[go: up one dir, main page]

FI104737B - Method for detecting toxins and kits therefore - Google Patents

Method for detecting toxins and kits therefore Download PDF

Info

Publication number
FI104737B
FI104737B FI980786A FI980786A FI104737B FI 104737 B FI104737 B FI 104737B FI 980786 A FI980786 A FI 980786A FI 980786 A FI980786 A FI 980786A FI 104737 B FI104737 B FI 104737B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
sample
sperm
motility
toxin
diluted
Prior art date
Application number
FI980786A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI980786A (en
FI980786A0 (en
Inventor
Mirja Salkinoja-Salonen
Maria A Andersson
Original Assignee
Locus Genex Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Locus Genex Oy filed Critical Locus Genex Oy
Priority to FI980786A priority Critical patent/FI104737B/en
Publication of FI980786A0 publication Critical patent/FI980786A0/en
Priority to PCT/FI1999/000270 priority patent/WO1999051764A1/en
Publication of FI980786A publication Critical patent/FI980786A/en
Application granted granted Critical
Publication of FI104737B publication Critical patent/FI104737B/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/569Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor for microorganisms, e.g. protozoa, bacteria, viruses
    • G01N33/56911Bacteria
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/5005Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving human or animal cells
    • G01N33/5091Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving human or animal cells for testing the pathological state of an organism
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2333/00Assays involving biological materials from specific organisms or of a specific nature
    • G01N2333/195Assays involving biological materials from specific organisms or of a specific nature from bacteria
    • G01N2333/32Assays involving biological materials from specific organisms or of a specific nature from bacteria from Bacillus (G)

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)

Description

104737104737

Menetelmä toksiinien osoittamiseksi ja pakkaus sitä vartenMethod for detection and packaging of toxins

Keksintö koskee menetelmää Bacillus cereus'sesta. peräisin olevan emeettisen ' toksiinin ja vastaavien mitokondrio- ja membraanitoksiinien, erityisesti Bacillus- 5 suvun toksiinien osoittamiseksi. Keksintö koskee myös pakkausta, joka on käyttökelpoinen menetelmän suorittamiseksi.The invention relates to a method of Bacillus cereus. emetic toxin and related mitochondrial and membrane toxins, especially toxins of the genus Bacillus. The invention also relates to a package useful for carrying out the process.

Bacillus cereus'n tiedetään aiheuttavan kliinisiä infektioita, ruokamyrkytystä ja toksiini-indusoituja ripuli- ja oksennusoireita. Viimeaikoina on raportoitu jopa kuolo lemantapauksia, joiden aiheuttajina ovat olleet infektiot ja emeettiset ruokamyrkytykset. B.cereus on luonnossa kaikkialle levinnyt mutta sitä on eristetty myös ympäristöistä, joissa sen esiintyminen saattaa olla vakava terveysriski, esim. lastenruoka ja sairaalaliinavaatteet. B.cereuj-kantojen on osoitettu tuottavan seitsemää erilaista toksiinia. Näistä toksiineista emeettinen toksiini on hyvin todennäköisesti 15 kaikkein vaarallisin. Kuitenkin sopivien testimenetelmien puutteesta johtuen se on vähiten tunnettu.Bacillus cereus is known to cause clinical infections, food poisoning and toxin-induced symptoms of diarrhea and vomiting. Lethal deaths, caused by infections and emetic food poisoning, have recently been reported. B.cereus is ubiquitous in nature, but has also been isolated from environments where its presence may pose a serious health risk, such as baby food and hospital bed linen. B. cereuj strains have been shown to produce seven different toxins. Of these toxins, the emetic toxin is very likely the 15 most dangerous. However, due to the lack of suitable test methods, it is the least known.

Emeettinen toksiini, tai oksennustekijä, on peptidi, joka on termostabiili ja resistentti proteolyyttiselle degradaatiolle. Se muodostuu bakteerien kasvufaasin myö-2 0 häisessä eksponentiaali-stationaarisessa vaiheessa optimilämpötiloissa 25-30 °C.The emetic toxin, or vomiting factor, is a peptide that is thermostable and resistant to proteolytic degradation. It is formed in the exponential stationary phase of the bacterial growth phase also at -0 0 at optimum temperatures of 25-30 ° C.

Sen toksisuustesteihin sisältyy työläs ja kallis apinan syöttötesti ja in v/Yro-soluvil-jelysysteemit HEp-2-soluilla tai kiinalaisen hamsterin munasarjasoluilla (yleiskat-: saus B.cereus'sesta, katso Drobniewski, F.A., Clin.Microbiol.Rev. Voi 6, 1993, m _ s.324-338). Vaikka mahasuolialueen sairauden aiheuttavaan emeettiseen toksiiniin 25 yhdistetään hyvin erilaiset ruoat, kuten vihannekset, pasta, liha, munat ja meijeri-tuotteet eri muodoissa, niin riittämättömästi keitetyt tai uudelleenlämmitetyt riisi-ruoat aiheuttavat jatkuvasti suhteettoman suuren määrän tapauksia.Its toxicity tests include a laborious and expensive monkey feed assay and in vivo / Yro cell culture lysing systems on HEp-2 cells or Chinese hamster ovary cells (reviewed by B.cereus, see Drobniewski, FA, Clin.Microbiol.Rev. 6 , 1993, m.p.324-338). Although very different foods such as vegetables, pasta, meat, eggs, and dairy products are combined with the emetic toxin that causes gastrointestinal disease, insufficiently cooked or reheated rice foods continue to cause a disproportionate number of cases.

x · _ B.cereus'n emeettisen toksiinin, kereulidin, todetut biologiset aktiivisuudet, jotka ’ 30 kuvasi Agata, N. et ai. julkaisussa FEMS Microbiol.Lett. 121:31-34 ja Isobe et ai. julkaisussa Bioorg.Med.Chem.Lett. 5:2855-2858, ovat oksentelu kädellisillä (esim. Turnbull, P.C.B., et ai., Am.J.Nutr. 32:219-228) ja mitokondrioiden tur-poaminen HEp-2-soluissa (Sakurai, N. et ai., Microbiol.Immunol. 38:337-343).x · _ Biological activities of B.cereus emetic toxin, cereulide, described by Agata, N. et al. in FEMS Microbiol.Lett. 121: 31-34 and Isobe et al. in Bioorg.Med.Chem.Lett. 5: 2855-2858, include vomiting in primates (e.g. Turnbull, PCB, et al., Am.J.Nutr. 32: 219-228) and mitochondrial swelling in HEp-2 cells (Sakurai, N. et al. , Microbiol. Immunol. 38: 337-343).

2 1047372 104737

Vaikka kereulidin rakenne ja mitokondriotoksisuus äskettäin selvitettiin, ei toistaiseksi ole ollut mitään nopeaa osoitusmenetelmää toksiinille, joka on peräisin bakteereista, ruokamyrkytystapauksista tai kontaminoituneesta ruoasta.Although the structure and mitochondrial toxicity of cereulide have been recently investigated, there has so far been no rapid detection method for toxin from bacteria, food poisoning cases or contaminated food.

5 Keksinnön kohteena on sensitiivinen, nopea ja toistettavissa oleva biotesti B.ce-reus'n emeettisen mitokondriotoksiinin, joka kaikilla kriteereillä osoitettuna on identtinen kereulidin kanssa, osoittamiseksi. Keksinnön mukainen menetelmä on myös sopiva muiden mikrobiaalisten toksiinien osoittamiseksi, jotka toksiinit ovat toksisia samalla mekanismilla tuhoten mitokondrioita tai membraania, kuten esim. 10 B.licheniformis'n toksiini.The present invention relates to a sensitive, rapid and reproducible bioassay for the detection of emetic mitochondrial toxin from B.ceeus reus, which is identical in all criteria to cereulide. The method of the invention is also suitable for detecting other microbial toxins which are toxic by the same mechanism of destruction of mitochondria or membrane, such as, for example, 10 B. licheniformis toxin.

Keksinnön mukainen biotesti perustuu elävien siittiöiden, erityisesti kaljun siittiöiden, hävinneeseen liikkuvuuteen mainitun toksiinin läsnäollessa.The bioassay of the invention is based on the lost motility of live spermatozoa, in particular bald spermatozoa, in the presence of said toxin.

15 Näin ollen keksinnön kohteena on menetelmä Bacillus cereus' n emeettisen toksiinin ja vastaavien mitakondrio- tai membraanitoksiinien osoittamiseksi ruoka-, rehu- tai lääkeainenäytteessä, jonka epäillään sisältävän mainittua toksiinia, jolle menetelmälle on tunnusomaista, että karjun siittiöt altistetaan mainitulle näytteelle ja näin altistettujen siittiöiden liikkuvuus määritetään.Accordingly, the present invention relates to a method for detecting a Bacillus cereus emetic toxin and related mitochondrial or membrane toxins in a food, feed or drug sample suspected of containing said toxin, characterized by exposing boar sperm to said sample and determined.

