Труды КНЦ (Технические науки вып. 1/2024(15))

Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2024. Т. 15, № 1. С. 373-379. Transactions of the Kola Science Centre of RA s . Series: Engineering Sciences. 2024. Vol. 15, No. 1. P. 373-379. Abstract The results of biotesting of luminophores based on Gd, Er and Yb on the Drosophila melanogaster are presented. It was shown that GdNb 0 . 9 Ta 0 . 1 O 4 in concentrations of 10 and 20 mg/mL, ErNbO4 in concentrations of 1 and 20 mg/ml and YbNbO4 in concentration of 1 mg/ml in comparison with the control (5% ethyl alcohol) have a significant decrease in the height of larvae climbing out for pupation. The sex ratio changed in GdNb 0 . 9 Ta 0 . 1 O 4 1 and 10 mg/ml and YbNbO4 1 mg/ml compared to control. The results obtained indicate the toxic effect of the mentioned samples. Keywords: Drosophila melanogaster, toxicity, biotesting, luminescent orthoiobate-tantalates Acknowledgements: the authors thank the Federal State Budgetary Institution 'Centre for Strategic Planning and Management of Medical and Biological Health Risks' of the Federal Medical and Biological Agency of Russia (Moscow) for providing a line of flies. Funding: state assignment on the topic of research No. ES-2024-0017 and No. FEZ-2023-0012. For citation: Biotesting of luminophores based on orthoniobate-tantalate Gd, Er and Yb on Drosophila Melanogaster / M. V. Smirnova [et а!.] // Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2024. Vol. 15, No. 1. P. 373-379. doi:10.37614/2949-1215.2024.15.1.062. Введение Люминофоры на основе соединений типа ABO 4 (A — редкоземельный элемент, B — элементы V группы) широко применяются в оптоэлектронике, физике высоких энергий для регистрации высокоэнергетического ионизирующего излучения, в качестве сцинтилляционных материалов, в медицинской диагностике [1]. Причём ортониобаты-танталаты трёхвалентных редкоземельных элементов (РЗЭ), таких как Er, Yb, могут преобразовывать возбуждение ближнего инфракрасного диапазона в видимое излучение, то есть являются люминофорами с повышающей конверсией [ 2 ]. Такое преобразование ближнего инфракрасного диапазона в видимое излучение исключает фоновую флуоресценцию и рассеяние света на биологических материалах, что делает ап-конверсионные люминесцентные материалы идеальными для применения в биовизуализации с привлекательными преимуществами, такими как отсутствие автофлуоресценции биотканей и большая глубина проникновения [3]. В то же время эти соединения могут быть эффективны, например, для инактивации микроорганизмов, что является актуальным в свете растущего проявления устойчивости микроорганизмов к традиционным противомикробным препаратам [4]. Механизм действия с использованием антимикробной фотодинамической инактивации (ФДИ), которая основана на комбинированном использовании света, кислорода и промежуточного агента (фотосенсибилизатора), происходит с образованием цитотоксических активных форм кислорода. Активные формы кислорода взаимодействуют с жизненно важными биомолекулами клетки, что приводит к необратимой микробиальной инактивации [5, 6 ]. Использование в медицинской практике в качестве фотосенсибилизатора соединений типа ABO 4 требует предварительного биотестирования. В настоящее время существует огромное количество тестовых живых систем для решения широкого круга задач биотестирования. В нашем исследовании была выбрана Drosophila melanogaster (Drosophilidae). D. melanogaster — двукрылое насекомое c полным превращением (представитель отряда насекомых, включающего двукрылых или так называемых настоящих мух) [7, 8 ]. Классически D. melanogaster использовалась в качестве модели генотоксичности, но в настоящее время включена в качестве потенциальной и альтернативной модели для изучения системной токсикологии [9]. Дрозофила является относительно простой тестовой системой, её культуру легко поддерживать, это насекомое имеет короткий жизненный цикл и отличается большой плодовитостью. Стадии развития D. melanogaster по продолжительности описываются примерно от яйца (24 ч), далее личинки увеличиваются в размерах с каждой линькой (три стадии, каждая из которых занимает 24-30 ч). Отличительные характеристики становятся заметны на второй и третьей стадиях, когда личинки уже имеют выраженные тёмноокрашенные челюстные крючки в области головы и сегментированное тело. Далее происходит окукливание в пупарий (48-60 ч). Выход из пупариев (рис. 1 ) происходит через 1 0 0 - 1 2 0 ч [ 1 0 , 1 1 ]. © Смирнова М. В., Койгерова А. А., Палатников М. Н., Щербина О. Б., Смирнов А. А., Маслобоева С. М., 2024 374