antibioticsАнтибиотики и ХимиотерапияAntibiot Khimioter = Antibiotics and Chemotherapy0235-2990ООО «Издательство ОКИ»10.37489/0235-2990-2021-66-1-2-12-18antibiotics-788Research ArticleЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯEXPERIMENTAL STUDIESАнализ антибактериальной активности амоксициллина биологическим датчиком с щелевой акустической волнойAnalysis of Amoxicillin’s Antibacterial Activity Using Biological Sensor With Clit Acoustic WaveГулийО. И.GuliyО. I.

Гулий Ольга Ивановна — д. б. н., профессор, ведущий научный сотрудник лаборатории биохимии; профессор кафедры микробиологии, биотехнологии и химии 

Саратов

 

Olga I. Guliy — D.Sc. in biology, ProfessorSaratov

ЗайцевБ. Д.ZaitsevВ. D.

Зайцев Борис Давыдович — д. физ-мат. н., профессор, заведующий лабораторией физической акустики

Саратов

Boris D. Zaitsev — D.Sc. in physics and mathematics, ProfessorSaratov

ЛарионоваО. С.LarionovaО. S.

Ларионова Ольга Сергеевна — д. б. н., зав. кафедрой микробиологии, биотехнологии и химии

Саратов

Olga S. Larionova — D.Sc. in biology

Saratov

АлсовэйдиА. М.AlsowaidiA. M.

Алсовэйди АлиКадхим Мохаммед — аспирант очной формы обучения

Саратов

AliKadhim Mohammed Alsowaidi — full-time postgraduate student

КараваеваО. А.KaravaevaО. A.

Караваева Ольга Александровна — к. б. н., научный сотрудник лаборатории биохимии

 Саратов

Olga A. Karavaeva — Ph.D. in biology

ПетерсонА. М.PetersonА. М.

Петерсон Александра Михайловна — к. б. н., доцент кафедры микробиологии и физиологии растений

Саратов

Alexandra M. Peterson — Ph.D. in biology

БородинаИ. А.BorodinaI. A.

Бородина Ирина Анатольевна — к. физ-мат. н., ведущий научный сотрудник лаборатории физической акустики 

Саратов

Irina A. Borodina — Ph.D. in physics and mathematics

Институт биохимии и физиологии растений и микроорганизмов РАН; Саратовский государственный аграрный университет им. Н. И. ВавиловаРоссияInstitute of Biochemistry and Physiology of Plants and Microorganisms of the Russian Academy of Sciences; Saratov State Vavilov Agrarian UniversityRussian FederationИнститут радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАНРоссияKotelnikov Institute of Radio Engineering and Electronics of the Russian Academy of SciencesRussian FederationСаратовский государственный аграрный университет им. Н. И. ВавиловаРоссияSaratov State Vavilov Agrarian UniversityRussian FederationИнститут биохимии и физиологии растений и микроорганизмов РАНРоссияInstitute of Biochemistry and Physiology of Plants and Microorganisms of the Russian Academy of SciencesRussian FederationСаратовский национальный исследовательский государственный университет им. Н. Г. Чернышевского,РоссияSaratov State UniversityRussian Federation202105052021661-21218Copyright © Гулий О.И., Зайцев Б.Д., Ларионова О.С., Алсовэйди А.М., Караваева О.А., Петерсон А.М., Бородина И.А., 20212021Гулий О.И., Зайцев Б.Д., Ларионова О.С., Алсовэйди А.М., Караваева О.А., Петерсон А.М., Бородина И.А.Guliy О.I., Zaitsev В.D., Larionova О.S., Alsowaidi A.M., Karavaeva О.A., Peterson А.М., Borodina I.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.antibiotics-chemotherapy.ru/jour/article/view/788

Продемонстрирована возможность оценки антибактериальной активности на примере амоксициллина и Escherichia coli с помощью акустического биологического датчика на основе двух пьезоэлектрических пластин, разделённых воздушным зазором. В нижней пластине датчика возбуждается акустическая волна с поперечно-горизонтальной поляризацией. Верхняя пластина служит дном контейнера с исследуемой клеточной суспензией. Показано, что добавление антибиотика к клеточной суспензии приводит к изменению параметров датчика. Проведён контроль воздействия амоксициллина на микробные клетки с помощью лазерной микроскопии и стандартного микробиологического посева. Показана возможность экспресс-анализа антибактериальной активности препаратов с помощью биологического датчика на основе щелевой акустической волны.

The possibility of antibacterial activity assay using an acoustic non-contact biological sensor based on two piezoelectric plates separated by an air gap was demonstrated on the example of amoxicillin and Escherichia coli for the first time. An acoustic wave with transverse horizontal polarization is excited in the bottom plate of the sensor. The upper plate serves as the bottom of the container with the studied cell suspension. It was shown that the addition of an antibiotic to the cell suspension leads to a change in the parameters of the sensor. The effect of amoxicillin on microbial cells was monitored by laser microscopy and standard microbiological culture. The possibility of express analysis of the drug’s antibacterial activity using a biological sensor based on the use of a slit acoustic wave is shown. 

