Methoden zur Evaluation von Zytotoxizit¨at und Struktur ... - OPUS

80 4. Ergebnisse und Diskussion
4.2 Kapillarelektrophoretische Methode zur Analyse in-
takter Mikroorganismen
Überblick:
Im Folgenden wird eine kapillarelektrophoretische (CE) Methode zur
Charakterisierung und Trennung verschiedener Bakterienstämme
und deren Agglomerate und Ketten entwickelt. Das Hauptaugen-
merk liegt auf der Standardisierung und Optimierung der Bakte-
rienproben, der Pufferlösungen und der CE-Bedingungen zur Eta-
blierung einer robusten, reproduzierbaren und präzisen Analyse-
Technik, die sich zur Weiterentwicklung als Zytotoxizitätstest eignet.
4.2.1 Beschreibung einer Bakterienkultur mittels Kapillarelektro-
phorese
Die Eigenschaft von Bakterien Agglomerate und Ketten zu bilden ist zum einen bak-
terienspezifisch und zum anderen abhängig von der äußeren Umgebung. Für eine be-
stimmte Bakterienspezies ergibt sich daraus je nach pH, Ionenstärke und Zusammen-
setzung verschiedener Ionen eine charakteristische Größenverteilung verschiedener
Biokolloide im Größenbereich weniger µm [224]. Zusammen mit der Ladung der
Zelloberfläche bestimmt diese Größenverteilung die unterschiedlichen elektropho-
retischen Mobilitäten (Abschnitt 3.2.2.2). Die Ladung einer Zelle, von deren Hülle
hauptsächlich Aminosäurereste, geladene Zucker und Zuckerlipide nach außen ragen,
ist auch bei gleicher Elektrolytumgebung bei Gram-positiven und -negativen Bakte-
rien unterschiedlich. Dies ist in der verschiedenartigen Zusammensetzung der Zell-
wand begründet (Abschnitt 3.2.1.1). Neben der äußeren Umgebung bestimmt auch die
Alterung einer Zelle die äußere Ladung. Die Verteilung der elektrophoretischen Mo-
bilitäten kann somit zur Erstellung charakteristischer und bakterienspezifischer Peak-
muster genutzt werden. Die Anzahl, Reihenfolge und die Form der Signale im Elektro-
pherogramm charakterisieren dabei den elektrophoretischen Fingerabdruck (”finger-
print”). So muss z. B. eine Peakverbreiterung kein Fehler der Methode sein, sondern
kann durch die Größe und Form der detektierten Kolloide verursacht werden [77].
4.2.2 Auswahl verschiedener Bakterienstämme
Zur Entwicklung einer CE-Methode zur Trennung und Charakterisierung verschiede-
ner Bakterien, die sich zur Etablierung eines Zytotoxizitätstests für die Bestimmung
antibakterieller Wirksamkeiten potenzieller Wirkstoffe eignet, wurden die folgenden
Rahmenbedingungen an die auszuwählenden Bakterien gestellt: