د بایوفیلمونو پر وړاندې میتیلین بلو: په رڼا فعالېدونکې لابراتواري څېړنې څه اندازه کوي

بایوفیلم په مایع کې د لامبو وهونکو حجرو یوه ګڼه ګوڼه نه ده. دا یو جوړښت دی: له یوې سطحې سره نښتې حجرې چې د خپل جوړ کړي پولی‌سکرایډونو، پروټینونو او له حجرو بهر DNA په ماتریکس کې ځای لري، او له بهر څخه دننه ته یې د اکسیجن او غذایي موادو کچه په تدریج بدلېږي. همدا جوړښت د دې لامل دی چې یو مرکب، چې په مایع کې معلقې بکتریاوې په څو دقیقو کې وژني، د هماغو موجوداتو پر وړاندې، کله چې د فلم په بڼه وده وکړي، ناکام شي. د میتیلین بلو او بایوفیلمونو په اړه هره ادعا باید د همدې جوړښت په رڼا کې ولوستل شي، ځکه ماتریکس ټاکي چې حجرو ته څومره رنګ او رنګ ته څومره رڼا رسېږي.

دا بیاکتنه په دقیق ډول درې سرچینې رانغاړي. یوه یې د شالید لپاره ده. دوه یې لابراتواري تجربې دي. د دغو رولونو جلا ساتل د دې بیاکتنې بنسټیزه طریقه ده؛ دا په دې موضوع کې د تر ټولو عامې تېروتنې مخه نیسي، یعنې د لابراتواري لوښي پایله داسې نقلول لکه په یوه انسان کې د انتان د درملنې شاهد چې وي.

د شالید سرچینه د کیمیا په اړه ده، نه د وژنې

په دې درېیو کې تر ټولو پخوانۍ سرچینه په 2005 کې خپره شوې د فینوتیازینیم رڼاحساسوونکو موادو د پراختیا تشریحي بیاکتنه ده. دا د میتیلین بلو مسیر څاري: د 19مې پېړۍ له یوه رنګ څخه د سرطان د فوتوډینامیکې درملنې، او وروسته د فوتوډینامیکې میکروب‌ضد کیمیاوي درملنې، د یوه مخکښ مرکب تر پړاو پورې. د دې ونډه د جوړښت او فعالیت د اړیکې بیان دی: د کروموفور میتیلېشن له غوړو سره میلان، د سینګلېټ اکسیجن حاصل او د رڼا په مټ د بکتریاوو د وژلو ځواک زیاتوي، او په عین وخت کې لږ فعالې لیوکو بڼې ته احیا کېدل ورو کوي. دا د دې برخې ستونزه هم په څرګنده بیانوي. ډېرو راپورونو معیاري سوداګریز رنګونه کارولي وو، او د مشتقو مرکبونو پراختیا نسبتاً لږه وه.

دا بیاکتنه د خپل ذهني ماډل د میکانیزم برخې لپاره وکاروئ: رڼا رنګ پاروي، ټرېپلېټ حالت یې د Type II انرژۍ د لېږد له لارې له اکسیجن سره تعامل کوي او سینګلېټ اکسیجن جوړوي، یا د Type I الکترون د لېږد له لارې رادیکالونه جوړوي. همدا څو اړخیز برید د دې لامل دی چې د مقاومت دودیز میکانیزمونه د فوتوډینامیکې وژنې پر وړاندې چندان اغېزمن نه وي. دا بیاکتنه د لوګاریتمي کمښت لپاره مه حواله کوئ. هغې داسې کمښت نه دی اندازه کړی. د دې میکانیزم تر شا پراخه فوتوکیمیا د فوتوډینامیکې درملنې د شواهدو په ټولګه کې تشریح شوې، او د څپې د اوږدوالي هغه اصول چې ټاکي ایا یو ځانګړی څراغ دا بهیر چلولی شي، په میتیلین بلو څنګه سره رڼا جذبوي کې بیان شوي دي.

د بایوفیلم دوه تجربې، د پایلو دوه بېلابېل تعریفونه

دواړه تجربوي مقالې د خولې پر بایوفیلمونو په 660 nm کې د میتیلین بلو فوتوډینامیک عمل ازمويي، خو نږدې په هېڅ بله برخه کې یو شان نه دي. میکروبي ټولنې، عمرونه، د رنګ فورمولې، د رڼا دوزونه، او تر ټولو مهم، د پایلې شاخصونه یې توپیر لري. همدا توپیر د دې مقالې اصلي ټکی دی، او لاندې د اصلي مقایسوي جدول بنسټ هم دی.

