Use of a Fluorescent Dye for Controlling the Laser Absorption in the Femtosecond Laser Nanosurgery of Cells

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The use of specific fluorescent dyes is able to reduce the labeled cell structure ionization threshold under the femtosecond laser impact. This feature may be applied in terms of the laser nanosurgery of the cell. In this work we use BioTracker Blue dye as a photosensitizer in order to receive an accurate control of cytoplasmic membrane ablation by femtosecond laser and to relief the laser-induced cell fusion. We have found that BioTracker Blue (366/441) increases an efficiency of the 760 and 730 nm laser absorption. However, an increase of absorption efficiency, provided by the BioTracker Blue staining, did not improved the efficiency of the cell fusion in the model systems: pairs of suspended A549 cells, oocytes and their polar bodies, and two-cell embryos.

About the authors

D. Yu Martirosyan

Semenov Federal Research Center for Chemical Physics, Russian Academy of Sciences, 119991, Moscow, Russia

Email: alina.chemphys@gmail.com

A. A Osychenko

Semenov Federal Research Center for Chemical Physics, Russian Academy of Sciences, 119991, Moscow, Russia

Email: alina.chemphys@gmail.com

A. D Zalesskiy

Semenov Federal Research Center for Chemical Physics, Russian Academy of Sciences, 119991, Moscow, Russia

Email: alina.chemphys@gmail.com

O. T Kalinina

Semenov Federal Research Center for Chemical Physics, Russian Academy of Sciences, 119991, Moscow, Russia

Email: alina.chemphys@gmail.com

U. A Tochilo

Semenov Federal Research Center for Chemical Physics, Russian Academy of Sciences, 119991, Moscow, Russia

Email: alina.chemphys@gmail.com

Yu. A Fedotov

Semenov Federal Research Center for Chemical Physics, Russian Academy of Sciences, 119991, Moscow, Russia; State Research Center–Burnasyan Federal Medical Biophysical Center, Federal Medical Biological Agency, 123098, Moscow, Russia

Email: alina.chemphys@gmail.com

M. S Syrchina

Semenov Federal Research Center for Chemical Physics, Russian Academy of Sciences, 119991, Moscow, Russia

Email: alina.chemphys@gmail.com

V. A Nadtochenko

Semenov Federal Research Center for Chemical Physics, Russian Academy of Sciences, 119991, Moscow, Russia