Escherichia coliакустический бесконтактный биологический датчикамоксициллинанти бактериальная активностьEscherichia coliacoustic non-contact biological sensoramoxicillinantibacterial activityReferencesAntibiotic Resistance Protocols: Second Edition, Gillespie SH, McHugh TD (eds.), Methods in Molecular Biology. Vol. 642. Springer Science+Business Media. LLC 2010.Antibiotic Resistance Protocols: Second Edition, Gillespie SH, McHugh TD (eds.), Methods in Molecular Biology. Vol. 642. Springer Science+Business Media. LLC 2010.Balouiri M., Sadiki M., Ibnsouda S.K. Methods for in vitro evaluating antimicrobial activity: A review. J Pharm Anal. 2016; 6 (2): 71–79. doi: 10.1016/j.jpha.2015.11.005Balouiri M., Sadiki M., Ibnsouda S.K. Methods for in vitro evaluating antimicrobial activity: A review. J Pharm Anal. 2016; 6 (2): 71–79. doi: 10.1016/j.jpha.2015.11.005Matuschek E., Brown D. F. J., Kahlmeter G. Development of the EUCAST disk diffusion antimicrobial susceptibility testing method and its im plementation in routine microbiology laboratories. Clin Microbiol Infect. 2014; 20: O255–O266. doi: 10.1111/1469-0691.12373Matuschek E., Brown D. F. J., Kahlmeter G. Development of the EUCAST disk diffusion antimicrobial susceptibility testing method and its implementation in routine microbiology laboratories. Clin Microbiol Infect. 2014; 20: O255–O266. doi: 10.1111/1469-0691.12373Гулий О.И., Зайцев Б.Д., Семенов А.С., Ларионова О.С., Караваева О.А., Бородина И.А. Оценка воздействия амоксициллина на микробные клетки методом электроакустического анализа. Биофизика. 2018. 63 (3): 496–502. doi: 10.1134/S0006350918030089.Gulij O.I., Zajtsev B.D., Semenov A.S., Larionova O.S., Karavaeva O.A., Borodina I.A. Otsenka vozdejstviya amoksitsillina na mikrobnye kletki metodom elektroakusticheskogo analiza. Biofizika. 2018. 63 (3): 496–502. doi: 10.1134/S0006350918030089 (in Russian)Гулий О.И., Зайцев Б.Д., Караваева О.А., Ловцова Л.Г., Мехта С.К., Бородина И.А. Экспресс-анализ чувствительности бактерий к беталактамным антибиотикам антибиотикам с помощью резонатора с поперечным электрическим полем. Антибиотики и химиотерапия. 2019. 64 (1–2): 3–8. doi: 10.24411/0235W2990W2019W10001Gulij O.I., Zajtsev B.D., Karavaeva O.A., Lovtsova L.G., Mekhta S.K., Borodina I.A. Ekspress-analiz chuvstvitel'nosti bakterij k beta-laktamnym antibiotikam antibiotikam s pomoshch'jyu rezonatora s poperechnym elektricheskim polem. Antibiot khimioter. 2019; 64 (1–2): 3–8. doi: 10.24411/0235W2990W2019W10001 (in Russian)Borodina I.A., Zaitsev B.D., Teplykh A.A. The influence of viscous and conducting liquid on characteristics of slot acoustic wave. Ultrasonics. 2018; 82: 39–43. doi: 10.1016/j.ultras.2017.07.011Borodina I.A., Zaitsev B.D., Teplykh A.A. The influence of viscous and conducting liquid on characteristics of slot acoustic wave. Ultrasonics. 2018; 82: 39–43. doi: 10.1016/j.ultras.2017.07.011European Medicines Agency, European Surveillance of Veterinary Antimicrobial Consumption, 2017. ‘Sales of veterinary antimicrobial agents in 30 European countries in 2015’. (EMA/184855/2017).European Medicines Agency, European Surveillance of Veterinary Antimicrobial Consumption, 2017. ‘Sales of veterinary antimicrobial agents in 30 European countries in 2015’. (EMA/184855/2017).Borodina I.A., Zaitsev B.D., Kuznetsova I.E., Teplykh A.A. Acoustic Waves in a Structure Containing Two Piezoelectric Plates Separated by an Air (Vacuum) Gap. IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control. 2013; 60 (12): 2677–2281. doi: 10.1109/TUFFC.2013.2867Borodina I.A., Zaitsev B.D., Kuznetsova I.E., Teplykh A.A. Acoustic Waves in a Structure Containing Two Piezoelectric Plates Separated by an Air (Vacuum) Gap. IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control. 2013; 60 (12): 2677–2281. doi: 10.1109/TUFFC.2013.2867Методы общей бактериологии под редакцией Ф.Герхарда. М.: Мир, 1983; 1: 458–464.Metody obshchej bakteriologii pod redaktsiej F.Gerk harda. Moscow: Mir, 1983; 1: 458–464 (in Russian)Johnson W.L., France D.C., Rentz N.S., Cordell W.T., Walls F.L. Sensing bacterial vibrations and early response to antibiotics with phase noise of a resonant crystal. Scientific Reports. 2017; 7: 12138. doi: 10.1038 / s41598 -017-12063-6Johnson W.L., France D.C., Rentz N.S., Cordell W.T., Walls F.L. Sensing bacterial vibrations and early response to antibiotics with phase noise of a resonant crystal. Scientific Reports. 2017; 7: 12138. doi: 10.1038 / s41598 -017-12063-6Yao Z., Kahne D., Kishoy R. Distinct single-cell morphological dynamics under beta-lactam antibiotics.Yao Z., Kahne D., Kishoy R. Distinct single-cell morphological dynamics under beta-lactam antibiotics.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.