Frystorkning är ofta ett enkelt och bekvämt sätt för att erhålla torra produkter av viabla bakterieceller. En fråga av processen är cellöverlevnad. Vi detalj här ett förfarande för att undersöka hur cellens överlevnad under frystorkning påverkas av egenskaperna hos den använda formuleringen.
Cellulär vatten kan tas bort för att reversibelt inaktivera mikroorganismer för att underlätta lagring. Ett sådant förfarande för avlägsnande är frystorkning, vilket anses vara en mild uttorkning metod. För att underlätta cellöverlevnad under torkning, cellerna formuleras ofta förväg. Formuleringen bildar en matris som bäddar in cellerna och skyddar dem från olika skadliga påkänningar på cellerna under frysning och torkning. Vi presenterar här en generell metod för att utvärdera överlevnaden av celler efter frystorkning och vi illustrera det genom att jämföra resultaten med fyra olika formuleringar: disackariden sackaros av sackaros härledda polymeren Ficoll PM400, och respektive polysackarider hydroxietylcellulosa (HEC ) och hydroxipropylmetylcellulosa (HPMC), på två stammar av bakterier, P. putida KT2440 och A. chlorophenolicus A6. I detta arbete har vi illustrera hur man förbereder formuleringar för frystorkning och hur man kan undersöka mekaismer av cellens överlevnad efter rehydrering genom att karaktärisera formuleringen hjälp av differentialscanningkalorimetri (DSC), ytmätningar spänning, röntgen analys och elektronmikroskopi och relatera dessa data till överlevnad. Polymererna valdes för att få en monomer struktur av respektive polysackarid liknar sackaros till en varierande grad. Med denna metod inställning visade vi att polymerer kan stödja cellöverlevnad så effektivt som disackarider om vissa fysikaliska egenskaper hos formuleringen styrs 1.
Motivet för denna studie var att undersöka några formuleringsegenskaper som kan vara av betydelse för cellens överlevnad under frystorkning. Även om den inneboende torkning toleransen varierar mellan olika arter, såsom illustreras i figur 1A, trenden på hur väl de olika formuleringar stödcellen överlevnad är likartad. Det är upplysande att börja med en jämförelse av sackaros och Ficoll. Man tror att en viktig faktor för en formulering för att stödja cellöverlevnad är förmågan av f…
The authors have nothing to disclose.
Arbetet stöddes av Svenska Stiftelsen för miljöstrategisk forskning (MISTRA) via DOM-programmet och Grant 211684 (BACSIN) från Europeiska unionen gemenskapens FP7 ramprogram. Vi tackar J. Engstrand om hjälp med att filma röntgen analys och L. Tang för att hjälpa till med den konceptuella berättande.
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. |