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Impact of pulsed Nd:YAG laser on the marine biofilm-forming bacteria Pseudoalteromonas carrageenovora: significance of physiological status

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The impact of pulsed Nd:YAG (neodymium-doped yttrium/aluminium garnet) laser irradiation on the marine biofilm-forming bacteria Pseudoalteromonas carrageenovora during two growth stages (log phase and stationary phase) and under two stresses (reduced temperature and nutrient limitation) was investigated. Bacteria were exposed to a laser fluence of 0.1 J·cm–2 for 5, 10, and 15 min with a peak power of 20 MW·cm–2, a pulse width of 5 ns, and an average power of 1 W·cm–2 with a repetition rate of 10 Hz. The mortality of bacteria immediately after the irradiation as well as after a set period of time was determined. Mortality was higher among log-phase bacteria (72%) than bacteria in the stationary phase (51%) and those grown under nutrient limitation (51%). Bacteria grown at reduced temperature had a mortality of 49%. However, the differences in cell density of log-phase, stationary-phase, nutrient-limited, and low-temperature irradiated samples compared with controls after 5 h of incubation were 96, 93, 94, and 86%, respectively. The mortality values suggest that the same laser fluence has different degrees of effectiveness, depending on the physiological state of the bacteria.Key words: laser irradiation, biofilm-forming bacteria, physiological status, mortality.

Nous avons étudié l'impact de l'irradiation par des pulsations de laser Nd :YAG sur Pseudoalteromonas carrageenovora, une bactérie marine formant des biofilms, durant la phase de croissance logarithmique, la phase stationnaire, la croissance à basse température et dans des conditions restreintes en nutriments. Les bactéries ont été exposées à une fluence laser de 0,1 J cm–2 pendant 5, 10 et 15 min. avec un sommet de puissance de 20 MW cm–2, une largeur d'impulsion de 5 ns, et une puissance moyenne de 1 W cm–2 avec une fréquence de répétition de 10 Hz. Nous avons évalué la mortalité des bactéries immédiatement après l'irradiation de même qu'après un laps de temps préétabli. La mortalité était plus élevée chez les bactéries en phase logarithmique (72%) que chez les bactéries en phase stationnaire (51%) ou celles qui ont poussé dans des conditions restreintes en nutriments (51%). Les bactéries cultivées sous des températures plus basses ont démontré une mortalité de 49%. Toutefois, les différences de densités cellulaires des échantillons irradiés de bactéries en phase logarithmique, phase stationnaire, restreintes en nutriments et de basse température étaient de 96, 93, 94 et 86%, respectivement, par rapport aux témoins après 5h d'incubation. Les valeurs de mortalité indiquent qu'une même fluence de laser a des degrés d'efficacité variables selon l'état physiologique de la bactérie.Mots clés : irradiation au laser, bactéries à biofilms, état physiologique, mortalité.[Traduit par la Rédaction]

Keywords: bactéries à; biofilm-forming bacteria; biofilms; irradiation au laser; laser irradiation; mortality; mortalité; physiological status; état physiologique

Document Type: Research Article

Publication date: April 1, 2002

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  • Published since 1954, this monthly journal contains new research in the field of microbiology including applied microbiology and biotechnology; microbial structure and function; fungi and other eucaryotic protists; infection and immunity; microbial ecology; physiology, metabolism and enzymology; and virology, genetics, and molecular biology. It also publishes review articles and notes on an occasional basis, contributed by recognized scientists worldwide.
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