Evaluation of strontium aluminate phosphorescent effect on blood as potential light source for phototherapy
https://doi.org/10.24931/2413-9432-2020-9-3-21-29
Аннотация
Несмотря на доказанную эффективность фототерапии, у этого метода есть ограничения для эпителиального применения из-за незначительного проникновения света. Авторами предложен фосфоресцирующий порошок (алюминат стронция) в качестве потенциального источника света, излучающего фотоны изнутри тела для целей фототерапии. Порошок алюмината стронция, использованный в эксперименте, имеет самое высокое пиковое поглощение при длине волны около 650 нм и самое низкое при длине волны около 350 нм. Согласно изображениям автоэлектронной сканирующей микроскопии, порошок имеет размер частиц от 10 до 50 мкм в кубической фазе. Оценка эффективности фототерапии с предложенным соединением проведена путем изучения воздействия на эритроциты облученной порошком плазмы крови. Фосфоресценция порошка с фиксированный массой 0,005 ± 0,001 г имеет максимум на длине волны 491,5 нм при накачке лазером с длиной волны 473 нм с мощностью 100 мВт. Затем его смешивают с центрифугированной плазмой крови в течение определенного периода времени (5, 10, 15 и 20 мин). Полученные результаты демонстрируют, что 5-минутное облучение является оптимальным периодом для эритроцитов с точки зрения улучшения морфологии и увеличения спектра поглощения УФ-видимой области по крайней мере на 21% по сравнению с контрольной кровью. При этом значительный прирост приходится на длины волн 340 нм и 414 нм, которые увеличиваются на 54% и 41% соответственно. Однако, для 10 мин и более облучение вызывает ухудшение морфологии, в то время как УФ-видимый спектр уменьшается начиная с 15 мин и позже. В связи с этим изучается сравнение плазмы крови, которая взаимодействовала с фосфоресцирующим порошком, с нефосфоресцирующим порошком, чтобы показать, что излучение играет роль в создании эффекта фототерапии.
Ключевые слова
Об авторах
Heng Jie ChoongМалайзия
Nursakinah Suardi
Малайзия
Naser M. Ahmed
Малайзия
Список литературы
1. Le Duff F. et al. 308-nm excimer lamp vs. 308-nm excimer laser for treating vitiligo: A randomized study // Br. J. Dermatol. – 2010. – Vol. 163, № 1. – P. 188–192.
2. Seidman D.S. et al. A prospective randomized controlled study of phototherapy using blue and blue-green light-emitting devices, and conventional halogen-quartz phototherapy // J. Perinatol. – 2003. – Vol. 23, № 2. – P. 123–127.
3. Chung H. et al. The nuts and bolts of low-level laser (Light) therapy // Ann. Biomed. Eng. – 2012. – Vol. 40, № 2. – P. 516–533.
4. De Freitas L.F., Hamblin M.R. Proposed Mechanisms of Photobiomodulation or Low-Level Light Therapy // IEEE J. Sel. ToP. Quantum Electron. – 2016. – Vol. 22, № 3. – P. 1–37.
5. Hamblin M.R. et al. Biphasic dose response in low level light therapy - an update // Dose-Response. – 2011. – Vol. 9, № 4. – P. 602–618.
6. Mattson M.P. Hormesis defined // Ageing Res. Rev. – 2008. – Vol. 7, № 1. – P. 1–7.
7. Sommer A.P. et al. Biostimulatory Windows in Low-Intensity Laser Activation: Lasers, Scanners, and NASA’s Light-Emitting Diode Array System // J. Clin. Laser Med. Surg. – 2002. – Vol. 19, № 1. – P. 29–33.
8. 8Chen H. et al. Quantum dot light emitting devices for photomedical applications // J. Soc. Inf. Disp. – 2017. – Vol. 25, № 3. – P. 177–184.
9. Mohd Fuad S.S., Suardi N., Mustafa I.S. In Vitro UV-Visible Spectroscopy Study of Yellow Laser Irradiation on Human Blood // J. Phys. Conf. Ser. – 2018. – Vol. 995, № 1.
