Title: Bio-suspensions in the ultrasonic h-shape filter
Language: English
Authors: Koch, Cosima
Qualification level: Diploma
Keywords: Ultraschall; stehende Wellen; 2.1MHz; h-Separator; Saccharomyces cerevisiae; Viabilität; UV O.D.; Zellwachstum
ultrasound; standing waves; 2.1MHz; h-shape filter; Saccharomyces cerevisiae; cell viability; UV O.D.; cell growth
Advisor: Benes, Ewald
Assisting Advisor: Radel, Stefan
Issue Date: 2009
Number of Pages: 47
Qualification level: Diploma
Abstract: 
Der h-Separator, ein spezieller Ultraschallfilter, wurde für die Separation von Saccharomyces cerevisiae getestet. Die Separationseffizienz des Filters, also die Fähigkeit suspendierte Hefezellen zurückzuhalten, wurde gemessen. Der mögliche Einfluss des Separationsprozesses auf die Hefezellen wurde durch die Messung der Viabilität der Zellen mit Methylen Blau sowie der Proteinkonzentration des Überstandes (Messung der optische Dichte für UV-Licht) zur Detektion möglicher Zerstörung von Zellenmembranen und Messung des Zellwachstums vor und nach der Separation untersucht. Der Filter wurde mit 3W true electrical power input bei einer Frequenz von 2.1MHz betrieben. Für Suspensionen von gezüchteten Hefezellen in Malt Extract Broth konnte eine hohe Separationseffizienz von 89+/-6% gefunden werden. Für Presshefe, die in phosphatgepufferter Salzlösung (PBS, 0.9% NaCl), PBS 2x (1.8% NaCl) und Leitungswasser suspendiert war, konnten nicht so hohe Separationseffizienzen erreicht werden. Die Viabilität der Zellen wurde in keiner der Suspensionen durch Separation beeinträchtigt. In zwei Fällen kam es jedoch bei der Separation von gezüchteter Hefe in Malt Extract Broth zu Turbulenzen, die zu einer signifikanten Verminderung der Viabilität der beschallten Zellen führten. Die gemittelte Zellkonzentration der Retentat-Proben von gezüchteten Hefezellen/Malt Extract Broth-Suspensionen war 18 Stunden nach der Beschallung um 20% höher als gleich nach der Beschallung (99% Signifikanz, 2-seitiger t-test). Bei Kontrollgruppen und den Filtrat-Proben konnte keine signifikante Steigerung festgestellt werden.
Für Hefezellen die in PBS suspendiert waren, wurde eine signifikante Steigerung der optischen Dichte für UV-Licht gemessen welche auf ein Auslaufen der Zellen zurückzuführen ist. Für die Suspensionen in PBS 2x und Leitungswasser konnte kein signifikanter Unterschied zwischen der optischen Dichte für UV-Licht der Kontrollgruppen und der beschallten Zellen gefunden werden.

The ultrasonic h-shape filter was used for the separation of suspensions of the yeast Saccharomyces cerevisiae. The separation efficiency of the filter, i.e. the ability to retain suspended yeast cells, was assessed. To examine the influence of the separation process on the cells, cell viability by methylene blue counts, possible cell rupture assessed by the protein concentration of the supernatant and growth were investigated before and after sonication. The filter was operated at a frequency of 2.1MHz at a power input of 3W true electrical power input. The filter was shown to work well for cultured yeast suspended in Malt Extract Broth, for which a separation efficiency of 89+/-6% was found. Wet yeast suspended in phosphate buffered saline (PBS, 0.9% NaCl), PBS 2x (1.8% NaCl) and H2O tap was not retained as efficiently. For all the suspensions cell viability was not affected by sonication, remaining at high levels. However, in two cases when cultured cells suspended in Malt Extract Broth were driven through the resonator, a significant decrease of cell viability of the sonicated cells was measured. Cell concentration of retentate samples of cultured yeast/Malt Extract Broth-suspensions was 20% higher for counts 18 hours after sonication than that of counts immediately after sonication (99% significance, 2-sided t-test). For control groups and the filtrate samples no such increase was detected. Cell leakage caused by the separation process was detected by a significant increase in UV O.D.
for cells suspended in PBS. For PBS 2x- and H2O tap-suspensions no significant difference in UV O.D. between control and sonicated groups, respectively, was found.
URI: https://resolver.obvsg.at/urn:nbn:at:at-ubtuw:1-32988
http://hdl.handle.net/20.500.12708/12996
Library ID: AC07452401
Organisation: E134 - Institut für Allgemeine Physik 
Publication Type: Thesis
Hochschulschrift
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