Schutz gegenüber organischen Lösungsmitteln

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Letztendlich stellen die an dieser Stelle beobachteten Lebensdauern eine deutliche Steigerung gegenüber denen in den PEO-Fasern dar.

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Vergleich zum direkten Ausfällen zu erwarten. Aus diesem Grund wurden pro Probe zweimal 80 mL Siliconöl verwendet, im Gegensatz zu 80 mL bei den Proben mit dem direkten Ausfällen. Es wurde zu 80 mL Siliconöl jeweils ein Milliliter der Mischung aus PVA-Lösung und Bakteriensediment gegeben.

Tabelle 3-15: Probenzusammensetzung.

Probe Bakterium Menge PVA-Lsg. Menge Sediment Ausfällen

MG090608a M. luteus 6 g 1 g nach drei Zyklen

MG090608b E. coli 6 g 1 g nach drei Zyklen

MG090608c E. coli 6 g 1 g direkt

MG090608d M. luteus 6 g 1 g direkt

Die so präparierten Partikel wurden in einem Achatmörser vorsichtig zerrieben, um größere Agglomerate aufzubrechen. Anschließend wurden Proben der Partikel in zuvor sterilisierten Gläsern mit jeweils so viel des betreffenden Lösungsmittels versetzt, dass ein Überstand von wenigstens einem Zentimeter erreicht wurde. Die Gläser wurden verschlossen und unter Ausschluss von Licht bei vier Grad Celsius aufbewahrt. Zu gegeben Zeiten wurden Proben der Partikel entnommen und zur Überprüfung auf das Vorhandensein lebender Bakterien auf Agarplatten aufgebracht. Hierzu wurden die Probengläser dem Kühlschrank entnommen und langsam auf Raumtemperatur erwärmt, um bei ihrem Öffnen ein Einkondensieren von Wasser in die Lösungsmittel zu verhindern.

Anschließend wurde die Probe aufgeschüttelt und mit einer sterilen Pipette ein Volumen der Flüssigkeit entnommen und auf einen Glasobjektträger aufgebracht. Nach Verdampfen des Lösungsmittels wurde der Glasobjektträger mit der die Partikel tragenden Seite nach unten auf eine Agarplatte aufgebracht und leicht angedrückt. Dieses Vorgehen wurde gewählt, da davon ausgegangen werden konnte, dass eine Vermischung des in der Agarplatte gebundenen Wassers mit dem Lösungsmittel zu einem Absterben der Bakterien führen könnte. Nach 20 Minuten wurde der Objektträger wieder abgenommen, wobei die nun gequollenen Partikel auf der Agar-Oberfläche zurückblieben. Die Agarplatten wurden nun bei 37 °C im Brutschrank inkubiert. Das Vorhandensein lebender Bakterien in den Partikeln führte bei deren Vermehrung zu einem Kolonienwachstum um die einzelnen

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Agarplatten wachsenden Bakterien unter dem Lichtmikroskop untersucht. Die Resultate werden in Tabelle 3-16, Tabelle 3-17 und Tabelle 3-18 zusammengefasst.

Tabelle 3-16: Ergebnisse der Tests nach einer Stunde Lagerungszeit. Bakterienwachstum war bei allem Kombinationen vorhanden.

Lösungsmittel MG090608a MG090608b MG090608c MG090608d

Aceton Wachstum Wachstum Wachstum Wachstum

Ethanol Wachstum Wachstum Wachstum Wachstum

Tetrahydrofuran Wachstum Wachstum Wachstum Wachstum

Chloroform Wachstum Wachstum Wachstum Wachstum

Dichlormethan Wachstum Wachstum Wachstum Wachstum

Toluol Wachstum Wachstum Wachstum Wachstum

Tabelle 3-17: Ergebnisse der Tests nach 50 Stunden Lagerungszeit. Kein Bakterienwachstum bei MG090608b und nur sehr wenig bei MG090608c.

Lösungsmittel MG090608a MG090608b MG090608c MG090608d

Aceton Wachstum Wachstum Wachstum Wachstum

Ethanol Wachstum kein Wachstum wenig Wachstum Wachstum

Tetrahydrofuran Wachstum Wachstum Wachstum Wachstum

Chloroform Wachstum Wachstum Wachstum Wachstum

Dichlormethan Wachstum Wachstum Wachstum Wachstum

Toluol Wachstum Wachstum Wachstum Wachstum

Tabelle 3-18: Ergebnisse der Tests nach 340 Stunden Lagerungszeit. Bakterienwachstum war bis auf die Kombination Ethanol und E. coli überall vorhanden.

