Генерация синглетного кислорода лазерным ик-излучением 1273 нм и оценка цитотоксического эффекта на опухолевых клеточных линиях

Повышенная реакционная способность делает синглетный кислород цитотоксическим агентом. Инфракрасное излучение 1273 нм позволяет осуществлять прямую фотогенерацию синглетного кислорода без использования фотосенсибилизатора. В настоящей работе мы продемонстрировали прямую фотогенерацию синглетного кислорода в водной среде лазерным излучением 1273 нм и на основе метода химических ловушек определили основные параметры генерации, в частности, коэффициент скорости генерации синглетного кислорода при плотности мощности излучения 1 мВт/см2 и концентрации растворенного триплетного кислорода 1 мкМ: ξ=(4,3±0,1) • 10-8 ((с•мВт/см2
)-1). Мы показали, что облучение опухолевых клеток K562 и HeLa
сфокусированным лазерным пучком 1273 нм и диаметром 100–1000 мкм достоверно приводит к цитотоксическому эффекту в зоне облучения, не вызванному термическим воздействием. Мы разработали математическую модель для расчета фотогенерируемых концентраций синглетного кислорода в водном окружении при облучении лазером 1273 нм и на основе экспериментальных данных рассчитали кумулятивные концентрации синглетного кислорода, приводящие к клеточной гибели: 50% – летальная доза для клеток HeLa ~1000 мкМ, K562 ~3000 мкМ. Результаты исследования, полученные нами, подтверждают перспективность применения лазерного излучения 1273 нм для прямой фотогенерации синглетного кислорода в тканях и терапии солидных опухолей.