Separace bakteriálních buněk pomocí kapilární zónové elektroforézy

ŠNAJDROVÁ, Lenka, Zdeněk GLATZ a D.W. ARMSTRONG. Separace bakteriálních buněk pomocí kapilární zónové elektroforézy. Chemické Listy. Praha: Česká společnost chemická, 2002, roč. 96, č. 6, s. 432. ISSN 0009-2770.

Základní údaje

• Originální název: Separace bakteriálních buněk pomocí kapilární zónové elektroforézy
• Název anglicky: Separation of bacterie by capillary zone electrophoresis
• Autoři: ŠNAJDROVÁ, Lenka (203 Česká republika), Zdeněk GLATZ (203 Česká republika, garant) a D.W. ARMSTRONG (840 Spojené státy).
• Vydání: Chemické Listy, Praha, Česká společnost chemická, 2002, 0009-2770.

Další údaje

• Originální jazyk: čeština
• Typ výsledku: Článek v odborném periodiku
• Obor: 10600 1.6 Biological sciences
• Stát vydavatele: Česká republika
• Utajení: není předmětem státního či obchodního tajemství
• Impakt faktor: Impact factor: 0.336
• Kód RIV: RIV/00216224:14310/02:00006228
• Organizační jednotka: Přírodovědecká fakulta
• Klíčová slova anglicky: CZE; bacterie
• Štítky: bacterie, CZE

Anotace

Kapilární zónová elektroforéza (CZE) je relativně nová analytická metoda, která v současné době zaznamenává obrovský vývoj. Hlavními výhodami jsou značná diverzita v aplikačních možnostech, jednoduché provedení, minimální spotřeba vzorku a především minimální organické odpady. Vysoká účinnost a rychlost analýzy spolu s výše uvedenými metodami ji předurčují pro analýzu komplexních směsí biologické-ho původu, včetně živých bakteriálních buněk. Elektroforetická separace bakterií je založena na skutečnosti, že povrch bakteriálních buněk je pokryt nabitými polymery (sialové kyseliny, polysacharidy, lipopolysacharidy a proteiny), které nesou velké množství ionizovatelných skupin (karboxylové, fosfátové, sulfátové skupiny a aminoskupiny). Na povrchu buňky jsou většinou přítomny kladně i záporně nabité skupiny, a buněčný povrch je tedy amfoterní. Při vyšších hodnotách pH je celkový náboj záporný, při nižších hodnotách pH kladný. Zastoupení polymerů na povrchu bakteriální buňky je dáno především genetickou výbavou mikroorganismu, ale i růstovými podmínkami. V tekutých médiích interagují ionizovatelné polymery na povrchu buňky s protiionty z okolního média, a vzniká tak elektrická dvojvrstva, která určuje celkový elektrokinetický potenciál buňky. Elektrokinetický potenciál je ovlivňován mnoha faktory, např. typem bakterie a jejím stářím, ale také růstovými podmínkami (pH, iontová síla a chemické složení okolního média). Je-li během elektroforetického procesu složení média neměnné, dá se předpokládat, že na základě odlišného elektrokinetického potenciálu dojde k separaci bakterií, které byly kultivovány za odlišných podmínek. Byla studována elektroforetická separace různých bakterií za různých experimentálních podmínek. Nesmírně důležité je složení pracovního pufru, který narozdíl od běžných pufrů používaných v CZE obsahuje navíc 0,025% polyethylenoxidu (PEO). Tento polymer způsobuje dynamickou deaktivaci kapiláry, což je nezbytnou podmínkou pro úspěšnou separaci bakteriálních buněk. Bylo zjištěno, že s nejvyšší účinností a reprodukovatelností se dají separovat bakterie mléčného kvašení (Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus rhamnosus, Bifidus infantis).

Anotace anglicky

Capillary zone electrophoresis (CZE) is a rapidly growing separation technique. One of the greatest advantages is its diverse application range. In addition, CZE offers a simple method development, minimal sample volume requirements, and lack of organic waste. High efficiency and rate of CZE predetermine this method for the analysis of complex mixtures of biological origin, including living bacterial cells. The electrophoretic separation of bacteria is based on the fact that the surface of bacterial cells is covered with charged polymers (sialic acids, polysaccharides, lipopolysaccharides and proteins) that carry a considerable number of ionizable groups (carboxyl, phosphate, sulphate and amino groups). Both positively and negatively charged groups are present on the bacterial surface, which is therefore amphoteric. The net charge is negative at high values of pH and positive at low values of pH. The polymer composition on the bacterial surface depends mainly on the genetic predisposition of the microorganism, but also on the growth conditions. In a liquid medium, the ionizable polymers on the bacterial surface react with the counterions of the surrounding medium, and a electric double layer is formed, which determines the net electrokinetic potential of the cell. The electrokinetic potential may be influenced by many factors, such as type of bacterium and its age, as well as the growth conditions (pH, ionic strength and chemical composition of the surrounding medium). If during the electrophoretic process the composition of the medium is invariable, it may be assumed that on the basis of different electrokinetic potential, those bacteria will be separated that have been cultived in different conditions. Using different experimental conditions, the electrophoretic separations of bacteria Acidithiobacillus ferroxidans, Paracoccus denitrificans, Micrococcus luteus, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus rhamnosus and Bifidobacterium infantis have been performed. Apart from those types of buffers which are used commonly in CZE (eg. phosphate, borate), a special buffer containing 0,025% of polyethylenoxide (PEO) has been used. This polymer brings about the dynamic deactivation of the capillary, which is an essential requirement for a succesful separation of bacterial cells. The reproducibilities of the retention time and of the peak area are very good: the relative standard deviation does not exceed 5%.

Návaznosti

• GA525/00/0785, projekt VaV: Název: Acidifikační procesy v sulfidových odpadech

Investor: Grantová agentura ČR, Acidifikační procesy v sulfidových odpadech