2020

Kuva 1 on elektronimikroskooppikuva karjun siittiöistä, jotka on altistettu B. cereus F 5881 :n solu-uutteelle.Figure 1 is an electron microscope image of boar spermatozoa exposed to B. cereus F 5881 cell extract.

Kuva 2 on elektronimikroskooppikuva karjun siittiöistä, jotka on altistettu B.cereus 25 ATCC 14579:lie vertailun vuoksi.Figure 2 is an electron microscope image of boar spermatozoa exposed to B.cereus 25 for ATCC 14579 for comparison.

,*> Keksinnön edullisen suoritusmuodon mukaisesti käytetyt siittiöt ovat karjun eläviä siittiösoluja, jotka ovat esim. kaupallisesti saatavissa olevia.In accordance with a preferred embodiment of the invention, the spermatozoa used are live sperm cells of the boar, e.g., commercially available.

30 Testin suorittamiseksi keksinnön mukaisesti testattava näyte, tyypillisesti ruoka- näyte, rehunäyte tai myös lääkeainenäyte, uutetaan edullisesti liuottimella toksiinin uuttamiseksi. Voidaan käyttää mitä tahansa liuotinta, joka on sopiva toksiinin ! 3 104737 uuttamiseksi. Yhden tällaisen liuotinryhmän muodostavat alifaattiset alkoholit, tyypillisesti alempialkoholit, kuten metanoli, tai vesi, mutta myös muun tyyppisiä liuottimia, kuten lipidiliuottimia voidaan käyttää edellyttäen, että ne eivät vaikuta haitallisesti testiin, eivätkä ole vahingollisia käytetyille siittiöille. Käytetyn uuttoai-5 neen määrän voi määrittää alan ammattimies, mutta sopiva määrä moniin tarkoituksiin, esimerkiksi ruokanäytteen uuttamiseksi, on 0,5 - 2 tilavuutta uuttoainetta näytteen yhtä tilavuutta kohti. Uuton jälkeen, saadut uutteet on edullista kuivata, esimerkiksi haihduttamalla, uutetun toksiinin kuivassa muodossa sisältävän tok-siininäytteen saamiseksi.To perform the test according to the invention, the sample to be tested, typically a food sample, a feed sample or also a drug sample, is preferably extracted with a solvent to extract the toxin. Any solvent that is compatible with the toxin can be used! 3 104737 for extraction. One such solvent group is aliphatic alcohols, typically lower alcohols, such as methanol, or water, but other types of solvents, such as lipid solvents, may be used provided that they do not adversely affect the test and are not harmful to the sperm used. The amount of extractant used can be determined by one of ordinary skill in the art, but the appropriate amount for many purposes, for example to extract a food sample, is 0.5 to 2 volumes of extractant per volume of sample. After extraction, the extracts obtained are preferably dried, for example by evaporation, to obtain a sample of the toxin containing the extracted toxin in dry form.

1010

Biotestin suorittamiseksi uutettu ja kuivattu materiaali voidaan liuottaa uudestaan sopivaan liuottimeen, joka ei ole toksinen siittiösoluille, esimerkiksi dimetyylisul-foksidiin tai metanoliin. Toksiinin sisältävän näyteen sopiva suhde liuottimeen, kuten DMSO:hon, on 5-50 mg näytettä liuottimen ml kohti. Sen jälkeen testataan 15 näin liuotetun testinäytteen siittiötoksisuus tuomalla näyte kosketukseen siittiöiden kanssa. Testausta varten siittiöt voidaan laimentaa laimennusaineella, sopivasti 10 -20 %:n siemennestekonsentraatioon, niin että laimennettu siemenneste sisältää 1 sopivasti 30 - 60 x 10® solua/ml. Laimennusaine voi olla kaupallinen laimennusai-ne, esim. tyyppiä MR-A; Kubus, S.A., Madrid, Espanja. Liuotetun testinäytteen 2 0 määrää tulisi rajoittaa, jottei se muuttaisi suuresti siittiösolujen ympäristöä, millä voi olla haitallinen vaikutus siemennesteeseen ja testiin. Liuotetun testinäytteen ] sopiva määrä, huomioonottaen laimennettu siemenneste, on 5-40 μΐ, sopivasti 10- 20 μΐ per ml siemennestettä. Siemennestenäytteen määrä voi vaihdella mutta sen tulisi edullisesti olla ainakin 1 ml, sopivasti 1-5 ml, koska myös liian pienellä 25 näytteellä voi olla haitallinen vaikutus eläviin siittiösoluihin ja testiin.For the bioassay, the extracted and dried material may be redissolved in a suitable solvent which is non-toxic to sperm cells, for example dimethylsulfoxide or methanol. A suitable ratio of a toxin-containing sample to a solvent such as DMSO is 5 to 50 mg of sample per ml of solvent. The test sample thus dissolved is then tested for sperm toxicity by contacting the sample with sperm. For testing, sperm can be diluted with a diluent, suitably at a concentration of 10-20% semen, so that the diluted semen contains 1 suitably 30-60 x 10 cells / ml. The diluent may be a commercial diluent, e.g., type MR-A; Kubus, S.A., Madrid, Spain. The amount of dissolved test sample 20 should be limited so as not to significantly alter the sperm cell environment, which may have a detrimental effect on semen and the test. A suitable amount of the reconstituted test sample, taking into account diluted semen, is 5-40 μΐ, suitably 10–20 μ ml per ml of semen. The amount of semen sample may vary but should preferably be at least 1 ml, suitably 1-5 ml, since too small a sample can have a detrimental effect on living sperm cells and the test.

‘ ' · Vaihtoehtoinen tapa keksinnön menetelmän suorittamiseksi on altistaa siittiöt tok siinille ilmakontaktin kautta. Tässä tapauksessa testattava näyte voidaan uuttaa ja haihduttaa edellä kuvatulla tavalla mutta sitä ei tarvitse liuottaa uudestaan. Sen 3 0 jälkeen siittiöt altistetaan toksiininäytteelle sulkemalla molemmat suljettuun tilaan, kuten suljettuun astiaan, esim. kannella varustettuun petrimaljaan. Toksiininäytteen 1 • 4 104737 ja siittiöiden ei tarvitse olla suorassa kosketuksessa toistensa kanssa, koska toksiini haihtuu ja vaikuttaa ilman kautta siittiöiden liikkuvuuteen.'' An alternative way to carry out the method of the invention is to expose the sperm to a toxin via air contact. In this case, the sample to be tested can be extracted and evaporated as described above but does not need to be reconstituted. After 30, the spermatozoa are exposed to the toxin sample by sealing both in a closed space such as a closed container, e.g. a petri dish with a lid. The toxin sample 1 • 4 104737 and the sperm do not need to be in direct contact with one another because the toxin evaporates and affects the movement of the sperm through the air.

Sen jälkeen, kun siittiöt on altistettu testinäytteelle, määritetään siittiöiden liikku-5 vuus. Tämä määritys voi tapahtua sopivasti 8-48 tuntia altistuksen jälkeen. Siittiöiden liikkuvuus esitetään liikkuvien siittiösolujen määrän suhteena liikkumattomien siittiösolujen määrään ja ilmoitetaan yleensä prosenteissa. Siittiöiden liikkuvuus voidaan arvioida subjektiivisesti käyttämällä faasikontrastioptiikalla varustettua mikroskooppia. Hyvin liikkuvien siittiösolujen prosenttiosuus voidaan myös 10 mitata objektiivisesti kaupallisesti saatavilla olevilla laitteilla, kuten tietokoneeseen yhdistetyllä siittiöiden liikkuvuusanalysaattorilla, esim. HTM-S-tyyppiä olevalla, Hamilton-Thorn Research, Danvers, Mass., USA.After the spermatozoa have been exposed to the test sample, the motility of the spermatozoa is determined. This assay may conveniently be performed 8 to 48 hours after exposure. Sperm motility is expressed as a proportion of the number of sperm cells moving and is usually expressed as a percentage. Sperm motility can be assessed subjectively using a microscope equipped with phase contrast optics. The percentage of highly mobile sperm cells can also be measured objectively by commercially available devices, such as a computer-linked sperm mobility analyzer, e.g., HTM-S type, Hamilton-Thorn Research, Danvers, Mass., USA.

Kuten seuraavassa esitetyistä esimerkeistä ja testeistä ilmenee, emeettinen siemen-15 nestetoksiini oli uutettavissa suoraan ruoasta ja mitattavissa kaljun siittiöiden alentuneen liikkuvuuden perusteella 24 tunnissa, tehden mahdolliseksi toksiinin osoittamisen ilman aikaa kuluttavaa viljely- ja eristämisprosessia epäillyistä B-cereus-kannoista. Testissä voidaan käyttää kaupallisesti saatavissa olevaa siemennestettä eikä siinä tarvita koe-eläimiä. Tämä on ensimmäinen nopea ja sensitiivinen biotes-20 ti, joka on kuvattu, B. cere us'n emeettisen toksiinin osoittamiseksi.As shown in the following examples and tests, the emetic seed-15 fluid toxin was directly extractable from food and measured by reduced baldness of bald spermatozoa within 24 hours, allowing the detection of toxin without the time consuming culturing and isolation of suspected B-cereus strains. The test can use commercially available semen and does not require laboratory animals. This is the first rapid and sensitive biotes-20 ti described to detect an emetic toxin from B. Cere us.

