ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ НАНОНИТЕЙ НА ОСНОВЕ ПОЛИВИНИЛПИРРОЛИДОНА ДЛЯ ИММОБИЛИЗАЦИИ КЛЕТОК LACTOBACILLUSACIDOPHILUS

Исследована возможность использования нанонитей поливинилпирролидона (PVP) для иммобилизации клеток Lactobacillus аcidophilus штамма 317/402 Ep. n. v. «НАРИНЭ ААА». В эксперименте апробировано два варианта нанонитей (PVPI и PVPII) диаметром 200 - 300 нм, полученных методом электроспинининга. Первый вариант - это нанонити чистого высокомолекулярного поливинилпирролидона, в нитях второго варианта присутствовал еще и оксид цинка. В установке для электроспиннинга использован шприцевого насос «NE-300» и источник высокого напряжения «ИНВР-30/5» для создания электрическое поле напряженностью 1,8 кВ/см. Эффективность иммобилизации поливинилпирролидоном учитывали по состоянию и морфологии клеток ацидофильных лактобактерий, изменению скорости роста и степени рН культуральной среды. Установлено, что в присутствии PVP происходит увеличение размера колоний лактобактерий до 0,34 см, а количество жизнеспособных клеток изменяется от 4,1´ 10⁷ КОЕ/мл (PVP II) до 7,4 ´ 10⁸ КОЕ/мл (PVPI). Модификация PVP оксидом цинка стимулирует кислотоустойчивость пробиотических бактерий и вызывает формирование стойкой биопленки из экзогенных метаболитов. С помощью сканирующего электронного микроскопа установлен неоднородный характер экзометаболитного матрикса, состоящего преимущественно из экстрацеллюлярных волокон, временно удерживаемых на поверхности клеток бактерий. Полученные результаты подтверждают перспективность использования нанонитей PVP и их модификаций для оптимизации технологии иммобилизации пробиотиков.

иммобилизация, лактобактерии, нанонити, поливинилпирролидон, пробиотики, электроспиннинг

1. Blecher L., Lorenz D.H., Lowd H.L., Wood A.S., Wyman D.P. Polyvinylpyrrolidone // Davidson RL (ed) Handbook of water-soluble gums and resins. McGraw-Hill. 1980. New York. Р. 211-217.

2. Hong Y., Legge R.L., Zhang S., Chen P. Effect of amino acid sequence and pH on nanofiber formation of self-assembling peptides EAK16-II and EAK16-IV // Biomacromolecules.2003. V.4. N 5. Р. 1433-1442.

3. Ma P.X., Zhang R. Synthetic nano-scale fibrous extracellular matrix // J. of Biomedical Materials Research. 1999. V.46, N.1, pp 60-72.

4. Ellison C.J., Phatak A., Giles D.W. et. al. Melt blown nanofibers: Fiber diameter distributions and onset of fiber breakup // Polymer. 2007. Vol. 48. N.20. P. 6180-6187.

5. Doshi J., Reneker D.H. Electrospinning process and applications of electrospun fibers // J. of Electrostatics.1995. V.35. N.23. P. 151-160.

6. Li D., Wang Y., Xia, Y. Electrospinning nanofibers as uniaxially aligned arrays and layer-by-layer stacked films //Advanced Materials. 2004. V.16. N.4. P. 361-366.

7. Xue Y., Wang H., Yu D., Feng L., Dai L., Wang X., Lin T. Superhydrophobic electrospun POSS-PMMA copolymer fibers with highly ordered nanofibrillar and surface structures // Chemical Communications. 2009. N.42. P. 6418-6420.

8. Fang J., Wang H., Niu H., Lin T. et al. Evolution of fiber morphology during electrospinning //J. of Applied Polymer Science. 2010. V.118, N.5. P. 2553-2561.

9. Milosavljevic V., Jelinkova P., Jimenez A.- M., Moulick A. et. al. Alternative Synthesis Route of Biocompatible Polyvinylpyrrolidone Nanoparticles and Their Effect on Pathogenic Microorganisms // Mol. Pharmaceutics. 2017. N 14 (1). P. 221-233.

10. Zhao Y., Hu X., Li Z., Wang F., Xia Y. et al. Use of polyvinylpyrrolidone-iodine solution for sterilisation and preservation improves mechanical properties and osteogenesis of allografts // Scientiphic Reports. 2016. N 6. P. 107-113. DOI:10.1038/srep38669.

11. Sriwilaijaroen N., Wilairat P. et. аl. Mechanisms of the action of povidone-iodine against human and avian influenza A viruses: its effects on hemagglutination and sialidase activities // Virol. J. 2009. V.6. P. 132-144. DOI: 10.1186/1743-422X-6-124.

12. Pyar H., Peh K. K. Enteric coating of granules containing the probiotic Lactobacillus acidophilus // Acta Pharm. 2014. Jun; 64(2). P. 247-256.

13. Stummera S., Salar-Behzadia S., Ungera Frank M., Oelzantb S., Penningcelmut M., Viernsteina Н. Application of shellac for the development of probiotic formulations // Food Research International. 2009. N 43 (2010). P. 1312-1320.