لومړۍ، په 2024 کې خپره شوې د ورۍ لاندې د پاخه څوډولیز بایوفیلم په لابراتواري چاپېریال کې څېړنه ده. 33 ډولونه د Calgary Biofilm Device په پولی‌سټایرین مېخونو کې یوځای وروزل شول، په بې‌اکسیجنه شرایطو کې ورته غذا ورکړل شوه، له 72 ساعتونو وروسته د ودې محیط بدل شو، او وده تر ټاکلي 7 ورځني عمر پورې روانه وساتل شوه. په ازموینه کې ازاد میتیلین بلو په 0.01 سلنه غلظت او د 660 nm سور LED، د هر مربع cm لپاره شاوخوا 330 mW توان، د 2 mm واټن څخه د 5 دقیقو لپاره وکارول شول؛ د دې حاصل د هر مربع cm لپاره نږدې 99 J کېږي. طرحه یو روښانه فکتوریل ډیزاین دی چې څلور ډلې لري: بې‌درملنې کنټرول، رنګ بې له رڼا، رڼا بې له رنګ، او رنګ له رڼا سره.

دویمه، په 2021 کې خپره شوې د خولې د لومړنیو مېشتېدونکو میکروبونو د بایوفیلم په لابراتواري چاپېریال کې څېړنه ده. د Streptococcus څلور ډولونه د 1 سلنه سوکروز په شتون کې، په 96 څاه‌لرونکو پلېټونو کې، د 24 ساعتونو لپاره یوځای وروزل شول. رڼاحساسوونکی ماده میتیلین بلو و چې د بېټا سایکلوډېکسترین له نانوذرو سره په 4.65 micromolar غلظت تړل شوی و؛ دا د لېږد فورموله د دې لپاره وه چې رنګ د بایوفیلم له خنډونو تېر کړي. د رڼا دواړه سرچینې سرې وې، د څپې اوږدوالی یې 660 nm او د رڼا ورکولو موده یې 90 ثانیې وه، خو دوزونه یې ډېر توپیر درلود: د لېزر ډلې لپاره د هر مربع cm پر سر 320 J، او د LED ډلې لپاره د هر مربع cm پر سر 8.1 J. په کنټرولونو کې رنګ بې له رڼا، یوازې لېزر، یوازې LED، د مالګینو اوبو منفي کنټرول، او د میکروب‌ضد پرتله‌ییز معیار په توګه 0.2 سلنه کلورهېکسیدین شامل وو.

یوه 7 ورځنۍ، 33 ډوله بې‌اکسیجنه ټولنه او یو 24 ساعته، 4 ډوله د لومړنیو مېشتېدونکو میکروبونو فلم، د اندازه کولو بېلابېل سیستمونه دي. د لاندې شمېرو اوسط نشي اخیستل کېدای.

هرې څېړنې په حقیقت کې څه اندازه کړل

د پاخه بایوفیلم په څېړنه کې د پایلې شاخصونه دا وو: میتابولیک فعالیت د TTC د احیا له لارې، چې په 485 nm کې لوستل کېده؛ او د بکتریاوو مقدار د 33 ډولونو لپاره د پروبونو په وړاندې د شطرنجي DNA DNA هایبرېډایزېشن له لارې، چې د کشف حد یې نږدې 10,000 حجرې و. د ژوندیو میکروبونو د شمېرلو لپاره په پلېټونو کې کرنه، د کرسټال وایلېټ په وسیله د بایوماس اندازه کول، د ژوندیو او مړو حجرو انځور اخیستل، او د بیا ودې تعقیب پکې نه وو. یوازې LED، د LED نه لرونکو ډلو په پرتله، میتابولیک فعالیت شاوخوا 50 سلنه کم کړ، او رنګ له LED سره شاوخوا 55 سلنه کم کړ. یوازې رنګ، د احصایې له پلوه، له بې‌درملنې کنټرول سره په یوه ډله کې و. له DNA څخه ترلاسه شوو شمېرو کې، یوازې رنګ، یوازې LED، او رنګ له LED سره، ټول د کنټرول په پرتله په احصایوي لحاظ په څرګنده ټیټ وو، خو د دغو درېیو ترمنځ څرګند توپیر نه و. لیکوالان پایله په مستقیم ډول بیانوي: دغو مداخلو جوړ شوی، نښتی، څو میکروبي بایوفیلم له منځه نه دی وړی، او د غاښونو شاوخوا پخې بایوفیلم میخانیکي ګډوډولو ته اړتیا لري؛ فوتوډینامیکې لارې تر ډېره یوازې مرستندوی رول لرلی شي.

