تركيبات لتجميد التجفيف من البكتيريا وتأثيرها على بقاء الخلية
Summary
تجميد التجفيف هو في كثير من الأحيان وسيلة سهلة ومريحة للحصول على المنتجات الجافة من الخلايا البكتيرية قابلة للحياة. قضية من هذه العملية هو بقاء الخلية. ونحن من التفصيل هنا إجراء التحقيق في كيفية ويتأثر بقاء الخلية أثناء التجميد والتجفيف عن طريق خصائص الصيغة المستخدمة.
Abstract
يمكن إزالة المياه الخلوية لتعطيل عكسية الكائنات الحية الدقيقة لتسهيل التخزين. أسلوب واحد من هذا القبيل هو من إزالة التجميد والتجفيف، والتي تعتبر وسيلة لطيف الجفاف. لتسهيل بقاء الخلية أثناء التجفيف، غالبا ما تصاغ الخلايا مسبقا. يشكل صياغة مصفوفة التي يضمن الخلايا ويحميهم من الضغوط الضارة المختلفة المفروضة على الخلايا أثناء التجميد والتجفيف. نقدم هنا طريقة عامة لتقييم معدل البقاء على قيد الحياة من الخلايا بعد التجميد والتجفيف ونحن لتوضيح ذلك من خلال مقارنة النتائج المتحصل عليها مع أربع صيغ مختلفة: السكروز ديساكهارايد، والسكروز المستمدة البوليمر Ficoll PM400، والسكريات منها هيدروكسي إيثيل السليلوز (HEC ) وهيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز (HPMC)، على سلالتين من البكتيريا، P. KT2440 الكريهة وA. A6 chlorophenolicus. في هذا العمل الذي نقوم توضيح كيفية إعداد صيغ لالتجميد والتجفيف وكيفية التحقيق في ميكانالمذهبين من بقاء الخلية بعد الإماهة بواسطة تميز صياغة باستخدام من الفرق الكالوري المسح الضوئي (DSC)، وقياسات التوتر السطحي، تحليل الأشعة السينية، والمجهر الإلكتروني والمتعلقة تلك البيانات لمعدلات البقاء على قيد الحياة. تم اختيار البوليمرات للحصول على هيكل أحادى من السكاريد منها تشبه السكروز إلى درجات متفاوتة. باستخدام هذا الأسلوب الإعداد أظهرنا أن البوليمرات يمكن أن تدعم بقاء الخلية على نحو فعال مثل ثنائيات السكاريد إذا كانت بعض الخصائص الفيزيائية للصياغة يتم التحكم 1.
Protocol
Representative Results
Discussion
وكان الدافع وراء هذه الدراسة إلى التحقيق في بعض خصائص الصياغة التي قد تكون ذات أهمية لبقاء الخلية أثناء التجميد والتجفيف. على الرغم من أن التسامح تجفيف الجوهرية يختلف بين الأنواع المختلفة، كما هو موضح في الشكل 1A، فإن الاتجاه على مدى الصياغات المختلفة دعم بق…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
وأيد هذا العمل من قبل مؤسسة السويدية للبحوث البيئي الاستراتيجي (MISTRA) من خلال برنامج المنح DOM و211684 (BACSIN) من البرنامج الإطاري الاتحاد الأوروبي FP7 الجماعة. نشكر J. Engstrand للمساعدة في تصوير تحليل الأشعة السينية وL. تانغ لمساعدة مع السرد المفاهيمي.
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. |
Riferimenti
- 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).
- 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).
- 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).
- Crowe, J. H., Leslie, S. B., et al. Is Vitrification Sufficient to Preserve Liposomes during Freeze-Drying. Cryobiology. 31 (4), 355-366 (1994).
- 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).
- Stock, J. B., Rauch, B., et al. Periplasmic Space in Salmonella-Typhimurium and Escherichia-Coli. Journal of Biological Chemistry. 252 (21), 7850-7861 (1977).
- Crowe, J. H., Hoekstra, F. A., et al. Anhydrobiosis. Annual Review of Physiology. 54, 579-599 (1992).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