: Siittiöt ovat transkriptionaalisesti inaktiivisia, mikä tekee ne epäherkiksi muun tyyppisille toksiineille, kuten sellaisille, jotka vaikuttavat proteiinien tai nukleiinihappojen synteeseihin tai niiden säätelyyn. Ne kytkevät ulkoiset signaalit soluvas-25 teisiin, kuten liikkuvuuteen, jota pääasiassa kontrolloi ioni virtaukset. Tämä tekee siittiöt spesifisiksi ja sensitiivisiksi indikaattoreiksi ionikanavia muodostaville toksiineilla. Siittiöiden liikkuvuus riippuu ainoastaan oksidatiivisesta fosforylaa- • V V.A: Sperm are transcriptionally inactive, which makes them insensitive to other types of toxins, such as those that affect the synthesis or regulation of proteins or nucleic acids. They connect external signals to cellular signals, such as motility, which are mainly controlled by ion currents. This makes spermatozoa specific and sensitive indicators of ion channel-forming toxins. Sperm motility depends only on oxidative phosphorylase • V V.

tiosta mitokondrioissa. ATP-tuotanto substraattitason fosforylaatiolla karjun siittiöissä on liian hidas ylläpitääkseen liikkuvuutta. Siittiöillä, jotka altistettiin kereuli-30 dintoksiinille, esiintyi liikkuvuuden menetystä ja turvonneet, hajonneet mitokon-driot, kuten käy ilmi kuvasta 1. Kuitenkin vitaalisuusvärjäys ja solu-ATP-pitoisuu-den mittaus paljastivat vahingoittumattomat plasmamembraanit ja ATP:n taijon- Λ i ! 5 104737 nan, joka on selitettävissä käynnissä olevasta substraatti-tason fosforylaation perusteella sytoplasmassa. Näin ollen siittiösolu oli paralysoitunut muttei kuolettavasti * vahingoittunut.thio in the mitochondria. ATP production by substrate-level phosphorylation in boar sperm is too slow to maintain motility. Spermatozoa exposed to cereulene-30-dintoxin exhibited loss of motility and swollen, degraded mitochondria, as shown in Figure 1. However, vitality staining and measurement of cellular ATP levels revealed intact plasma membranes and ATP-γ! 5 104737 nan, which can be explained by ongoing substrate-level phosphorylation in the cytoplasm. Thus, the sperm cell was paralyzed but not deadly * damaged.

* i 5 Täten uskotaan, että kereulidintoksiini myrkyttää siittiöt vaikuttamalla ioniforina, mikä johtaa liikkuvuuden menetykseen, jonka aikaansaa hapettavan fosforylaation salpautuminen mitokondrioissa, t.s. kyseessä on mitokondriovaurio.* 5 It is thus believed that cereulidin-toxin poison sperm by acting as an ion phosphorus, leading to a loss of mobility caused by blocking oxidative phosphorylation in the mitochondria, i.e. it is a mitochondrial injury.

j Näytteen toksiini on mahdollista erottaa ja identifioida arvioimalla, liikkuvuusmää-10 rityksen lisäksi, plasmamembraanivaurio, esimerkiksi värjäämällä, ja mahdollisesti määrittämällä ATP-pitoisuus ja mahdollinen mitokondriovaurio altistetuissa siittiö-soluissa jäljempänä esitetyllä tavalla. Näin ollen esimerkiksi jos alentuneen liikkuvuuden lisäksi plasmamembraani on vaurioitunut, toksiini on mitä todennäköisiin- .The toxin in the sample can be isolated and identified by evaluating, in addition to motility assay, plasma membrane damage, for example by staining, and possibly determining ATP concentration and possible mitochondrial damage in exposed sperm cells as described below. Thus, for example, if, in addition to reduced mobility, the plasma membrane is damaged, the toxin is most likely-.

min membraanitoksiini ja eri kuin emeettinen toksiini.min membrane toxin and different from emetic toxin.

1515

Kuten seuraavista esimerkeistä ilmenee puhdistetun emeettisen toksiinin 50%:sesti i tehokas konsentraatio karjun siittiöille oli 0,5 ng toksiinia per ml laimennettua (laimennettu 12%: seksi) karjun siemennestettä, joka sisälsi 30-60 x 10* siittiösolua-/ml. Tämä toksiinimäärä vastaa 10M05 CFU:n B.cereiw-soluja tuottamaa toksiinia.As shown in the following examples, 50% of the purified emetic toxin had an effective concentration of 0.5 ng toxin per ml in diluted (diluted 12%) boar semen containing 30-60 x 10 * spermatozoa / ml. This amount of toxin corresponds to the toxin produced by 10M05 CFU B.cereiw cells.

2020

Kun testataan ruokanäytettä toksiinin läsnäolon suhteen, näytteen määrä voi luon-: nollisesti vaihdella riippuen testattavasta ruokatyypistä ja epäillystä kontaminaatio- asteesta. Kuitenkin testattavan ruoan sopiva määrä on 1-10 g, joka uuttamisen ja mahdollisen uudelleenliuottamisen jälkeen, kuten edellä kuvattiin, voidaan tuoda 25 kosketukseen laimennetun siemennesteen kanssa, edellä kuvatulla tavalla.When testing a food sample for the presence of a toxin, the amount of sample may, of course, vary depending on the type of food being tested and the degree of suspected contamination. However, a suitable amount of food to be tested is 1-10 g which, after extraction and possible redissolution as described above, can be brought into contact with the diluted semen as described above.

- '· Seuraavissa esimerkeissä osoittamisraja ruoalle, joka oli riisiä, oli 3 g riisiä, joka ~ • . =-sisälsi 10**10* CFU:ta emeettistä B.cereus'ta per riisigramma.- '· In the following examples, the detection limit for food that was rice was 3 g rice, which ~ •. = contained 10 ** 10 * CFU of emetic B.cereus per gram of rice.

30 Keksintö koskee myös pakkausta keksinnön mukaisen osoittamismenetelmän suorittamiseksi. Tällainen pakkaus sisältää, samassa pakkauksessa, välineet toksiinille ·. altistettujen siittiöiden liikkuvuuden määrittämiseksi, kuten liuottimia näytteen uut- - 6 104737 tamiseksi ja välineitä siemennesteen laimentamiseksi, ja mahdollisesti välineet uutetun näytteen liuottamiseksi uudestaan, kuten edellä mainittuja liuottimia. Täi· laiset liuottimet voivat olla esim. eri ampulleissa. Lisäksi tällainen pakkaus voi sisältää välineet membraanivaurion toteamiseksi altistetuissa siittiösoluissa, kuten 5 membraaniväriaineita, esim. Dapi-väriainetta, ja mahdollisesti välineet ATP-pitoi-suuden määrittämiseksi altistetuissa soluissa. Alan ammattimies tietää välineet membraanivaurion ja ATP-pitoisuuden määrittämiseksi ja ne ovat kaupallisesti saatavilla olevia.The invention also relates to a kit for carrying out the detection method according to the invention. Such a package contains, in the same package, the equipment for the toxin. for determining the mobility of exposed sperm such as solvents for sample extraction and means for diluting semen, and possibly means for reconstituting the extracted sample, such as those mentioned above. Such solvents may, for example, be contained in different ampoules. In addition, such a kit may include means for detecting membrane damage in exposed spermatozoa, such as membrane dyes, e.g., Dapi dye, and possibly means for determining ATP content in exposed cells. Means for determining membrane damage and ATP content are known to those skilled in the art and are commercially available.

10 ESIMERKIT10 EXAMPLES

Emeettisen toksiinin uuttaminen puhdasviljelmistä ja suoraan ruoasta (i) Solu-uutteet 15 Bakteereita kasvatettiin trypsiinisoija-agarlevyillä 28 °C:ssa 10 päivää kasvufaasin stabiloimiseksi ja pääasiassa itiöitä muodostavien ja hajonneiden solujen saamiseksi, mikä todettiin faasikontrastimikroskoopilla. Pesäkkeet raaputettiin agarista ja suspendoitiin sopivaan liuottimeen 100 mg/ml. Uutteet suodatettiin (0,2 μΐη huokoset) ja suodoksesta, joka laimennettiin dimetyylisulfoksidilla (DMSO), testattiin 20 toksiini.Extraction of the Ethical Toxin from Pure Cultures and Directly from Food (i) Cell Extracts Bacteria were grown on trypsin soybean agar plates at 28 ° C for 10 days to stabilize the growth phase and obtain mainly spore-forming and lysed cells as detected by phase contrast microscope. Colonies were scraped from agar and suspended in 100 mg / ml in a suitable solvent. The extracts were filtered (0.2 μΐη pores) and the filtrate diluted with dimethyl sulfoxide (DMSO) was tested for 20 toxins.

