Воропаев Андрей Андреевич
Петровский б-р, д. 8, стр. 2, Москва, 127051
Andrey A. Voropaev
8/2 Petrovsky Blvd, Moscow 127051
Крысанова Юлия Игоревна
Петровский б-р, д. 8, стр. 2, Москва, 127051
Yulia I. Krysanova
8/2 Petrovsky Blvd, Moscow 127051
Фадейкина Ольга Васильевна, канд. биол. наук
Петровский б-р, д. 8, стр. 2, Москва, 127051
Olga V. Fadeikina, Cand. Sci. (Biol.)
8/2 Petrovsky Blvd, Moscow 127051
Валюхова Рузиля Маратовна
Петровский б-р, д. 8, стр. 2, Москва, 127051
Ruzilya М. Valyukhova
8/2 Petrovsky Blvd, Moscow 127051
Давыдов Дмитрий Сергеевич, канд. биол. наук
Петровский б-р, д. 8, стр. 2, Москва, 127051
Dmitry S. Davydov, Cand. Sci. (Biol.)
8/2 Petrovsky Blvd, Moscow 127051
ВВЕДЕНИЕ. Современные подходы к микробиологическим испытаниям в фармацевтической промышленности требуют использования стандартизированных по количеству жизнеспособных клеток тест-штаммов микроорганизмов. Наиболее удобной формой для их хранения и транспортировки является лиофилизированное состояние, обеспечивающее длительное сохранение жизнеспособности микроорганизмов. В научной литературе хорошо описаны различные режимы высушивания микроорганизмов в высокой концентрации (10⁷–10¹² КОЕ/мл). Однако такие режимы нельзя напрямую применять при работе со стандартизированными по количеству жизнеспособными клетками в низкой концентрации (10³ КОЕ/мл). Определение оптимального режима лиофилизации позволит решить проблему сохранения жизнеспособности клеток микроорганизмов в низкой концентрации.
ЦЕЛЬ. Разработка режима высушивания с использованием аппарата камерного типа, обеспечивающего выживаемость тест-штаммов микроорганизмов, стандартизированных по количеству жизнеспособных клеток в концентрации 10³ КОЕ/мл.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ. В работе использовали тест-штаммы микроорганизмов Salmonella enterica subsp. enterica serovar Abony NCTC 6017, Staphylococcus aureus АТСС 6538 и 6538P, Alcaligenes faecalis 415, Pseudomonas aeruginosa ATCC 9027, Yersinia enterocolitica ATCC 9610, Escherichia coli ATCC 25922, Micrococcus luteus ATCC 10240. Тест-штаммы лиофилизировали в сахарозо-желатиновой защитной среде, используя лиофильный аппарат камерного типа Martin Christ Epsilon 2-4 LSCplus.
РЕЗУЛЬТАТЫ. В экспериментах были установлены оптимальные параметры лиофильного высушивания микроорганизмов в концентрации 10³ КОЕ/мл в аппарате камерного типа: замораживание до минус 25 °С; первичное высушивание при температуре полки минус 35 °С и вакууме 0,4 мбар в течение 8 ч; досушивание при температуре 30 °С в течение 4 ч и остаточном давлении 0,001 мбар. Выживаемость тест-штаммов в низкой концентрации составляла от 22 до 100% в зависимости от вида микроорганизма. Качество полученных образцов тест-штаммов соответствовало показателю «Потеря в массе при высушивании», значения которого варьировались от 0,8 до 2,1%.
ВЫВОДЫ. Разработанный режим высушивания позволяет сохранять количество жизнеспособных клеток микроорганизмов, стандартизированных в низкой концентрации, используя лиофильный аппарат камерного типа. Замораживание ниже температуры эвтектики может снижать выживаемость микробных клеток после высушивания, как это показано для A. faecalis 415. Оценка выживаемости группы из восьми микроорганизмов в низкой концентрации после лиофилизации проведена впервые в России.
INTRODUCTION. Modern approaches to microbiological testing in the pharmaceutical industry require the use of microbial test strains standardized by the number of viable cells. The most convenient form for storage and transportation is lyophilized state, which ensures long-term preservation of the viability of microorganisms. Various drying modes for microorganisms in high concentrations (107–1012 CFU/mL) are described in the scientific literature. However, such modes cannot be directly applied while working with standardized by the number of viable cells containing 103 CFU/mL. Selection of the optimal lyophilization mode allows solving the problem of preserving the viability of microbial cells in a low concentration.
AIM. Development of a drying mode using a chamber-type apparatus that ensures the survival of microbial test strains standardized by the number of viable cells at a concentration of 103 CFU/ml.
MATERIALS AND METHODS. Microbial test strains Salmonella enterica subsp. enterica serovar Abony NCTC 6017, Staphylococcus aureus АТСС 6538 and 6538P, Alcaligenes faecalis 415, Pseudomonas aeruginosa ATCC 9027, Yersinia enterocolitica ATCC 9610, Escherichia coli ATCC 25922, Micrococcus luteus ATCC 10240 and Martin Christ Epsilon 2-4 LSCplus lyophilizer as well as sucrose-gelatin protective medium were used in the work.
RESULTS. The experiments established the optimal parameters for lyophilic drying of microorganisms at low concentrations (103 CFU/mL) in chamber-type devices: freezing to minus 25 °C, primary drying at a shelf temperature of minus 35 °C and a vacuum of 0.4 mbar for 8 h, and final drying for 4 h at a temperature of 30 °C and a residual pressure of 0.001 mbar. When using this mode, the survival rate of test strains at low concentrations ranged from 22 to 100% depending on the type of microorganism. The quality of the samples obtained was assessed using the parameter loss of drying which varied from 0.8 to 2.1%.
CONCLUSIONS. The proposed drying mode allows preserving the number of viable cells of microorganisms standardized at low concentrations using chamber-type lyophilic equipment. Freezing below the eutectic temperature may reduce survival of microbial cells after drying, as shown for A. faecalis strain 415. The survival of a set of eight microorganisms at low concentrations after lyophilization has been assessed for the first time in Russia.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.