Summary

Las formulaciones para la liofilización de las bacterias y su influencia en la supervivencia celular

Published: August 03, 2013
doi:

Summary

La liofilización es a menudo una manera fácil y conveniente de obtener productos secos de células bacterianas viables. Un problema del proceso es la supervivencia celular. Nos detalle aquí un procedimiento para investigar cómo la supervivencia celular durante la liofilización está influenciada por las propiedades de la formulación utilizada.

Abstract

Agua celular se puede quitar para inactivar microorganismos reversible para facilitar el almacenamiento. Uno de tales métodos de eliminación es la liofilización, que se considera un método de deshidratación suave. Para facilitar la supervivencia celular durante el secado, las células se formulan a menudo de antemano. La formulación forma una matriz que incorpora las células y los protege de diversas tensiones perjudiciales impuestas a las células durante la congelación y el secado. Se presenta aquí un método general para evaluar la tasa de supervivencia de las células después de la liofilización y que se ilustra mediante la comparación de los resultados obtenidos con cuatro formulaciones diferentes: la sacarosa, el disacárido sacarosa polímero derivado de Ficoll PM400, y los respectivos polisacáridos hidroxietil celulosa (HEC ) e hidroxipropil metil celulosa (HPMC), en dos cepas de bacterias, P. putida KT2440 y A. A6 chlorophenolicus. En este trabajo se ilustra cómo preparar formulaciones para la liofilización y cómo investigar la mecánicaismos de la supervivencia celular después de la rehidratación mediante la caracterización de la formulación utilizando de calorimetría diferencial de barrido (DSC), mediciones de tensión superficial, análisis de rayos X, y la microscopía electrónica y en relación a los datos de las tasas de supervivencia. Los polímeros se eligen para obtener una estructura monomérica del respectivo polisacárido sacarosa se asemeja a un mayor o menor grado. El uso de este método de instalación que mostramos que los polímeros pueden apoyar la supervivencia de las células tan eficazmente como disacáridos si ciertas propiedades físicas de la formulación son controlados 1.

Protocol

1. El cultivo y la cosecha de P. putida Preparar un cultivo iniciador de Pseudomonas putida mediante la inoculación de 100 ml de caldo de soja tríptico (TSB) con una colonia de P. células putida cultivadas en agar suplementado con caldo de soja tríptico (TSA). Mantener el cultivo a 30 ° C en un tablero de agitación fijado en 130 rpm. Después de 7 h transferir una alícuota del cultivo iniciador equivalente a 1/10 del volumen final del cultivo principal a la…

Representative Results

La Tabla 1 muestra los datos sobre la composición de la formulación, eventos térmicos registrados por DSC durante el calentamiento de las formulaciones congeladas, la estructura de las muestras secas y la tensión superficial de las soluciones de formulación. La Tg 'de sacarosa se ​​ha determinado a -40 ° C 2, 3 y puede ser difícil de detectar para concentraciones de sacarosa inferior al 20% w / w. El evento térmico a -35 ° C está probablemente relacionado…

Discussion

El motivo de este estudio fue investigar algunas propiedades de formulación que puedan ser de importancia para la supervivencia celular durante la liofilización. Aunque la tolerancia intrínseca secado varía entre las diferentes especies, como se ilustra en la Figura 1A, la tendencia de qué tan bien la diferente supervivencia de las células de soporte formulaciones es similar. Es informativo para comenzar con una comparación de la sacarosa y Ficoll. Se cree que un factor clave para una formulació…

Divulgations

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

El trabajo fue apoyado por la Fundación Sueca para la Investigación Estratégica Ambiental (MISTRA) a través del programa de DOM y Grant 211684 (BACSIN) del Programa Marco de la Unión Europea Comunidad 7PM. Damos las gracias a J. Engstrand de asistencia en la filmación del análisis de rayos X y L. Tang por su ayuda en la narrativa conceptual.

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

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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).

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