د لومړنیو مېشتېدونکو میکروبونو په څېړنه کې د پایلې شاخص هغه ژوندي میکروارګانیزمونه وو چې په انتخابي کلتوري محیطونو کې راټول او شمېرل شوي وو، او شمېرې یې په لوګاریتمي مقیاس څرګندې شوې وې. د رنګ بې له رڼا ډله له مالګینو اوبو سره توپیر نه درلود. دواړو په رڼا فعالو شوو ډلو، یعنې لېزر له پوښل شوي رنګ سره او LED له پوښل شوي رنګ سره، د منفي کنټرول په پرتله د ژوندیو میکروبونو شمېر تر شاوخوا 4 log پورې کم کړ؛ په همدې اندازه کې دا 10,000 ځله، یا 99.99 سلنه کمښت دی. هېڅ یوې هم له کلورهېکسیدین سره احصایوي توپیر نه درلود. د یوازې رڼا او د تیاره شرایطو ارزښتونه د جلا، باوري لوګاریتمي شمېرو په توګه نه وو راپور شوي؛ نو رښتینې لنډیز هغه دی چې مقاله یې ملاتړ کوي: په رڼا فعال شوي پوښل شوي رنګ کمښت رامنځته کړ، په تیاره کې رنګ یې رامنځته نه کړ، او د دې ځوان فلم په ماډل کې د کمښت اندازه له ضدعفوني معیار سره برابره وه.

هېڅ مقالې له مداخلې وروسته بیا وده، پاتې بایوماس، یا د ماتریکس جوړښت نه دی اندازه کړی. د CFU کمښت د پاتې ماتریکس په اړه څه نه وايي. د میتابولیزم کمېدل د ژوندي پاتې شوو میکروبونو په اړه څه نه وايي. د DNA شمېر نه شي ویلای چې کومې حجرې ژوندۍ دي.

د ازموینو او د پایلې د شاخصونو پرتله

دا جدول د دې مقالې مقایسوي مرجع ده. یوه قطار په افقي ډول ولولئ، څو ووینئ چې یوه څېړنه څه ثابتوي؛ او یو ستون په عمودي ډول ولولئ، څو ووینئ چې کومو پوښتنو ته هېڅ یوه څېړنه ځواب نه ورکوي.

درې توپیرونه د ټینګار وړ دي. لومړی، په پاخه ماډل کې یوازې د رڼا ډله نږدې ټول میتابولیک اغېز رامنځته کوي؛ نو د 55 سلنه شمېر د رنګ په واسطه د وژنې کچه نه ده. دویم، په ځوان ماډل کې فورموله په تیاره کې بې‌اغېزې ده او اغېز یوازې له رڼا سره څرګندېږي، چې دا د رڼا په مټ د فعالېدو نښه ده. درېیم، له DNA څخه ترلاسه شوو شمېرو کې 80 سلنه کمښت، د ریاضیاتو له مخې، یوازې هغه وخت نږدې 0.7 log کېږي چې متغیر د ژوندیو میکروبونو شمېر وي؛ خو دلته داسې نه ده، نو دا باید هېڅکله د لوګاریتمي وژنې په توګه نقل نه شي. د غاښونو د بایوفیلم اړوند شالید د خولې د بایوفیلم او د غاښونو د څېړنو په ټولګه کې راغونډ شوی، او د څېړنو ترمنځ د ماډلونو، د کارونې لارو او د پایلې د شاخصونو د جلا کولو عمومي طریقه د لابراتواري میتودونو په لارښود کې په تفصیل بیان شوې ده.

ولې د بایوفیلم څېړنې د لوستلو خپلو اصولو ته اړتیا لري

څلور متغیرونه ټاکي چې د میتیلین بلو د بایوفیلم یوه پایله له خپل پلېټ څخه بهر هم کومه مانا لري که نه.

د بایوفیلم عمر او ماتریکس لومړی راځي. زاړه فلمونه ډېر پنډ وي، ترمنځ یې تړنې ډېرې وي، او رنګ په سختۍ ورننوځي. د 2021 مقالې لیکوالان په منظم بایوفیلم کې د رنګ ننوتل او د رڼا کم خپرېدل د اصلي محدودیتونو په توګه یادوي. د لېږدوونکو ستراتیژۍ، لکه په سایکلوډېکسترین کې د رنګ پوښل، د همدې محدودیت د حل هڅې دي؛ له همدې امله فورموله یو تجربوي متغیر دی، نه یو فرعي جزئیات.

د دوز حساب دویم راځي. دلته په یوه واحد طول موج کې د هر مربع cm پر سر د رڼا د انرژۍ مقدار له 8.1 څخه تر 320 J پورې نږدې څلوېښت چنده توپیر لري، او د رڼا د توان کثافت د هر مربع cm پر سر له 90 mW څخه تر څو W پورې رسېږي. یو شان طول موج د یو شان رڼا رسولو مانا نه لري، او هېڅ یوه څېړنه دوز په کافي منظم ډول نه بدلوي چې یوه منحني تعریف کړي.

کنټرولونه درېیم راځي. هغه څېړنه چې په تیاره کې د رنګ ډله ونه لري، د رنګ خپل ذاتي زهریت نه شي ردولای؛ او هغه څېړنه چې یوازې د رڼا ډله ونه لري، هېڅ اغېز په رڼا فعالېدو ته نه شي منسوبولای. دواړه مقالې دواړه کنټرولونه لري، چې دا یې یو مثبت ټکی دی. د پاخه فلم مقاله ښيي چې ولې یوازې د رڼا ډله مهمه ده: له هغې پرته به میتابولیکه پایله د رنګ د اغېز په توګه لوستل کېده.

د پایلې شاخصونه څلورم راځي. ژوندي پاتې کېدل، میتابولیزم، د DNA مقدار، بایوماس، جوړښت او بیا وده شپږ بېلابېلې ادعاوې دي. دلته هېڅ مقاله تر دوو ډېر شاخصونه نه اندازه کوي. په ځانګړي ډول بیا وده په ټولو کې نه ده څېړل شوې؛ نو د اغېز دوام نه دی اندازه شوی، نه دا چې ثابت شوی وي.

دا د انتان د درملنې په اړه څه نه ثابتوي

په دغو لابراتواري چمتو شوو ماډلونو کې هېڅ یو د وینې دوران، معافیتي حجرې، د لاړو بهیر، د ورۍ د درز د مایع بدلېدل، یا میخانیکي پاکول نه لري. په یوه څاه کې د رنګ غلظت، په انسان کې له هرې کارونې لارې وروسته د نسج له غلظت سره یو شان نه دی. په یوه ځوان، یا حتی پاخه، لابراتواري فلم باندې یو ځل د 5 دقیقو یا 90 ثانیو لپاره رڼا اچول د درملنې یوه دوره نه ده. د پاخه فلم لیکوالان دا خبره پخپله کوي: هغوی فوتوډینامیکې لارې د میخانیکي لرې کولو لپاره د احتمالي مرستې په توګه وړاندې کوي، نه د بشپړ له منځه وړلو د خپلواک میتود په توګه.

سم لنډیز محدود او ټینګ دی. په رڼا فعال شوی میتیلین بلو کولای شي د خولې په یوه پاخه لابراتواري میکروبي ټولنه کې میتابولیزم او له DNA څخه اټکل شوی مقدار راکم کړي، پرته له دې چې هغه له منځه یوسي؛ په دې ترتیب کې یوازې رڼا د میتابولیک اغېز ډېره برخه رامنځته کوي. د سایکلوډېکسترین په واسطه لېږدول شوی او په رڼا فعال شوی رنګ کولای شي په یوه ځوان لابراتواري سټرېپټوکوکي فلم کې د ژوندیو میکروبونو شمېر څو لوګاریتمي مرتبې راکم کړي، تر داسې کچې چې په همدې ماډل کې له کلورهېکسیدین سره د پرتلې وړ وي. دا چې له دغو مشاهداتو څخه کومه یوه په انسان کې پر انتان هم تطبیقېږي که نه، د موادو په رسولو، رڼا ته په لاسرسي، اکسیجن، اناتومي او هغو کلینیکي پایلو پورې اړه لري چې دا تجربې هېڅکله د اندازه کولو لپاره نه وې طرحه شوې.