(ii) Toksiinin metanoliuutto puhdasviljelmistä 500 mg soluja kerättiin trypsiinisoija-agarlevyiltä, joita oli kasvatettu 28 °C:ssa 10 päivää, ja uutettiin 100 mlrlla 100%:sta metanolia, kuten kuvaavat Andersson et 25 ai. (Appl.Environ.Microbiol. 63:387-393). Haihdutetusta jäännöksestä, joka oli laimennettu dimetyylisulfoksidilla (DMSO), testattiin toksiini.(ii) Methanol extraction of toxin from pure cultures 500 mg cells were harvested from trypsin soybean agar plates grown at 28 ° C for 10 days and extracted with 100 ml of 100% methanol as described by Andersson et al. (Appl.Environ.Microbiol. 63: 387-393). The evaporated residue diluted with dimethyl sulfoxide (DMSO) was tested for toxin.

m • * « • * (iii) Toksiinin metanoliuutto suoraan ruoastam • * «• * (iii) Methanol extraction of toxin directly from food

Keitetty riisi (60 g, 150 ml) infektoitiin kokeellisesti 10* - 106 CFU:lla B.cereus- 30 tai Bacillus mycoides-kantaa riisigrammaa kohti. Riisiä pidettiin huoneen lämpöti- » Iässä 2 päivää. Riisi tutkittiin faasikontrastimikroskoopilla ja sen todettiin sisältä- j -· van monia itiöitä ja hajonneita soluja. 2. päivänä riisi kuumennettiin uudestaan i 104737Cooked rice (60 g, 150 mL) was experimentally infected with 10x10 6 CFU per gram of B.cereus or Bacillus mycoides strain. The rice was kept at room temperature for 2 days. The rice was examined by a phase contrast microscope and found to contain many spores and lysed cells. On the 2nd day the rice was reheated to 104737

7 I7 I

noin 80 °C:seen (30 min) ja inkuboitiin vielä kaksi päivää huoneen lämpötilassa.to about 80 ° C (30 min) and incubated for another two days at room temperature.

Neljäntenä päivänä riisi uutettiin 1 tilavuudella metanolia, uute haihdutettiin ja jäännöksestä, joka laimennettiin DMSO:lla, tutkittiin siittiötoksisuus.On the fourth day, the rice was extracted with 1 volume of methanol, the extract evaporated and the residue diluted with DMSO examined for sperm toxicity.

5 Siittiötoksisuuden testaus5 Sperm Toxicity Testing

Kaljun siemenneste suodatettiin harsokankaan läpi ja laimennettiin 12%: seksi kaupallisella siemennesteen laimennusaineella MR-A (Kubus, S.A. Madrid, Espanja), tiheydeksi tuli 30 x 10* - 50 x 10* siittiösolua/ml. MR-A:lla laimennettua 10 siemennestettä sekoitettiin varovasti ja se altistettiin edellä saaduille solu-uutteille ja riisiuutteille. Uutettu ja haihdutettu jäännös, joka saatiin, laimennettiin DMSO:- ^ hon (5-50 mg/ml). 20 μ1:η tilavuus annostettiin 2 ml:aan laimennettua karjun siemennestettä. Siittiöiden liikkuvuus arvioitiin subjektiivisesti faasikontrastimik-roskoopilla käyttäen lämmitettyä (37 °C) pöytää; hyvin liikkuvien siittiösolujen 15 tarkka prosenttiosuus mitattiin objektiivisesti tietokoneeseen kytketyllä siittiöidenBald semen was filtered through a gauze cloth and diluted to 12% with commercial semen diluent MR-A (Kubus, S.A. Madrid, Spain) to a density of 30x10x50x10x sperm / ml. The 10 semen diluted with MR-A were gently mixed and exposed to the cell extracts and rice extracts obtained above. The extracted and evaporated residue obtained was diluted with DMSO (5-50 mg / ml). A volume of 20 μ1: η was dosed with 2 ml of diluted boar semen. Sperm motility was subjectively evaluated on a phase contrast microscope using a heated (37 ° C) table; 15 precise percentages of highly motile sperm cells were measured objectively by sperm

liikkuvuusanalysaattorilla (HTM-S, maila 7.2; Hamilton-Thom Reasearch, Dan- Iwith a motion analyzer (HTM-S, club 7.2; Hamilton-Thom Reasearch, Dan-

vers, Mass.). Koe rekisteröitiin positiiviseksi silloin, kun sekä instrumentaalisella että visuaalisella menetelmä todettiin >50 %:n alentuminen siittiöiden liikkuvuudessa verrattuna kontrollisiittiöihin, t.s. siittiöihin, jotka oli altistettu ainoastaan 20 laimennusaineelle (DMSO).vers., Mass.). The experiment was recorded positive when> 50% reduction in sperm motility was observed in both instrumental and visual methods compared to control sperm, i.e. spermatozoa exposed to only 20 diluents (DMSO).

« Plasmamembraanin yhtenäisyys testattiin kahden fluoresoivan väriaineen, kalseiini- AM:n ja etidiumhomodimeeri-l:n yhdistelmällä (Molecular Probes, Inc., Eugene,Plasma membrane integrity was tested with a combination of two fluorescent dyes, calcein AM and ethidium homodimer-1 (Molecular Probes, Inc., Eugene,

Oreg.) (Januskauskas et ai, Acta Vet.scand. 36:571-574). Solun ATP-pitoisuus 25 mitattiin bioluminesenssitekniikalla (Januskauskas, ibid.) käyttäen Bio-orbit 1235 luminometria ja ATP Biomass kit 1243-118:aa (Bio-Orbit, Turku, Suomi). Siit- = ' tiömitokondrioiden morfologia analysoitiin transmissioelektronimikroskoopilla (Andersson et ai., ibid.). Laimennetun karjun siemennesteen osmolaliteetti määritettiin automaattisella mikro-osmometrilla (Herman Roebeling Messtechnik, Ber-30 liini, Saksa). Analyysit tehtiin kahtena rinnakkaisnäytteenä ja tulokset ovat keskiarvoja.Oreg.) (Januskauskas et al., Acta Vet.scand. 36: 571-574). Cellular ATP content was measured by bioluminescence (Januskauskas, ibid.) Using a Bio-Orbit 1235 luminometer and ATP Biomass kit 1243-118 (Bio-Orbit, Turku, Finland). The morphology of thymic mitochondria was analyzed by transmission electron microscopy (Andersson et al., Ibid.). The osmolality of diluted boar semen was determined by an automated micro osmometer (Herman Roebeling Messtechnik, Ber-30 line, Germany). Analyzes were performed in duplicate and results are averaged.

8 1047378 104737

TuloksetScore

Seuraavassa taulukossa 1 on esitetty karjun siittiöiden liikkuvuus sen jälkeen, kun ne on altistettu eri 5aci/ftw-kantojen solu-uutteille.The following Table 1 shows the motility of boar spermatozoa after exposure to cell extracts of different 5aci / ftw strains.

55

Liikkuvuus on ilmoitettu prosenttina, joka ilmaiseen nopeasti liikkuvien siittiöiden määrän, mitattuna Hamilton-Thorn-siittiöanalysaattorilla, Keskimääräinen ero toistetuissa kokeissa oli £20 %, kun verrattiin bakteeriuutteita kolmen eri karjun siittiösoluja vastaan. Siittiösuspensio, joka sisälsi 30 x 10* - 50 x 104 siittiötä per 10 ml, altistettiin uutteille, jotka saatiin 2 mg:sta (märkäpaino) bakteereita/ml laimennettua karjun siemennestettä.Mobility is expressed as a percentage expressing the number of fast moving spermatozoa as measured by a Hamilton-Thorn sperm analyzer. The mean difference in replicate experiments was £ 20% when comparing bacterial extracts against sperm cells from three different boars. A sperm suspension containing 30 x 10 * - 50 x 104 sperm per 10 ml was exposed to extracts of 2 mg (wet weight) of bacteria / ml diluted boar semen.

