Einsatz von Cryoprotectants zur Kryokonservierung von pathogenen Mikroorganismen (Yersinia pestis, Nocardia farcinia)
Die Bedeutung pathogener Mikroorganismen
Pathogene Mikroorganismen sind als biologische Ressourcen von großem Wert für die Biosicherheit, die menschliche Gesundheit, den Umweltschutz und erneuerbare Energien. Die ordnungsgemäße Konservierung dieser mikrobiellen Ressourcen ist von größter Bedeutung und erfordert Methoden, die die Reinheit, Lebensfähigkeit und Unversehrtheit aufrechterhalten und gleichzeitig einen anhaltenden Abbau verhindern.
Untersuchung der Kryokonservierung von N. farcinica und Y. pestis
Ziel dieser Studie ist die Untersuchung der Kryokonservierungstechnologie für zwei Arten von Bakterien: Nocardia farcinica (Gram-positiv) und Yersinia pestis Impfstoffstämme (Gram-negativ). Die Forschung untersucht die Auswirkungen von Kryoprotektoren (CPAs), Gefriertemperatur und Gefrier-Auftau-Zyklen auf diese Bakterien während des Kryokonservierungsprozesses.
Einfluss von Cryoprotectancts (CPAs) auf die bakterielle Überlebensrate
Die Ergebnisse zeigen, dass die Zugabe von CPAs wie Glycerin, Propylenglykol, Saccharose, Glukose, L-Carnitin, L-Prolin und Magermilch die Überlebensraten der Impfstämme von N. farcinica und Y. pestis deutlich erhöht. Es ist jedoch anzumerken, dass hohe Konzentrationen von CPAs bei diesen beiden Krankheitserregern biochemische Toxizität erzeugen können.
Abschwächung der biochemischen Toxizität: Die Rolle von zusammengesetzten CPAs
Die Verwendung von CPA-Verbundstoffen verringert nicht nur die Toxizität, sondern verbessert auch die Überlebensraten der Proben während der Kryokonservierung. Die optimale zusammengesetzte CPA für N. farcinica besteht aus 0,292 M Saccharose, 0,62 M L-Carnitin und 2,82 M Glycerin, während sie für Y. pestis aus 0,62 M L-Carnitin, 8,46 M Glycerin und 0,292 M Saccharose besteht.
Optimale Bedingungen: Temperatur und Gefrier- und Auftauzyklen
Die Ergebnisse zeigen, dass die Qualität der bei -80°C und -196°C gelagerten Stämme besser ist. Bei den Gefrier-Auftau-Zyklen zeigen die beiden Erreger einen unterschiedlichen Grad an Reduktion, wobei Y. pestis im Vergleich zu N. farcinica eine größere Abnahme der Überlebensrate erfährt.
Optimierung: Gleichmäßige Verteilung der Bakterien und die Rolle der Keimbildungsstellen
Die gleichmäßige Verteilung der Bakterien in den CPAs erleichtert die Bildung konsistenter Keimbildungsstellen im Lösungssystem und begünstigt so die Kryokonservierung der Stämme, wie in Experimenten mit dem Differential Scanning Calorimeter festgestellt wurde.