10. Kujawa J. et al. Effect of Low-Intensity (3.75–25 J/cm^2) Near- Infrared (810 nm) Laser Radiation on Red Blood Cell ATPase Activities and Membrane Structure // J. Clin. Laser Med. Surg. – 2004. – Vol. 22, № 2. – P. 111–117.
11. Al Musawi M.S. et al. Erythrocyte sedimentation rate of human blood exposed to low-level laser // Lasers Med. Sci. Lasers in Medical Science. – 2016. – Vol. 31, № 6. – P. 1195–1201.
12. Mitrofanis J. et al. The potential of light therapy in Parkinson’s disease // ChronoPhysiology Ther. – 2014. № February.
13. Shaw V.E. et al. Neuroprotection of midbrain dopaminergic cells in MPTP-treated mice after near-infrared light treatment // J. ComP. Neurol. – 2010. – Vol. 518, № 1. – P. 25–40.
14. Hamblin M.R. Shining light on the head: Photobiomodulation for brain disorders // BBA Clin. The Author. – 2016. – Vol. 6. – P. 113– 124.
15. Lapchak P.A., Wei J., Zivin J.A. Transcranial Infrared Laser Therapy Improves Clinical Rating Scores After Embolic Strokes in Rabbits. – 2004. – P. 1985–1988.
16. Sadeh M. et al. Low-Level Laser Therapy Applied Transcranially to Rats After Induction of Stroke Significantly Reduces Long-Term. – 2006. – P. 2620–2624.
17. Jagdeo J.R. et al. Transcranial Red and Near Infrared Light Transmission in a Cadaveric Model // PLoS One. – 2012. – Vol. 7, № 10. – P. 1–10.
18. Tedford C.E. et al. Quantitative analysis of transcranial and intraparenchymal light penetration in human cadaver brain tissue // Lasers Surg. Med. – 2015. – Vol. 47, № 4. – P. 312–322.
19. Baryshnikov G., Minaev B., Ågren H. Theory and Calculation of the Phosphorescence Phenomenon // Chem. Rev. – 2017. – Vol. 117, № 9. – P. 6500–6537.
20. Mattley Y. et al. Blood characterization using UV/vis spectroscopy. – 1995. – Vol. 2388. – P. 462–470.
21. Soltani S., Ojaghi A., Robles F.E. Deep UV dispersion and absorption spectroscopy of biomolecules // Biomed. Opt. Express. – 2019. – Vol. 10, № 2. – P. 487.
22. Brown K.A. Erythrocyte metabolism and enzyme defects // Lab. Med. – 1996. – Vol. 27, № 5. – P. 329–333.
23. Lynch E.C. Peripheral Blood Smear- Edward Lynch // Clinical Methods: The History, Physical, and Laboratory Examiniations. 3rd ed. Butterworth Publishers. – 1990. – P. 732–734.
24. Paul A. et al. The bystander effect in optically trapped red blood cells due to plasmodium falciparum infection // Trans. R. Soc. TroP. Med. Hyg. – 2013. – Vol. 107, № 4. – P. 220–223.
25. Marcel B., Lawrence S. L. The Discocyte-Echinocyte Equilibrium of the Normal and Pathologic Red Cell. – 1970. – Vol. 36, № 3. – P. 399–404.
26. Suardi N. et al. Effect of visible laser light on ATP level of anaemic red blood cell // J. Photochem. Photobiol. B Biol. – 2016. – Vol. 162. – P. 703–706.
Рецензия
Для цитирования:
Choong H.J., Suardi N., Ahmed N.M. Evaluation of strontium aluminate phosphorescent effect on blood as potential light source for phototherapy. Biomedical Photonics. 2020;9(3):21-29. https://doi.org/10.24931/2413-9432-2020-9-3-21-29
For citation:
Choong H.J., Suardi N., Ahmed N.M. Evaluation of strontium aluminate phosphorescent effect on blood as potential light source for phototherapy. Biomedical Photonics. 2020;9(3):21-29. https://doi.org/10.24931/2413-9432-2020-9-3-21-29