TAULUKKO 1TABLE 1

Solu-uute valmistettu % liikkuvia siittiöitä 1., 2., 4. ja 5. päivän jälkeen 12 4 5Cell extract prepared in% of mobile sperm after days 1, 2, 4 and 5 12 4 5

Emeettiset kannat B.cereus 4810/72 <5 <5 <5 <5 B.cereus NC 7401 <5 <5 <5 <5 : Muut kannat B.cereus ATCC 14579T >60 >60 >60 >50 B.mycoides ATCC 6462T >60 >60 >60 >50 B.licheniformis DSM13T >60 >60 >60 >50 ! Ei bakteereita >60 >60 >60 >50 ψB.cereus 4810/72 <5 <5 <5 <5 B.cereus NC 7401 <5 <5 <5 <5: Other strains B.cereus ATCC 14579T> 60> 60> 60> 50 B.mycoides ATCC 6462T > 60> 60> 60> 50 B.licheniformis DSM13T> 60> 60> 60> 50! No bacteria> 60> 60> 60> 50 ψ

Tuloksista voidaan nähdä, että sekä B.cereus 4810/72:sta että NC 7401 :stä saadut solu-uutteet inhiboivat siittiöiden liikkuvuuden yhdessä päivässä altistuksesta annoksen ollessa 2 mg (märkäpaino) bakteereita/ml laimennettua karjun siemennes-5 tettä. Samalla tavalla valmistetuilla kantojen B.cereus ATCC 14579 (tyyppikanta), 9 104737 B.mycoides ATCC 6462 (tyyppikanta) ja B.licheniformis DSM 13 (tyyppikanta) solu-uutteilla ei ollut mitään vaikutusta siittiöiden liikkuvuuteen edes 5. päivän " jälkeen altistuksesta. Subjektiivisesti faasikontrastimikroskoopilla arvioitu siit tiöiden liikkuvuus varmistettiin objektiivisesti mittaamalla hyvin liikkuvien siit-5 tiösolujen prosenttiosuus Hamilton-Thorn-siittiöanalysaattorilla. Laimennettuun siemennesteeseen käytetyn solu-uutteen määrä ei vaikuttanut osmolaliteettiin eikä pH-arvoon. Emeettisten B.cereus-kantojen uutteille altistetuilla siittiösoluilla oli turvonneiden mitokondrioiden annoksesta riippuvat frekvenssit, mikä näkyi trans-missioelektronimikroskoopilla, osoittaen suodoksen sisältävän mitokondriotoksii-10 nia. Mitään mitokondrioturpoamista ei havaittu siittiösoluissa, jotka altistettiin B.cereus ATCC 14579:n (kuva 2) tai B.mycoides ATCC 6462:n uutteille.From the results, it can be seen that the cell extracts from both B.cereus 4810/72 and NC 7401 inhibited sperm motility within one day at a dose of 2 mg (wet weight) bacteria / ml diluted boar semen-5. Similarly prepared cell extracts of B.cereus ATCC 14579 (strain), 9 104737 B.mycoides ATCC 6462 (strain) and B.licheniformis DSM 13 (strain) had no effect on sperm motility even after day 5 of challenge. sperm motility assessed by phase contrast microscopy was objectively verified by measuring the percentage of highly motile sperm cells using a Hamilton-Thorn sperm analyzer. frequencies as evidenced by the Transmission Electron Microscope, indicating that the filtrate contained mitochondrial toxin 10. No mitochondrial swelling was observed in spermatozoa exposed to extracts of B.cereus ATCC 14579 (Figure 2) or B.mycoides ATCC 6462.

Erilaista alkuperää olevien B.cereus-kantojen siittiötoksisuus 15 Monista, erilaista alkuperää olevista B.cerm-kannoista testattiin siittiötoksisuus. 'Sperm Toxicity of B.cereus Strains of Different Origin Many strains of B.cermus of different origins were tested for sperm toxicity. '

Tulokset on esitetty taulukossa 2. Voidaan nähdä, että viiden kannan, nimittäin F- = 5881, F-47, F-4426, 4810/71 ja NC 7401, solu-uutteet sammuttivat kaljun siittiöi- ~ den liikkuvuuden erittäin pienillä konsentraatioilla, jotka vastasivat 50 ng (kuiva-paino) B.cereus-soluya (ekvivalentti 104 CFU:lle) per ml laimennettua karjun sie- :The results are shown in Table 2. It can be seen that cell extracts from five strains, namely F- = 5881, F-47, F-4426, 4810/71 and NC 7401, quenched the movement of bald spermatozoa at very low concentrations corresponding to 50 ng (dry weight) B.cereus cells (equivalent to 104 CFU) per ml of diluted boar seed:

20 mennestettä. Muiden testattujen J3.cerm-kantojen uutteilla ei ollut minkäänlaista I20 fluids. Extracts from other tested J3.cerm strains had no I

vaikutusta siittiöiden liikkuvuuteen edes 10000-kertaisilla konsentraatioilla (£10® v CFU/ml).effect on sperm motility even at 10,000 fold concentrations (£ 10® v CFU / ml).

EC»-arvo on ilmoitettu taulukossa 2 bakteereiden päätepistelaimennoksena, joka 25 aikaansai >50 %:n alentumisen siittiöiden liikkuvuudessa. Uutteet valmistettiin : taulukon 1 yhteydessä kuvatulla tavalla ja laimennettiin päätepisteeseen kaksinkertaisella laimennoksella DMSO:hon. Keskimääräinen ero kahden rinnakkaiskokeen • — välillä oli <20 %.The EC? Value is reported in Table 2 as the bacterial end point dilution that produced> 50% reduction in sperm motility. Extracts were prepared as described in Table 1 and diluted to the end point by double dilution in DMSO. The mean difference between two replicate • experiments was <20%.

m i -- TAULUKKO 2 10 104737 B.cereusAzMt EC» (mg EC»(CFU Kanta (kannat) bakteeria/ml) bakteeria/ml) 5____m i - TABLE 2 10 104737 B.cereusAzMt EC »(mg EC» (CFU Strain (s) bacterial / ml) bacterial / ml) 5____

Ruokamyrkytyksen >4 >10* IH41385 puhkeaminen IH4106 F-3371 F-3453 F-528 10 Ruokamyrkytyksen 0,002-0,0005 104 - 105 4810/72 puhkeaminen NC7401, F-47 F-4426, F-5881Food Poisoning> 4> 10 * IH41385 Outbreak IH4106 F-3371 F-3453 F-528 10 Food Poisoning Outbreak 0.002-0,0005 104 - 105 4810/72 NC7401, F-47 F-4426, F-5881

Paperikone >4 >10* E1PCA,E60,T3 15Paper machine> 4> 10 * E1PCA, E60, T3 15

Elävä Norjan kuusi >4 >10* NS61Living Norway Six> 4> 10 * NS61

Meijerituotteet >4 >10* K8, R15, NCFB634 20 ___ SMR182_Dairy Products> 4> 10 * K8, R15, NCFB634 20___ SMR182_

Valittujen toksiinien ja kemikaalien toksisuus karjun siittiöiden vitaliteettiparamet-25 reihin B.cereus 4810/72:n puhdistetun siittiötoksiinin toksisuuskynnyksiä karjun siittiöitä : vastaan verrattiin valittujen bakteeritoksiinien ja kemikaalien arvoihin. Tulokset on esitetty taulukossa 3. EC» on ilmoitettu karjun laimennetun siemennesteen pääte-30 pistelaimennoksena, joka aikaansai >50 %:n muutoksen vitaliteettiparametreissä verrattuna siittiöihin, jotka oli altistettu ainoastaan laimennusaineelle. Keskimääri-nen ero kahden rinnakkaisnäyteen välillä oli <20 % kaikilla vitaliteettiparametreil-lä. Mitokondrioiden turpoaminen todetaan transmissioelektronimikrokoopilla.Toxicity of Selected Toxins and Chemicals to Boar Sperm Viability Parameters Toxicity thresholds for purified sperm toxin from B.cereus 4810/72 were compared to the values of selected bacterial toxins and chemicals. The results are shown in Table 3. EC? Is reported as the point-dilution of terminal dilution of boar diluted semen which produced> 50% change in vitality parameters compared to spermatozoa exposed to diluent alone. The mean difference between the two replicates was <20% for all vitality parameters. The swelling of the mitochondria is detected by a transmission electron microscope.

•«• «

Vaurio membraanin yhtenäisyydessä todetaan vitaliteettivärjäyksellä käyttäen 35 fluoresenssimikroskooppia. Siittiötoksisuuden konsentraatio määritettiin käänteis- r faasisella korkean erotuskyvyn nestekromatografilla käyttäen standardiyhdisteenä valinomysiiniä (kolonni Nova-Pak Cl8 3,9 x 300 mm, sisempi halkaisija 4 μπι, eluointiaine A: vesi, jossa 0,1 % trifluorietikkahappoa (TFA); eluointiaine B: 11 104737 asetonitriili, jossa 0,075 % TFA:ta; gradientti 50 %:sta A:ta ja 50 %:sta B:ta 100 %:un B:ta 10 minuutissa virtausnopeudella 1 ml/min; detektio 214 nm; injektio 50%:nen metanoli, jossa 0,1 % TFA:ta).Damage to membrane integrity is detected by vitality staining using 35 fluorescence microscopes. The concentration of sperm toxicity was determined by reversed phase high performance liquid chromatography using valinomycin (Nova-Pak Cl8 column 3.9 x 300 mm, internal diameter 4 μπι, eluent A: water with 0.1% trifluoroacetic acid (TFA) as standard); 104737 acetonitrile with 0.075% TFA; gradient from 50% A and 50% B to 100% B in 10 minutes at a flow rate of 1 mL / min; detection at 214 nm; 50% injection methanol with 0.1% TFA).

v 5 Tulokset paljastivat kolmen materiaalin siittiötoksisuuden: toksiini, joka puhdistettiin B.cereus 4810/72:sta, valinomysiini (depsipeptidi ja kaliumionifori, Booth, I.v 5 The results revealed the sperm toxicity of three materials: a toxin purified from B.cereus 4810/72, valinomycin (depsipeptide and potassium ionophore, Booth, I.

