Photodynamic inactivation of Escherichia coli by methylene blue and malachite green under red LED light

  • Guilherme Kyu Fabris Hasegawa Universidade Tecnológica Federal do Paraná - UTFPR
  • Josmaria Lopes de Morais Universidade Tecnológica Federal do Paraná - UTFPR
  • Marlene Soares Universidade Tecnológica Federal do Paraná - UTFPR
  • Adriane Martins de Freitas Universidade Tecnológica Federal do Paraná - UTFPR
Palabras clave: bacteria, cationic dye, photodynamic therapy, water disinfection

Resumen

This study assessed the effectiveness of methylene blue (MB) and malachite green (MG) on photodynamic inactivation (PDI) of Escherichia coli. The photosensitizers methylene blue (1000 mol L-1) and malachite green (250 mol L-1) were activated with a red light-emitting diode (LED) lamp (max = 636 nm). Bacterial suspensions containing 106 CFU mL-1 were irradiated for 5, 10 and 15 minutes (energy density = 119.9 J cm-2, 223.9 J cm-2 and 335.8 J cm-2, respectively). The following experimental conditions were performed for each photosensitizer: no light irradiation or photosensitizer, irradiation only, photosensitizer only or irradiation in the presence of a photosensitizer. Next, serial dilutions were prepared and seeded onto PCA medium for the determination of the number of colony-forming units per milliliter (CFU mL-1). The results were subjected to analysis of variance (ANOVA) and Tukey test (P<0.05). Photodynamic inactivation using MB and MG was effective in reducing the number of E. coli. Malachite green (250 µmol L-1) photosensitization was able to achieve reductions of over 89% in the viable counts after 15 min of irradiation and methylene blue (1000 µmol L-1), at the same conditions of irradiation, showed a rate growth inhibition of 94.6%. The red LED light used has proven to be effective in the photosensitizing dyes and proved a good alternative to conventional light sources such as laser.

Biografía del autor/a

Guilherme Kyu Fabris Hasegawa, Universidade Tecnológica Federal do Paraná - UTFPR
Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Departamento Acadêmico de Química e Biologia, Rua Dep. Heitor Alencar Furtado, 5000, CEP 81280-340, Curitiba-Pr Graduado em Tecnologia em Processo em Processos Ambientais pela UTFPR (2013). CV Lattes: http://lattes.cnpq.br/7718559457993157
Josmaria Lopes de Morais, Universidade Tecnológica Federal do Paraná - UTFPR
Departamento de Física, Universidade Tecnológica Federal do Paraná - UTFPR, Av. Sete de Setembro, 316, 80230-901, Curitiba, PR, Brasil, telefone: + 55 41 3310-4639. Possui Bacharelado e Licenciatura em Química pela Universidade Federal do Paraná, especialização em Metodologia Científica, Mestrado em Ciências pela Universidade Tecnológica Federal do Paraná e Doutorado em Química pela Universidade Federal do Paraná. Professora da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR). Desde 2010 atua no Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental, onde orienta alunos de mestrado e ministra disciplinas. Principais áreas de atuação: Tratamento de efluentes empregando processos oxidativos avançados combinados com processos biológicos, Avaliações de Biodegradabilidade e de Toxicidade; Gestão ambiental e Educação Ambiental. CV Lattes: http://lattes.cnpq.br/8625487251371421
Marlene Soares, Universidade Tecnológica Federal do Paraná - UTFPR
Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Departamento Acadêmico de Química e Biologia, Rua Dep. Heitor Alencar Furtado, 5000, CEP 81280-340, Curitiba-Pr Possui graduação em Engenharia de Alimentos pela PUC - PR (1993), Mestrado em Tecnologia de Alimentos pela UFPR (1998) e Doutorado em Processos Biotecnologicos pela UFPR (2006). Realizou parte da pesquisa do mestrado no Institute ORSTOM, em Montpellier-França. Em 2001 participou durante 6 meses de um intercâmbio profissional na Alemanha, por intermedio da Carl Duisber Gesellschaft (atual InWent). Atualmente é professora da UTFPR-Câmpus Curitiba. Tem experiência nas áreas dee controle ambiental em processos agroindustriais (Gestão de resíduos) e de Biotecnologia Ambiental. É sócia instituidora da Fundação de Apoio à Educação, Pesquisa e Desenvolvimento Científico da UTFPR. CV Lattes: http://lattes.cnpq.br/6886593335515607
Adriane Martins de Freitas, Universidade Tecnológica Federal do Paraná - UTFPR
Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Departamento Acadêmico de Química e Biologia, Rua Dep. Heitor Alencar Furtado, 5000, CEP 81280-340, Curitiba-Pr Graduada em Ciências Biológicas pela Universidade Federal do Paraná (1998), Mestrado em Biotecnologia pela Universidade Federal de Santa Catarina (2001) e Doutorado em Química pela Universidade Federal do Paraná (2008). Desde 2009, é Professora Adjunta e pesquisadora do Departamento de Química e Biologia (DAQBI) da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR). Tem experiência na área de produtos naturais, cultivo celular, ecotoxicidade e citotoxicidade, e tratamento de águas por Processos Oxidativos Avançados. É professora permanente do Programa de Pós Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental (PPGCTA-UTFPR). CV Lattes: http://lattes.cnpq.br/0004273272645453
Publicado
01/04/2015
Sección
Articulos