Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การพัฒนาวิธีการตรวจสอบออโตอินดิวเซอร์ 2 ที่สร้างจาก Salmonella Typhimurium โดยอาศัยปฏิกิริยาเคมี

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

Development of detection method of autoinducer-2 produced from Salmonella Typhimurium based on chemical reaction

Year (A.D.)

2009

Document Type

Thesis

First Advisor

ชื่นจิต ประกิตชัยวัฒนา

Second Advisor

พัชณิตา ธรรมยงค์กิจ

Faculty/College

Faculty of Science (คณะวิทยาศาสตร์)

Degree Name

วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต

Degree Level

ปริญญาโท

Degree Discipline

เทคโนโลยีทางอาหาร

DOI

10.58837/CHULA.THE.2009.991

Abstract

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อประเมินวิธีการตรวจสอบสัญญาณ AI-2 ที่สร้างจาก S. Typhimurium อย่างง่ายโดยอาศัยปฏิกิริยาเคมี เริ่มต้นจากการพิสูจน์การสร้าง AI-2 ของจุลินทรีย์ที่ใช้ในการทดลอง โดยตรวจสอบสารชะโคโลนีของจุลินทรีย์ที่สร้างและไม่สร้าง AI-2 โดยวิธี 1H-NMR พบว่าสเปกตรัม 1H-NMR ของ S. Typhimurium และ Vibrio parahaemolyticus ซึ่งเป็นจุลินทรีย์ที่สร้าง AI-2 มีความคล้ายคลึงกันแต่แตกต่างกับสเปกตรัมของ Sinorhizobium meliloti ซึ่งเป็นจุลินทรีย์ที่ไม่สร้าง AI-2 และเมื่อทดสอบด้วยวิธีทางชีวภาพพบว่าสารชะโคโลนีของจุลินทรีย์ที่สร้าง AI-2 นั้นเหนี่ยวนำการเรืองแสงของ Vibrio harveyi BAA-1117 ในขณะที่สารชะโคโลนีของจุลินทรีย์ที่ไม่สร้าง AI-2 นั้นไม่เหนี่ยวนำการเรืองแสง ซึ่งบ่งชี้ว่าในสารชะโคโลนีของจุลินทรีย์ที่สร้าง AI-2 มี AI-2 ละลายอยู่ เมื่อประเมินการตรวจสอบสัญญาณ AI-2 ที่จุลินทรีย์สร้างขึ้นด้วยการทำปฏิกิริยาเคมี พบว่าการทำปฏิกิริยา metal ion reduction โดยใช้ Fe(III)-1,10-phenanthroline พบว่าสารนี้จะทำปฏิกิริยากับสารในสารชะโคโลนี และสารในคัลเจอร์ของจุลินทรีย์ที่สร้าง AI-2 จะให้ผลิตภัณฑ์ที่เป็นสารประกอบสีที่มีค่าการดูดกลืนแสงสูงสุดที่ 510 นาโนเมตร ในขณะที่สารชะโคโลนี และคัลเจอร์ของ S’bium. meliloti ไม่มีผลิตภัณฑ์ที่มีสมบัติการดูดกลืนแสงดังกล่าว จึงใช้ปฏิกิริยานี้มาประเมินใช้ในการตรวจสอบ AI-2 ที่สร้างจากแบคทีเรียเพื่อพัฒนาเป็นวิธีทางสเปกโตรโฟโตเมทรีในการทดลองต่อไป เมื่อตรวจสอบสมบัติการสร้าง AI-2 ที่ตรวจวัดในค่า OD510 ของ S. Typhimurium จำนวน 4 สายพันธุ์ รวมทั้ง Escherichia coli Staphylococcus aureus และ V. parahaemolyticus อย่างละ 1 สายพันธุ์ ด้วยวิธีทางสเปกโตรโฟโตเมทรี พบว่ามีความสอดคล้องกับการตรวจสอบด้วยวิธีทางชีวภาพ นอกจากนี้ผลการศึกษายังบ่งชี้ว่าองค์ประกอบในอาหารเลี้ยงเชื้อ และเมทาบอไลต์อื่นๆไม่รบกวนปฏิกิริยา metal ion reduction ในระบบที่ทดสอบ จึงยืนยันได้ว่าสารประกอบสีที่เกิดขึ้นนั้นน่าจะเกิดจากการทำปฏิกิริยาจำเพาะระหว่าง Fe(III)-1,10-phenanthroline กับ AI-2 ดังนั้นจึงนำวิธีทาง สเปกโตรโฟโตเมทรีมาประยุกต์ใช้ในการศึกษาปัจจัยที่เกี่ยวข้องกับสมบัติการสร้าง AI-2 ของ S. Typhimurium เปรียบเทียบกับงานวิจัยก่อนหน้า และวิธีทางชีวภาพ พบว่าผลการทดลองที่ได้มีความสอดคล้องกับงานวิจัยก่อนหน้า และวิธีทางชีวภาพ เมื่อศึกษาเพิ่มเติมถึงความสัมพันธ์ระหว่าง AI-2 กับการแสดงออกทางฟีโนไทป์ของ S. Typhimurium พบว่า AI-2 (OD510) ที่สร้างจาก S. Typhimurium ไม่มีบทบาทเกี่ยวข้องกับการสร้างฟิล์มชีวภาพ และการเหนี่ยวนำการเจริญ ในการศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างจำนวนประชากรกับปริมาณการสร้าง AI-2 ทั้งในระบบ อาหารเหนี่ยวนำการสร้าง AI-2 และ selective medium ผลการทดลองที่ได้บ่งชี้ว่า S. Typhimurium ทุกสายพันธุ์จะสร้าง AI-2 (OD510) สูงสุดตามจำนวนประชากรสูงสุดที่มีอยู่ในระบบ และเวลาที่ตรวจพบ AI-2 (OD510) สูงสุดจะขึ้นอยู่กับอัตราการเจริญของ S. Typhimurium แต่ละสายพันธุ์