1988, s. 377-428, IN, C Anthony (toim.) Bacterial energy transduction, Academic1988, pp. 377-428, IN, C Anthony (ed.) Bacterial energy transduction, Academic

Press, Lontoo, Englanti) ja gramisidiini (membraanikanavia muodostava lineaarinen homopeptidi, kaliumionofori ja protonofori, Booth, ibid.). Näiden materiaalien 10 alhaiset konsentraatiot (<3 ng/ml) aiheuttivat siittiöiden liikkuvuuden menetyksen, konsentraatiot <400 ng/ml turvottivat mitokondrioita mutta eivät kuluttaneet loppuun solujen ATP:ta edes suurilla konsentraatioilla (aina 12500 ng/ml). Kalsi-mysiini A 23187 (polyeetteri-kalsium-ionofori) inhiboi siittiöiden liikkuvuuden 32 ng:lla/ml ja kulutti loppuun siittiöiden ATP:n 125 ng:lla/ml mutta ei aiheuttanut 1 15 morfologista vauriota mitokondrioille edes konsentraatiolla 2000 ng/ml.Press, London, England) and Gramicidine (membrane channel linear homopeptide, potassium ionophore and protonophore, Booth, ibid.). Low concentrations (<3 ng / ml) of these materials caused loss of sperm motility, concentrations of <400 ng / ml swollen mitochondria but did not deplete cellular ATP even at high concentrations (up to 12500 ng / ml). Calcium mycine A 23187 (polyether calcium ionophore) inhibited sperm motility at 32 ng / ml and depleted sperm ATP at 125 ng / ml but did not cause 1 5 morphological damage to mitochondria even at 2000 ng / ml.

Todettiin, että siittiösolut olivat suhteellisen epäherkkiä muille testatuille bioaktiivi- IIt was found that sperm cells were relatively insensitive to other bioactivities tested

sille peptideille, 50%:n tehokkaat konsentraatiot (EC1,) vitaliteettiparametreille vaihtelivat 100 - >50000 ng/ml. Lopuksi siittiösoluvauriot (liikkuvuuden menetys 20 ja turvonneet mitokondriot), jotka B.cereus 4810/72 aiheutti, olivat samanlaiset " kuin ne, jotka valinomysiini ja gramisidiini aiheuttavat, mutta muistutti vähän = :. muita testattuja toksiineja.for those peptides, 50% effective concentrations (EC1) for vitality parameters ranged from 100 to 50,000 ng / ml. Finally, sperm cell damage (loss of mobility 20 and swollen mitochondria) caused by B.cereus 4810/72 was similar to "those caused by valinomycin and gramicidin but had little resemblance to the other toxins tested.

w — « — _ • — TAULUKKO 3 12 104737w - «- _ • - TABLE 3 12 104737

Toksiini tai kemikaali EC„ (ng/ml)Toxin or chemical EC '(ng / ml)

Mitokondri- Loppuunku- Sammutettu Vaurio mem- oiden tur* lutettu liikkuvuus braanin yh* poaminen ATP-pitoi- tenäisyydet- ’ suus leMitochondrial-End-Inactivated Damage Memos * Secured Movement of Brain * ATP Concentrations

Siemennestetoksiini puhdis- <400 >1000 0,5 >1000 tettu B.cereus 4810/72:sta 5 Valinomysiini <400 >1000 2 >1000Sperm toxin purified <400> 1000 0.5> 1000 produced from B.cereus 4810/72 5 Valinomycin <400> 1000 2> 1000

Kalsimysiini A 23187 >2000 125 32 KOCalcimycin A 23187> 2000 125 32 KO

Gramisidiini (A:n, B:n, C:n >3000 NO <3 NOGramicidin (A, B, C> 3000 NO <3 NO

ja D:n seos)and D)

lonomysiini >1000 10000 1000 HOlonomycin> 1000 10000 1000 HO

10 Polymyksiini B-sulfaatti >50000 >50000 >50000 KD10 Polymyxin B sulfate> 50000> 50000> 50000 KD

Surfaktiini >50000 >50000 >50000 NDSurfactin> 50000> 50000> 50000 ND

Modular) ini HO >40000 >40000 HOModular) ini HO> 40000> 40000 HO

Anatoksiini A HD >40000 >40000 HDAnatoxin A HD> 40000> 40000 HD

H,H-diheksyylikarbodi-imidi 1000 10000 100*1000 HDH, H-Dihexylcarbodiimide 1000 10000 100 * 1000 HD

15 2,4-dinitrofenoli >10000 >10000 1000*10000 HD15 2,4-Dinitrophenol> 10000> 10000 1000 * 10000 HD

Seuraavassa taulukossa 4 on esitetty siemennestettä paralysoivien Bacillus licheniformis-\&ntojen, joka bakteeri liittyy myös ruokamyrkytykseen, solu-uuttei-20 den vaikutukset karjun siittiöiden vitaliteettiparametreihin. SiittiÖsoluja altistettiin 2-3 päivän ajan bakteerisolu-uutteille, määrät olivat 2 ja 4 mg (märkäpaino) uutetta/ ml laimennettua karjun siemennestettä. Liikkuvuus määritettiin käyttäen Hamil-ton-Thornin siittiöiden liikkuvuusanalysaattoria, membraani tarkastettiin vitaliteetti-; värjäyksellä käyttäen fluoresenssimikroskooppia, degeneroituneet akromosomit 25 todettiin Giemsa-värjäyksellä valomikroskoopissa ja mitokondrio tarkastettiin transmissioelektronimikroskoopilla.The following Table 4 shows the effects of cell extracts of Bacillus licheniformis, a bacterium also associated with food poisoning, on the vitality parameters of boar sperm. Sperm cells were exposed to bacterial cell extracts for 2 to 3 days in amounts of 2 and 4 mg (wet weight) extract / ml diluted boar semen. Mobility was determined using a Hamil-ton-Thorn sperm motility analyzer, the membrane was checked for vitality; staining using a fluorescence microscope, degenerated achromomes were detected by Giemsa staining under a light microscope and the mitochondria were examined with a transmission electron microscope.

« • | i ; 1 TAULUKKO 4 13 104737«• | i; 1 TABLE 4 13 104737

Solu-uute valmistet- Liikkuvien Solu-ATP Vaurioituneiden siittiösolujen XCell Extract Prepared- Moving Cell-ATP Damaged Sperm Cells X

• tiin kannoista siittiöso- /ig ml·'• strains of sperm / ig ml · '

lujen XX of bones

, Menbraani Akrosomi Hitokondrio 5 Bacillus licheniformis, Menbraani Akrosomi Hitochondrio 5 Bacillus licheniformis

Haitoseoksesta 553/1 <1 <0,1 >70 >50 <1 553/2 <1 <0,1 >70 >50 <1 575u/5 <1 <0,1 >70 >50 <1 10From the harm mixture 553/1 <1 <0.1> 70> 50 <1 553/2 <1 <0.1> 70> 50 <1 575u / 5 <1 <0.1> 70> 50 <1 10

Pastfiroimattomasta maidosta 51/97 <1 <1 52/97 <1 <1 15 54/97 <1 <1Of unpasteurised milk 51/97 <1 <1 52/97 <1 <1 15 54/97 <1 <1

Vertailukennot B. licheniformis7 >60 >3 <20 <10 <1 B.mycoides1 >60 >3 <20 <10 <1 20 B.cereusT >60 >3 <2° <10 <1 B.cereus1 >60 >3 <Z0 <1°Reference cells B. licheniformis7> 60> 3 <20 <10 <1 B.mycoides1> 60> 3 <20 <10 <1 20 B.cereusT> 60> 3 <2 ° <10 <1 B.cereus1> 60> 3 < Z0 <1 °

Emeettinen B.cereus «801 <1 >3 <2° <1° >5° 25 NC7401 <1 >3 <20 <10 >5° F-5881 <1 >3 <2° <10 >S0B.cereus Emetic «801 <1> 3 <2 ° <1 °> 5 ° 25 NC7401 <1> 3 <20 <10> 5 ° F-5881 <1> 3 <2 ° <10> S0

Ei bakteeria____>3 <2° <1° >50 30No bacteria ____> 3 <2 ° <1 °> 50 30

Tuloksista voidaan nähdä, että B. licheniformis-kaniojen solu-uutteet, jotka eristet- • <From the results, it can be seen that the cellular extracts of B. licheniformis rabbits isolated •

tiin maitoseoksesta ja pastöroimattomasta maidosta, aiheuttivat siittiösolujen liikku- Iin milk mixture and unpasteurized milk caused sperm cell motility

vuudessa alentumista, mikä oli tulosta laajasta membraanivauriosta, myös ATP-pitoisuus oli alhainen.the ATP content was low as well, resulting from extensive membrane damage.

