倍，稀释倍数的稀释度是多少。接种量总是200微升，它关系到我们的测试管的大小。

因此，要总结的浓度的角度来看，是在浓度为50微克/毫升庆大霉素抗生素。关于细菌，直到结束整体的过程中，我们有8稀释。每一种稀释了10倍，它是在为200μl的管子。出发点是20微升的样品加入到200微升管（因此，初始浓度为₀ 20/200C = 0.1C0与C ₀是在20μl的样品的初始浓度）的终浓度降低8订单的数量级，由于8稀释。

3。照明

1. 连续波Nd:YAG激光（波长为532 nm和平均光功率为200 mW）被分成两个光路，使用光的50％/ 50％的分束器。的光束直径约为10毫米。曝光时间为24小时。
2. Q-开关脉冲Nd:YAG激光（波长532nm，平均功率为300 mW和光峰值功率为2.5兆瓦）也被使用光的50％/ 50％的分束器分成两路。光斑直径为6毫米。的Q开关激光的脉冲宽度为6毫微秒，重复频率为15Hz的。该平均功率密度为106毫瓦/厘米^2，并在峰值功率密度为8.83千瓦/毫米^2。曝光时间为24小时。

请注意，在辐照过程中细菌的悬浮液搅拌和保持在适当的培养条件下细菌生长（在所有的管子的Luria肉汤培养基，使细菌的生长）。

结果

的激光为基础的设置在图1中示意性地呈现。第一实验条件下利用连续波Nd:YAG激光具有波长532nm（第二高次谐波的Nd:YAG）和平均光功率为200 mW。此光束被分成两个光路采用光学50％/ 50％，分光镜等分裂波束，每个功率为100 mW。的光束直径约为10毫米，因此，功率密度为约100毫瓦/厘米^2。曝光时间为24小时。虽然照明电源是比较高的，它没有高到足以引起加热样品。

讨论

光疗一直是近年来新兴的一种很有前途的方法用于治疗许多疾病在先进的多学科研究领域。在可见光范围内的光在此上下文中的使用已被广泛研究。例如，它已经发现，伤口感染是可以治愈的，更有效地让他们接触到强烈的可见光杀菌的目的。这种方法的作用机制被证明是通过感应光诱导的氧自由基（ROS），杀灭细菌^11。

以往的研究已经证明亮起蓝色的光比红色和近?...

材料

Name	Company	Catalog Number	Comments
Name of the reagent	Company	Catalogue number	Comments (optional)
Lauria Broth	Difco	241420
Gentamycin	Sigma	G1914
Bacto Agar	Difco	231710