بهینه‌سازی فرآیند کشت و تخلیص توکسوئید دیفتری با تقلیل مرحله‌ای

Abstract

پیش‌زمینه و هدف: دیفتری یک بیماری حاد دستگاه تنفسی قابل‌کنترل با واکسن است که عامل آن باکتری گرم مثبت کورینه باکتریوم دیفتریه است. ازآنجایی‌که تهیه، تخلیص و سمیت‌زدایی واکسن این بیماری شامل مراحل متعدد و پیچیده‌ای است، بنابراین، تحقیق حاضر باهدف کوتاه کردن مراحل مختلف تخلیص توکسوئید، انجام گرفت. مواد و روش‌ها: برای این منظور و با روش مقایسه‌ای و مداخله‌ای، ابتدا بهینه‌سازی سه فاکتور مقدار آهن محیط کشت، دمای کشت و میزان دور شیکر برای تولید هر چه بیشتر توکسین انجام شد. در هر مورد آزمایش سه بار تکرار شد و مقادیر Lf و Kf جهت ارزیابی تولید توکسین تست شدند. پس از غیر فعال‌سازی توکسین و تولید توکسوئید، جهت تصفیه و تخلیص توکسوئید از تقلیل مرحله‌ای با کنترل فاکتورهای کیفی استفاده گردید. در این روش از مراحل اولترافیلتراسیون، ترسیب، دیالیز و کروماتوگرافی با ستون سفادکس G-25 استفاده شد. در شرایط تقلیل مرحله‌ای نیز در حالت اول مرحله دیالیز، در حالت دوم مرحله کروماتوگرافی و در حالت سوم هر دو مرحله دیالیز و کروماتوگرافی حذف شدند. نتایج هر روش با انجام SDS-PAGE و بررسی خلوص با نرم‌افزار Minitab 18 ارزیابی گردید ((p‹0.05. یافته‌ها: نتایج حاصل برای بهینه‌سازی محیط کشت نشان داد که مقدار آهن با غلظت ۱ میلی‌گرم در لیتر، دمای 35 درجه سانتی‌گراد و دور شیکر rpm 200 منجر به تولید بیشترین مقدار توکسین می‌شوند (p‹0.05). در آزمایش‌های مربوط به تقلیل مراحل تصفیه و تخلیص توکسوئید، بهترین نتایج در سری نمونه‌های تخلیص شده با مراحل اولترافیلتراسیون، ترسیب و کروماتوگرافی ستونی به دست آمد. بحث و نتیجه‌گیری: ازآنجاکه در تولید صنعتی، زمان و هزینه دو فاکتور کلیدی هستند، لذا با حذف مرحله دیالیز که به‌طور تقریبی دو هفته به طول می‌انجامد، می‌توان تولید توکسوئید برای واکسن دیفتری را با هزینه کمتر و در زمان کوتاه‌تر انجام داد.