Author for correspondence.
Email: alina.chemphys@gmail.com

References

  1. Y. Quan, H. Bing, and M. Zhuo-Chen, Micromachines 13(10), 1653 (2022).
  2. J. Zhang, G. Zhuang, Y. Zeng, J. Grifo, C. Acosta, Y. Shu, and H. Liu, Reprod. Biomed. Online 33, 529 (2016).
  3. D.P. Wolf, N. Mitalipov, and S. Mitalipov, Trends Mol. Med. 21(2), 68 (2016).
  4. T. Wakayama, A.C. Perry, M. Zuccotti, K.R. Johnson, and R. Yanagimachi, Nature 394(6691), 369 (1998).
  5. S. Kamimura, K. Inoue, N. Ogonuki, M. Hirose, M. Oikawa, M. Yo, O. Ohara, H. Miyoshi, and A. Ogura, Biol. Reprod. 89(2), 1 (2013).
  6. A. Ogura, K. Inoue, N. Ogonuki, A. Noguchi, K. Takano, R. Nagano, O. Suzuki, J. Lee, F. Ishino, and J. Matsuda, Biol. Reprod. 62(6), 1579 (2000).
  7. L.M. Chailakhyan, B.N. Veprintsev, T.A. Sviridova, and V.A. Nikitin, Biofizika 32(5), 874 (1987).
  8. I. Wilmut, A.E. Schnieke, J. McWhir, A. J. Kind, and K.H. Campbell, Nature 385(6618), 810 (1997).
  9. L. Hyslop, Methods Mol. Biol. 1818, 31 (2018).
  10. L. Craven, H.A. Tuppen, G.D. Greggains, S. J. Harbottle, J. L. Murphy, L.M. Cree, A.P. Murdoch, P. F. Chinnery, R.W. Taylor, R.N. Lightowlers, M.Herbert, and D.M. Turnbull, Nature 4665(7294), 82 (2010).
  11. Z. Liu, Y. Cai, Y. Wang, Y. Nie, C. Zhang, Y. Xu, X. Zhang, Y. Lu, Z. Wang, M. Poo, and Q. Sun, Cell 172(4), 881 (2018).
  12. M. Sims and N. L. First, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. Early Ed. 91(13), 6143 (1994).
  13. A. Vogel, J. Noack, G. Huttman, and G. Paltauf, Appl. Phys. B: Lasers Opt. 81(8), 1015 (2005).
  14. A.A. Astaf'ev, A.D. Zalesskii, A.M. Shakhov, A.A. Osychenko, and V.A. Nadtochenko, High Energy Chem. 50, 421 (2016).
  15. A.A. Astafiev, A.M. Shakhov, A.A. Osychenko, M. S. Syrchina, A.V. Karmenyan, U.A. Tochilo, and V.A. Nadtochenko, ACS Omega 5(21), 12527 (2020).
  16. A.A. Osychenko, A.D. Zalessky, A.M. Shakhov, A.A. Astafiev, M. S. Syrchina, U.A. Tochilo, A.V. Karmenyan, and V.A. Nadtochenko, J. Phys.: Conf. Ser. 1410, 012063 (2019).
  17. K. Kuetemeyer, R. Rezgui, H. Lubatschowski, and A. Heisterkamp, Biomed. Opt. Express 1(2), 587 (2010).
  18. D. Eversole, K. Subramanian, R.K. Harrison, F. Bourgeois, A. Yuksel, and A. Ben-Yakar, Sci. Rep. 10, 12387 (2020).
  19. E. Bergeron, C. Boutopoulos, R. Martel, A. Torres, C. Rodriguez, J. Niskanen, J.-J. Lebrun, F.M. Winnik, P. Sapiehaf, and M. Meunier, Nanoscale 7(42), 17836 (2015).
  20. A.A. Osychenko, A.D. Zalessky, U.A. Tochilo, and D.Yu. Martirosyan, Petersburg State Polytechnical University Journal. Physics and Mathematics 15(3.2), 317 (2022).
  21. A. Zalessky, Y. Fedotov, E. Yashkina, V. Nadtochenko and A.N. Osipov, Molecules 26(13), 4027 (2021).
  22. A.A. Osychenko, A.D. Zalessky, A.N. Kostrov, A.V. Ryabova, A. S. Krivocharchenko, and V.A. Nadtochenko, J. Biomed. Opt. 22(12), 1 (2017).
  23. S. Kishigami and T. Wakayama, J. Reprod Dev. 53(6), 1207 (2007).
  24. K. Kuetemeyer, A. Lucas-Hahn, B. Petersen, H. Niemann, and A. Heisterkamp, J. Biomed. Opt. 16(8) 088001 (2011).
  25. J. Baumgart, W. Bintig, A. Ngezahayo, S. Willenbrock, H.M. Escobar, W. Ertmer, H. Lubatschowski, and A. Heisterkamp, Opt. Express 16(5), 3021 (2008).
  26. A.A. Osychenko, A.D. Zalessky, A. S. Krivokharchenko, A.K. Shakhbazian, A.V. Ryabova, and V.A. Nadtochenko, Quantum Electron. 45(5), 498 (2015).
  27. A.A. Osychenko, A.D. Zalessky, U.A. Tochilo, D.U. Martirosyan, A.N. Kostrov, and V.A. Nadtochenko, J. Phys.: Conf. Ser. 1695, 012048 (2020).
  28. J. Gong, X. Zhao, Q. Xing, F. Li, H. Li, Y. Li, L. Chai, Q. Wang, and A. Zheltikov, Appl. Phys. Lett. 92, 093901 (2008).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2023 Российская академия наук

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».