Lösungsmittel MG090608a MG090608b MG090608c MG090608d

Aceton Wachstum Wachstum Wachstum Wachstum

Ethanol Wachstum kein Wachstum kein Wachstum Wachstum

Tetrahydrofuran Wachstum Wachstum Wachstum Wachstum

Chloroform Wachstum Wachstum Wachstum Wachstum

Dichlormethan Wachstum Wachstum Wachstum Wachstum

Toluol Wachstum Wachstum Wachstum Wachstum

Die erste Probenentnahme erfolgte nach einer Stunde. Zu diesem Zeitpunkt ließ sich bei allen Proben Bakterienwachstum auf den Agarplatten feststellen. Auch wenn aus im

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vorigen Abschnitt genannten Gründen, keine Quantifizierung der pro Gewichtseinheit an Partikeln noch lebenden Bakterien erfolgen konnte, so erschien doch das Wachstum subjektiv gleich stark. Keines der untersuchten Lösungsmittel schien nach dieser Zeit die Bakterien in den Partikeln stärker zu schädigen als ein anderes.

Bei der nächsten Probennahme nach 22 Stunden, schienen die E. coli enthaltenden Partikel in Kombination mit Ethanol im Vergleich mit den anderen Kombinationen weniger Wachstum zu zeigen. Dies bestätigte sich nach 50 Stunden, hier konnten nur noch einzelne Kolonien beobachtet werden. Nach 100 Stunden war kein Wachstum, verursacht durch E. coli enthaltende Partikel aus Ethanol mehr nachzuweisen. Alle anderen Kombinationen zeigten auch nach einer Lagerungszeit von mehr als 340 Stunden noch Wachstum nach Inkubation auf Agarplatten. Hierbei wurde zudem keine signifikante Reduktion des Wachstums festgestellt.

Da ein Wasserzusatz zu einigen Lösungsmittel-Polymer Kombinationen die Spinneigenschaften verbessern kann und um die Auswirkungen von Lösungsmitteln mit hohem Wassergehalt zu untersuchen, wurden die Partikel auch in ein Gemisch aus 85 % Aceton und 15 % Wasser gegeben. Hier zeigte sich, dass die Bakterien in den Partikeln schon nach nur einer Stunde komplett abgestorben waren.

Aufgrund der Tatsache, dass die Kombination von E. coli und Ethanol im Vorversuch ein Überleben der immobilisierten Bakterien für mehr als 144 Stunden ermöglichte und das bei der Wiederholung des Versuches nur diese Kombination zum Absterben der Bakterien führte, wurde dieser Teil erneut durchgeführt. Verwendet wurden neu hergestellte Partikel, um auszuschließen, dass die zuvor verwendeten Partikel die Ursache für das Absterben der Bakterien waren. Es wurden die Proben MG090608b MG290708b und MG240908b Ethanol augesetzt und nach der oben beschriebenen Methode getestet. Die Probe MG090608b wurde zusätzlich noch sieben Tage über Phosphor(V)-oxid getrocknet. Im Falle von MG090608b waren nach 24 Stunden keine reproduktionsfähigen Bakterien mehr zu finden. Die Proben MG290708b und MG240908b zeigten nach 22 bzw. 26 Stunden

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Die Versuche bezüglich der Schutzeigenschaften der Partikel gegenüber organischen Lösungsmitteln zeigten, dass in solchen Partikeln immobilisierte Bakterien über einen relativ großen Zeitraum diversen Lösungsmitten ausgesetzt werden konnten. Dabei war auch nach einer Lagerungszeit von 340 Stunden kein signifikanter Rückgang der Zahl sich bildender Kolonien nach der Inkubation zu erkennen. Bei den hier durchgeführten Versuchen bildete die einzige Ausnahme die Kombination von E. coli und Ethanol. Hier war nach einer Kontaktzeit von ca. 20 Stunden bereits ein starker Rückgang der Anzahl der reproduktionsfähigen Bakterien zu erkennen. Nach einer Kontaktzeit von mehr als 50 Stunden waren in keinem Fall lebende E. coli zu finden. Es konnte jedoch gesagt werden, dass ein gemeinsames Verspinnen von Polymerlösungen mit Bakterien enthaltenden Partikeln möglich war. Dies galt auch für die Kombination E. coli und Ethanol, da die Experimente gezeigt hatten, dass eine Schutzwirkung im Bereich von Stunden vorhanden war, was als ausreichend erachtet wurde.