Summary

세포 생존에 박테리아와 그 영향의 동결 건조 공법

Published: August 03, 2013
doi:

Summary

동결 건조는 종종 실행 가능한 세균 세포의 건조 제품을 얻을 수있는 쉽고 편리한 방법입니다. 프로세스의 문제는 세포의 생존이다. 여기에 우리가 세부 동결 건조하는 동안 세포의 생존을 사용 제형의 특성에 의해 영향을하는 방법을 조사하는 절차입니다.

Abstract

휴대 물을 가역적으로 저장을 촉진하기 위하여 미생물을 불 활성화 제거 할 수 있습니다. 제거 하나의 방법은 부드러운 탈수 방법으로 간주됩니다 동결 건조입니다. 건조하는 동안 세포의 생존을 촉진, 세포는 종종 미리 공식화된다. 제제는 세포를 내장하고 동결 건조하는 동안 세포에 부과되는 각종 유해한 스트레스에서 그들을 보호하는 매트릭스를 형성한다. 우리는 여기에서 동결 건조 후 세포의 생존율을 평가하는 일반적인 방법을 제시하고 우리는 네 가지 공식으로 얻은 결과를 비교하여 보여줍니다 이당류 자당, 폴리머 Ficoll PM400 파생 된 자당, 그리고 각각의 다당류 히드 록시 에틸 셀룰로오스 (HEC 박테리아의 두 가지 변종, P.) 및 히드 록시 프로필 메틸 셀룰로오스 (HPMC) 의 putida KT2440 및 A. chlorophenolicus A6. 이 작품에서 우리는 동결 건조 공법을 준비하는 방법과 mechan를 조사하는 방법을 보여줍니다시차 주사 열량계 (DSC), 표면 장력 측정, X-선 분석과 전자 현미경의 사용과 생존율에 해당 데이터를 관련 제제의 특성에 의해 재수 후 세포 생존의 ISMS. 고분자는 다양한 각도로 각각의 다당류 닮은 자당의 단량체 구조를 얻기 위해 선택되었다. 이 방법 설정을 사용하여 우리는 제제의 특정 물성 1 제어하는 경우 고분자 이당류로 효과적으로 세포의 생존을 지원할 수있는 것으로 나타났다.

Protocol

1. P.의 재배 및 수확 의 putida P.의 식민지에 트립신 간장 국물 100 ㎖ (TSB)를 접종하여 모나스의 putida의 스타터 문화를 준비 의 putida 세포는 트립신 간장 국물 (TSA)로 보충 한천에서 배양. 130 rpm으로 설정 떨고 보드에 30 ° C에서 문화를 유지합니다. 7 시간 신선한 TSB-매체에 스타터 문화 동등한에서 주 문화의 최종 부피의 1 / 10로 나누어지는을 전송 한 …

Representative Results

표 1은 배합 성분에 대한 자료, 냉동 공법, 건조 시료의 구조와 배합 솔루션의 표면 장력 가열하는 동안 DSC에 의해 기록 된 열 이벤트를 표시합니다. 자당의 T g '는 -40 ° C 2, 3으로 결정되었으며, 20 % w / w 이하 자당 농도에서 감지하기 어려울 수 있습니다. -35에서 열 이벤트는 ° C 아마도 얼음 용해 2의 발병에 관련되어 있습니다. 결정 구조는 HEC와 HPMC ?…

Discussion

본 연구의 동기는 동결 건조하는 동안 세포의 생존을 위해 중요 할 수있는 몇 가지 제형의 특성을 조사하는 것이었다. 고유의 건조 내성이 다른 종 사이에 차이가 있지만, 그림 1A, 다른 공식 지원 세포의 생존과 유사합니다 얼마나 잘 추세에 나와 있습니다. 그것은 자당과 Ficoll의 비교로 시작하는 정보입니다. 그것은 세포의 생존을 지원하는 제제의 핵심 요소 따라서는 건조 상태에있…

Divulgations

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

작업은 DOM 프로그램과 유럽 연합 (EU) 커뮤니티 FP7 프레임 워크 프로그램의 보조금 211,684 (BACSIN)를 통해 전략적 환경 연구를위한 스웨덴 재단 (MISTRA)에 의해 지원되었다. 우리는 개념 이야기를 돕는에 대한 X-선 분석과 L. 당나라 촬영에 도움 J. Engstrand 감사합니다.

Materials

Name of the reagent Company Catalogue number Comments (optional)
Ficoll PM 400 GE-healthcare 17-0300-10  
HEC (Natrosol-M Pharm Grade) Ashland   Gift from Ashland
HPMC (Methocel F4M) Dow   Gift from the Department of Pharmacy, Uppsala University
Sucrose Sigma-Aldrich S2395  
NaCl Sigma-Aldrich 71376  
Tryptic Soy broth Merck 105459  
Tryptic Soy Agar Merck 105458  
Lyostar II FTS Kinetics N.A.  
Pyris Diamond DSC Perkin-Elmer N.A.  
Bruker AXS SMART CCD 1k Diffractometer Bruker N.A  
Dual-beam FEI Strata DB235 FIB/SEM FEI N.A  
Krüss Educational Tensiometer Krüss N.A.  

References

  1. Wessman, P., Mahlin, D., et al. Impact of matrix properties on the survival of freeze-dried bacteria. J. Sci. Food Agric. 91 (14), 2518-2528 (2011).
  2. Ablett, S., Izzard, M. J., et al. Differential Scanning Calorimetric Study of Frozen Sucrose and Glycerol Solutions. Journal of the Chemical Society-Faraday Transactions. 88 (6), 789-794 (1992).
  3. Knopp, S. A., Chongprasert, S., et al. The relationship between type TMDSC curve of frozen sucrose solutions and collapse during freeze-drying. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. 54 (2), 659-672 (1998).
  4. Crowe, J. H., Leslie, S. B., et al. Is Vitrification Sufficient to Preserve Liposomes during Freeze-Drying. Cryobiology. 31 (4), 355-366 (1994).
  5. Jain, P., Sen, S., et al. Effect of glass-forming biopreservatives on head group rotational dynamics in freeze-dried phospholipid bilayers: A P-31 NMR study. Journal of Chemical Physics. 131 (2), (2009).
  6. Stock, J. B., Rauch, B., et al. Periplasmic Space in Salmonella-Typhimurium and Escherichia-Coli. Journal of Biological Chemistry. 252 (21), 7850-7861 (1977).
  7. Crowe, J. H., Hoekstra, F. A., et al. Anhydrobiosis. Annual Review of Physiology. 54, 579-599 (1992).
  8. Leslie, S. B., Israeli, E., et al. Trehalose and Sucrose Protect Both Membranes and Proteins in Intact Bacteria during Drying. Applied and Environmental Microbiology. 61 (10), 3592-3597 (1995).
  9. Nesarikar, V. V., Nassar, M. N. Effect of cations and anions on glass transition temperatures in excipient solutions. Pharmaceutical Development and Technology. 12 (3), 259-264 (2007).
  10. You, Y., Ludescher, R. D. The effect of sodium chloride on molecular mobility in amorphous sucrose detected by phosphorescence from the triplet probe erythrosin B. Carbohydr. Res. 343 (2), 350-363 (2008).
  11. Crowe, J. H., Hoekstra, F. A., Nguyen, K. H. N., Crowe, L. M. Is vitrification involved in depression of the phase transition temperature in dry phospholipids. Biochim. Biophys. Acta Biomembr. 1280, 187-196 (1996).
check_url/fr/4058?article_type=t

Play Video

Citer Cet Article
Wessman, P., Håkansson, S., Leifer, K., Rubino, S. Formulations for Freeze-drying of Bacteria and Their Influence on Cell Survival. J. Vis. Exp. (78), e4058, doi:10.3791/4058 (2013).

View Video