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

This study aimed to evaluate a simple method for quantitative detection of AI-2 produced from S. Typhimurium based on chemical reaction. AI-2 produced from bacteria used in this study was determined by 1H-NMR spectroscopy and bioluminescence assay. The 1H-NMR spectra of colony rinses of S. Typhimurium and Vibrio parahaemolyticus, AI-2 producing bacteria were similar but differed from the 1H-NMR spectrum of Sinorhizobium meliloti, non-AI-2 producing bacteria. With bioluminescence assay, the colony rinses of the S. Typhimurium and V. parahaemolyticus could also induce luminescence of Vibrio harveyi reporter strain BAA-1117 whereas colony rinses of non- producing bacteria could not induce the luminescence. This demonstrated that the colony rinses of AI-2 produced strains contained AI-2. When the determination of AI-2 produced from bacteria by chemical reaction was evaluated, metal ion reduction using Fe(III)-1.10-phenanthroline as reagent could react with substance in colony rinses and culture of AI-2 producing bacteria forming the coloring complex (max = 510 nm). With the reaction in colony rinses and culture of non-AI-2 produced bacteria, there were no coloring complex observed. Therefore, this reaction was evaluated to detection of bacterial AI-2 in order to further develop as spectrophotometric method. When the AI-2 producing property of four strains of S. Typhimurium and one strains of E. coli, S. aureus, V. parahaemolyticus and S’bium. meliloti were determined by spectrophotometric method espressed as OD510 value, the results were consistent to the bioluminescence determination. In addition, the result indicated that the other reducing agents possibly existing in the cultivation system, such as composition and the other metabolites from bacterial growth, did not significantly interfere the reduction of Fe(III)-1,10-phenanthroline. This demonstrated that the reduction of Fe(III)-1,10-phenanthroline in colony rinses and cultures was mainly caused by AI-2. Therefore, The spectrophotometric method was then applied to study of factors of AI-2 producing property of S. Typhimurium comparing to previous studies and bioluminescence assay. The results obtained from spectrophotometric method were consistent to previous research and bioassay. The relation between AI-2 (OD510) and the expression of phenotype in S. Typhimurium was additionally studied. It demonstrated that AI-2 producing property neither associate with biofilm formation nor influence on the growth rate of S. Typhimurium. The relation of the cell population and the concentration of AI-2 produced from S. Typhimurium cultured in AI-2 –induced medium and selective medium was also studied. The results showed that maximal AI-2 (OD510) produced could determine the maximal cell population in the system of all S. Typhimurium strains and detection time of miximal AI-2 value (OD510) depended on the growth rate of S. Typhimurium.

Link to Full Text

Share

COinS