3535

Toksiinin osoittaminen kontaminoituneesta ruoastaDetection of toxin from contaminated food

# — • I# - • I

« « e Erät keitettyä riisiä ympättiin eri Bacillus-kannoilla ja uutettiin edellä kuvatulla tavalla ja kaljun siittiösolujen liikkuvuus mitattiin yhden ja kahden päivän kuluttua ’ 40 altistuksesta. Sokea koe suoritettiin pelkällä laimennusaineella (DMSO).Batches of cooked rice were inoculated with different strains of Bacillus and extracted as described above, and bald sperm cell motility was measured one and two days after the '40 challenge. The blank was performed with diluent alone (DMSO).

• 4 14 104737• 4 14 104737

Bakteereita viljeltiin myös trypsiinisoija-agarilla 10 päivää 28 °C:ssa ja 500 mg (märkäpaino) soluja uutettiin metanolilla. Metanoliuutteen haihdutusjäännös liuotettiin DMSO:hon. Laimennettu karjun siemenneste altistettiin uutteen sarjalaimen-noksille (DMSO:ssa) ja siittiöiden liikkuvuus mitattiin yhden ja kahden päivänThe bacteria were also cultured on trypsin soybean agar for 10 days at 28 ° C and 500 mg (wet weight) cells were extracted with methanol. The evaporation residue of the methanolic extract was dissolved in DMSO. Diluted boar semen was exposed to serial dilutions of the extract (in DMSO) and sperm motility was measured for one and two days.

TT

5 kuluttua altistuksesta. Nämä tulokset on esitetty seuraavassa taulukossa 5.5 after exposure. These results are shown in Table 5 below.

ED jo, joka osoittaa metanoli-uutettujen kiinteiden (kuivapaino) näytteiden päätepis-telaimennoksen per millilitra laimennettua karjun siemennestettä, aikaansai >50 %:n alentumisen siittiöiden liikkuvuudessa. Keskimääräinen ero kahden rinnak-10 kaisnäytteen välillä oli 20 % eri karjujen siemennesteillä.ED, which shows an end point dilution of methanol-extracted solid (dry weight) samples per milliliter of diluted boar semen, resulted in> 50% reduction in sperm motility. The mean difference between two replicates of 10 replicates was 20% with semen from different boars.

Riisin, joka oli kontaminoitu B.cereus 4810/72:lla tai B.cereus F-5881 :llä, uutteet inhiboivat siittiöiden liikkuvuutta määrillä, jotka vastasivat 3 g:aa (7,5 ml) riisiä.Extracts of rice contaminated with B.cereus 4810/72 or B.cereus F-5881 inhibited sperm motility in amounts equivalent to 3 g (7.5 ml) of rice.

Uutteilla, jotka oli valmistettu B.mycoides ATCC 6462T:llä tai B.cereus ATCC 15 14579T:llä kontaminoidusta riisistä, ei havaittu minkäänlaista liikkuvuuden paralyy- siä testattaessa aina määriin asti, jotka vastasivat >60 g:aa (150 ml) keitettyä riisiä.Extracts made from rice contaminated with B.mycoides ATCC 6462T or B.cereus ATCC 15 14579T did not show any mobility paralysis up to amounts equivalent to> 60 g (150 ml) of cooked rice.

Taulukosta 4 nähdään myös riisistä uutettujen B.cereus- ja B.mycoides-y mppikan-20 tojen siittiötoksisuus. Kantojen B.cereus F-5881, 4810/72, ATCC 14579T ja B.mycoides ATCC 6462T metanoliliukoisten aineiden saannot olivat 24, 16, 9 ja vastaa-v vasti 13 mg (kuivapaino) per gramma (märkäpaino) soluja. Metanoliliukoisten aineiden vastaavat ECjo-arvot karjun siittiöitä vastaan olivat 0,072 /zg (vastaten 2x10s CFU:ta kantaa F-5881)/ml, 0,03 μ% (vastaten 105 CFU:ta kantaa 25 4810/72)/mI, 17 μζ (vastaten 101 CFU.ta kantaa ATCC 14579T)/ml ja >68 μζ (vastaten > 1010 CFUrta kantaa ATCC 6462T)/ml laimennettua karjun siemennestettä.Table 4 also shows the sperm toxicity of B.cereus and B.mycoides-yppikan-20 extracted from rice. The yields of B.cereus F-5881, 4810/72, ATCC 14579T and B.mycoides ATCC 6462T were 24, 16, 9 and 13 mg (dry weight) per gram (wet weight), respectively. Corresponding EC 50 values for methanol soluble substances in boar sperm were 0.072 / zg (corresponding to 2x105 CFU strain F-5881) / ml, 0.03 μ% (corresponding to 105 CFU strain 25 4810/72) / mI, 17 μζ ( corresponding to 101 CFU strain ATCC 14579T) / ml and> 68 μζ (corresponding to> 1010 CFU strain ATCC 6462T) / ml diluted boar semen.

«<«<

• I• I

4 i TAULUKKO 5 15 1047374 i TABLE 5 15 104737

Ymppi Ymppiviljemän Erilaisten parametrien konsentraatiot, jotka ekvi- - metanoliuuttei- valentteja Elolle den ECm (fig/ml) ----- B.cereus konta- Metanoliuutteet Kontaminoitu ) minaatio (CFU/ml ympätystä rii- riisi ml Cg) riisiä) sistä (kuivien näytteiden /tg/ml) B.cereus F-5881 0,072 10‘-10T 38 7,5 (3) B.cereus «810/72 0,026 101-10T 30 7,5 (3) 5 B.mycoides ATCC >68 >101-10’ >650 »150Inoculum Inoculum Concentrations of Various Parameters of Equivalent Methanol Extracts Elolle den ECm (fig / ml) ----- B.cereus Conta Methanol Extracts Contaminated) Mination (CFU / ml inoculated rice ml Cg) of rice) dry samples / tg / ml) B.cereus F-5881 0.072 10'-10T 38 7.5 (3) B.cereus «810/72 0.026 101-10T 30 7.5 (3) 5 B.mycoides ATCC> 68 > 101-10 '> 650 »150

6«62T6 «62T

B.cereus ATCC 17 >10'-101 1523 >150 (60)B.cereus ATCC 17> 10'-101 1523> 150 (60)

1«579T1 «579T

• r — • — Z1• r - • - Z1

Claims (14)

