Aquí, presentamos un protocolo para inactivar bacterias patógenas con especies reactivas de oxígeno producidas durante la fotólisis del mononucleótido de flavina (FMN) bajo irradiación de luz azul y violeta de baja intensidad. Se ha demostrado que la fotólisis FMN es un método simple y seguro para procesos sanitarios.
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Artículo de método
Inactivación de patógenos mediante fotólisis con luz visible de riboflavina-5′-fosfato
En este artículo
Resumen
Resumen
Riboflavina-5'-fosfato (o mononucleótido de flavina; FMN) es sensible a la luz visible. Se pueden generar varios compuestos, incluidas las especies reactivas de oxígeno (ROS), a partir de la fotólisis FMN tras la irradiación con luz visible. Las ROS generadas a partir de la fotólisis FMN son perjudiciales para los microorganismos, incluidas las bacterias patógenas como Staphylococcus aureus (S. aureus). Este artículo presenta un protocolo para desactivar S. aureus, como ejemplo, a través de reacciones fotoquímicas que involucran FMN bajo irradiación de luz visible. El anión radical superóxido () generado durante la fotólisis FMN se evalúa mediante la reducción de nitro azul tetrazolio (
NBT). La viabilidad microbiana de S. aureus que se atribuye a especies reactivas se utilizó para determinar la efectividad del proceso. La tasa de inactivación bacteriana es proporcional a la concentración de FMN. La luz violeta es más eficiente para inactivar S. aureus que la irradiación de luz azul, mientras que la luz roja o verde no impulsa la fotólisis FMN. El presente artículo demuestra la fotólisis FMN como un método simple y seguro para procesos sanitarios.
Introducción
La riboflavina-5′-fosfato (FMN) se forma por fosforilación en la posición de riboflavina 5′ de la cadena lateral ribitil y es requerida por todas las flavoproteínas para numerosos procesos celulares para generar energía. También desempeña el papel de vitamina para algunas funciones en el cuerpo humano1. FMN es aproximadamente 200 veces más soluble en agua que la riboflavina2.
La inactivación fotodinámica antibacteriana (aPDI) de las bacterias es una forma eficiente de controlar la resistencia a las bacterias 3,4 porque no depende del m....
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Protocolo
1. Configuración del sistema de fotólisis
- Monte seis diodos emisores de luz (LED) (DC 12 V) en el interior de un vaso de plástico opaco (8 cm x 7 cm) como se muestra en la Figura 1 para establecer un sistema de fotólisis31.
- Agregue reactivos (ver más abajo) en los tubos de ensayo de vidrio (13 mm de diámetro y 100 mm de altura) y asegure los tubos en la parte superior de la copa como se muestra en la Figura 1. Coloque la configuración experimental en una habitación con una temperatura constante de 25 ± 3 °C.
- Monitoree y registre la tempera....
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Resultados
Efecto de la longitud de onda de la luz en FMN
Los espectros de absorbancia de 0,1 mM FMN que se irradian utilizando LED azules, verdes, rojos y violetas se muestran en la Figura 3. Hay dos picos para FMN (372 nm y 444 nm) para el control oscuro. La luz verde y roja no tienen ningún efecto porque los cambios en los espectros son insignificantes. Por otro lado, la absorbancia respectiva de FMN a 444 nm se reduce en aproximadamente un 19% y 34%, respectivamente, después de .......
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Discusión
Un fotosensibilizador aumenta la reacción fotoquímica de los compuestos químicos para generar ROS. Los microorganismos patógenos pueden ser inactivados por irradiación de luz en presencia de fotosensibilizadores. Este estudio determina la aPDI de S. aureus debido a ROS generadas por irradiación de luz violeta de un fotosensibilizador exógeno, FMN.
Como se muestra en la Figura 3, para FMN, la absorbancia a 444 nm se reduce significativamente después de 5 m.......
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Divulgaciones
Los autores declaran no tener conflictos de intereses.
Agradecimientos
Los autores agradecen al Dr. Tak-Wah Wong y al Sr. Zong-Jhe Hsieh por su apoyo con los experimentos.
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Materiales
| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| Luces LED azules, verdes y rojas | Vita LED Technologies Co., Tainan, Taiwán | DC 12 V 5050 | |
| Dimethyl Sulfoxide | Sigma-Aldrich, St. Louis, MO | 190186 | |
| Termómetro infrarrojo | Raytek Co. Santa Cruz, CA | MT4 | |
| LB caldo | Difco Co., NJ | ||
| L-Metionina | Sigma-Aldrich, St. Louis, MO | 1.05707 | |
| NBT | Bio Basic, Inc. Markham, Ontario, Canadá | ||
| Suministro de energía | China tech Co., Nueva ciudad de Taipei, Taiwán | YP30-3-2 | |
| Riboflavina 5′-fosfato | Sigma-Aldrich, St. Louis, MO | R7774 | |
| RNase | Nueva Inglaterra BioLabs, Inc. Ipswich, MA | ||
| Medidor de energía solar | Tenmars Electronics Co., Taipei, Taiwán | TM-207 | |
| Staphylococcus aureus subsp. aureus | Centro de Investigación y Recolección de Recursos Biológicos (BCRC), Hsinchu, Taiwán | 10451 | |
| Espectrómetro óptico UV-Vis | Ocean Optics, Dunedin, FL | USB4000 | |
| Espectrofotómetro UV-Vis | Hitachi High-Tech Science Corporation, Tokio, Japón | U-2900 | |
| LED violeta | Long-hui Electronic Co., LTD, Dongguan, China |
Referencias
- Jian, H. L., Cheng, C. W., Chen, L. Y., Liang, J. Y. The photochemistry of riboflavin. MC-Transaction on Biotechnology. 3, 1-11 (2011).
- Lin, Y., Eitenmiller, R. R., Landen, W. O. Riboflavin. Vitamin analysis for the health and food sciences. , CRC Press. 329-360 (2008).
- Xie, L. J., Wang, R. L., Wang, D., Liu, ....
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Reimpresiones y permisos