1. Förfarande for detektering av Bacillus cereus emetiskt toxin och motsvarande mitokondrio- eller membrantoxiner i ett mat-, foder- eller läkemedelsprov, vilket 5 misstänks innehälla nämnda toxin, kännetecknat därav, att galtspermier utsätts for nämnda prov och motiliteten hos de sä utsatta spermiema bestäms.A method for detecting Bacillus cereus emetic toxin and the corresponding mitochondrial or membrane toxins in a food, feed or drug sample suspected of containing said toxin, characterized in that bile sperm is subjected to said sample and the motility of said sperm is determined. . 2. Förfarande enligt patentkravet 1, kännetecknat därav, att spermiema utspäds med utspädningsmedel for sädesvätska innan de utsätts for provet. 102. A method according to claim 1, characterized in that the sperm are diluted with diluent for seminal fluid before being subjected to the sample. 10 3. Förfarande enligt patentkravet 1 eller 2, kännetecknat därav, att provet är ett matprov, vilket är ett ris-, pasta-, kött-, grönsaks-, ägg- eller mejeriproduktprov.Method according to claim 1 or 2, characterized in that the sample is a food sample, which is a rice, pasta, meat, vegetable, egg or dairy product sample. 4. Förfarande enligt patentkravet 3, kännetecknat därav, att provet extraheras is med ett extraktionsmedel, vilket är ett lipidlösningsmedel, säsom en lägre alkohol, innan spermiema utsätts för provet.4. A process according to claim 3, characterized in that the sample is extracted with ice with an extractant, which is a lipid solvent, such as a lower alcohol, before the sperm is exposed to the sample. 5. Förfarande enligt patentkravet 4, kännetecknat därav, att extraktionsmedlet är metanol. 205. A process according to claim 4, characterized in that the extractant is methanol. 20 6. Förfarande enligt patentkravet 4 eller 5, kännetecknat därav, att efter extrak-tion och indunstning löses provet pä nytt i ett lösningsmedel.6. A process according to claim 4 or 5, characterized in that after extraction and evaporation, the sample is redissolved in a solvent. 7. Förfarande enligt patentkravet 6, kännetecknat därav, att lösningsmedlet är 25 dimetylsulfoxid eller metanol.Process according to claim 6, characterized in that the solvent is dimethylsulfoxide or methanol. 8. Förfarande enligt patentkravet 4 eller 5, kännetecknat därav, att det extrahera- • · de provet torkas och den utspädda sädesvätskan utsätts för det torkade provet VP genom att placera sädesvätskan och provet i ett slutet kärl. 30Method according to claim 4 or 5, characterized in that the extracted sample is dried and the diluted seminal fluid is exposed to the dried sample VP by placing the seminal fluid and sample in a closed vessel. 30 ~ 9. Förfarande enligt patentkravet 3 eller 4, kännetecknat därav, att 1-10 g prov samlas för användning i detekteringsförfarandet. 104737Method according to claim 3 or 4, characterized in that 1-10 g of samples are collected for use in the detection process. 104737 10. Förfarande enligt patentkravet 2, kännetecknat därav, att den utspädda sädes-vätskan innehäller 30-60 x 106 celler/ml och att motiliteten bestäms genom använd-ning av 5-40 μ\ testprov per ml utspädd sadesvätska. 510. A process according to claim 2, characterized in that the diluted semen fluid contains 30-60 x 10 6 cells / ml and that motility is determined using 5-40 µl test sample per ml diluted seed liquid. 5 11. Förfarande enligt vilket som heist av ovanstäende patentkrav, kännetecknat därav, att motiliteten bestäms 8-36 timmar efter utsättning av provet för spermier-na.11. A method according to any of the preceding claims, characterized in that the motility is determined 8-36 hours after subjecting the sample to the sperm. 12. Förfarande enligt vilket som heist av ovanstäende patentkrav, kännetecknat io därav, att en minskning av >50 % i spermiernas motilitet tolkas som bevis pä förekomst av skadliga mängder toxin i provet.12. A method according to which as claimed in the preceding claim, characterized in that a reduction of> 50% in the motility of the sperm is interpreted as evidence of the presence of harmful amounts of toxin in the sample. 13. Förfarande enligt vilket som heist av ovanstäende patentkrav, kännetecknat därav, att förutom spermiernas motilitet bestäms en eller fler av cellernas följande is vitalitetsparametrar: membranintegritet, cell-ATP-halt och mitokondrial morfologi.13. A method according to any one of the preceding claims, characterized in that, in addition to the motility of the sperm, one or more of the following cells are determined by vitality parameters: membrane integrity, cell ATP content and mitochondrial morphology. 14. Förpackning för användning vid detektering av Bacillus cereus emetiskt toxin och motsvarande mitokondrio- eller membrantoxiner i ett mat-, foder- eller läke- - medelsprov, genom att utsätta galtspermier för provet och genom att bestämma 20 deras motilitet, vilken förpckaning innehäller - medel för bestämning av spermiernas motilitet • *« säsom at - medel för extrahering av provet och/eller - medel för utspädning av sädesvätskan och eventuellt 25. medel för detektering av membranskada, t.ex. membranfärgämne, och - medel för mätning av spermiernas cel-ATP-halt, * ·;: vilka alla är förpackade i en enda förpackning. ** . ·· . • ·Packaging for use in detecting Bacillus cereus emetic toxin and corresponding mitochondrial or membrane toxins in a food, feed or drug sample, by subjecting bile sperm to the sample and determining their motility, which packaging contains - agent for determining the motility of the sperm • such as at - means for extracting the sample and / or - means for diluting the semen and possibly 25 means for detecting membrane damage, e.g. membrane dye, and - means for measuring the cell ATP content of sperm, all of which are packaged in a single package. **. ··. • ·
FI980786A 1998-04-06 1998-04-06 Method for detecting toxins and kits therefore FI104737B (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI980786A FI104737B (en) 1998-04-06 1998-04-06 Method for detecting toxins and kits therefore
PCT/FI1999/000270 WO1999051764A1 (en) 1998-04-06 1999-04-01 Method for detection of bacillus cereus emetic toxin and a kit therefor

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI980786 1998-04-06
FI980786A FI104737B (en) 1998-04-06 1998-04-06 Method for detecting toxins and kits therefore

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI980786A0 FI980786A0 (en) 1998-04-06
FI980786A FI980786A (en) 1999-10-07
FI104737B true FI104737B (en) 2000-03-31

Family

ID=8551475

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI980786A FI104737B (en) 1998-04-06 1998-04-06 Method for detecting toxins and kits therefore

Country Status (2)

Country Link
FI (1) FI104737B (en)
WO (1) WO1999051764A1 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7264959B2 (en) 2002-05-17 2007-09-04 Bio Control Institute Limited Synthase of cereulide produced by Bacillus cereus, gene encoding the same and method of detecting cereulide
EP1500708A1 (en) * 2003-07-24 2005-01-26 Scherer, Siegfried, Prof. Dr. Assay for detection of emetic toxin producing Bacillus cereus
EP1508622A1 (en) * 2003-08-22 2005-02-23 Siegfried Prof. Dr. Scherer Detection of the peptide synthase responsible for emetic toxin production in bacillus cereus

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5569580A (en) * 1995-02-13 1996-10-29 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Method for testing the toxicity of chemicals using hyperactivated spermatozoa

Also Published As

Publication number Publication date
FI980786A (en) 1999-10-07
FI980786A0 (en) 1998-04-06
WO1999051764A1 (en) 1999-10-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Qiao et al. Purification, characterization and mode of action of enterocin, a novel bacteriocin produced by Enterococcus faecium TJUQ1
Andersson et al. A novel sensitive bioassay for detection of Bacillus cereus emetic toxin and related depsipeptide ionophores
Andersson et al. Sperm bioassay for rapid detection of cereulide-producing Bacillus cereus in food and related environments
Han et al. Fabrication and characterization of polylactic acid coaxial antibacterial nanofibers embedded with cinnamaldehyde/tea polyphenol with food packaging potential
From et al. Food poisoning associated with pumilacidin-producing Bacillus pumilus in rice
Jääskeläinen et al. In vitro assay for human toxicity of cereulide, the emetic mitochondrial toxin produced by food poisoning Bacillus cereus
Zhang et al. Antibacterial activity of essential oils against Stenotrophomonas maltophilia and the effect of citral on cell membrane
Ning et al. The apoptosis of Staphylococcus aureus induced by glycinin basic peptide through ROS oxidative stress response
Grabow et al. Microcystis aeruginosa toxin: cell culture toxicity, hemolysis, and mutagenicity assays
Vaucher et al. Evaluation of the in vitro cytotoxicity of the antimicrobial peptide P34
Munro et al. Studies on an ichthyotoxic material produced extracellularly by the furunculosis bacterium Aeromonas salmonicida
Jupatanakul et al. Serratia marcescens secretes proteases and chitinases with larvicidal activity against Anopheles dirus
Fuguet et al. Production in vitro of toxic macromolecules by strains of Beauveria bassiana, and purification of a chitosanase-like protein secreted by a melanizing isolate
Rasimus et al. Psychrotolerant Paenibacillus tundrae isolates from barley grains produce new cereulide-like depsipeptides (paenilide and homopaenilide) that are highly toxic to mammalian cells
Wei et al. Antibacterial activity and action mechanism of a novel chitosan oligosaccharide derivative against dominant spoilage bacteria isolated from shrimp Penaeus vannamei
Van Vuurde et al. Comparison of immunofluorescence colony-staining in media, selective isolation on pectate medium, ELISA and immunofluorescence cell staining for detection of Erwinia carotovora subsp. atroseptica and E. chrysanthemi in cattle manure slurry
Wang et al. Antimicrobial activity of phenyllactic acid against Enterococcus faecalis and its effect on cell membrane
FI104737B (en) Method for detecting toxins and kits therefore
Huang et al. Hemolytic and cytotoxic activity from cultures of Aureococcus anophagefferens—a causative species of brown tides in the north-western Bohai Sea, China
Zhang et al. Characterization of a Bacillus velezensis strain as a potential biocontrol agent against soft rot of eggplant fruits
Baba et al. Increase of mannose residues, as Salmonella typhimurium-adhering factor, on the cecal mucosa of germ-free chickens infected with Eimeria tenella
Zin et al. Cultivation-dependent characterization of endophytic actinomycetes
Igbinosa et al. Mechanism of action of secondary metabolites from marine-derived Streptoymces on bacterial isolates by membrane permeability
Teneva et al. Production of cyanobacterial toxins from two Nostoc species (Nostocales) and evaluation of their cytotoxicity in vitro
WO1999002649A1 (en) Medium for recovery and growth of microorganisms

Legal Events

Date Code Title Description
MM Patent lapsed