EP3790392A1 - Selektive verwendung von polyoxometallaten gegen den befall von eukaryotenkulturen, virenkulturen und mikroorganismenpopulationen durch mollicuten sowie selektiv mollicutenhemmende und -abtötende polyoxometallathaltige stoffe und verfahren - Google Patents

Selektive verwendung von polyoxometallaten gegen den befall von eukaryotenkulturen, virenkulturen und mikroorganismenpopulationen durch mollicuten sowie selektiv mollicutenhemmende und -abtötende polyoxometallathaltige stoffe und verfahren

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Publication number
EP3790392A1
EP3790392A1 EP19724741.4A EP19724741A EP3790392A1 EP 3790392 A1 EP3790392 A1 EP 3790392A1 EP 19724741 A EP19724741 A EP 19724741A EP 3790392 A1 EP3790392 A1 EP 3790392A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
polyoxometalate
cultures
cell
eukaryotes
culture
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
EP19724741.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Gregor Luthe
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SPHERES4LIFE B.V.
Original Assignee
Smart Material Printing BV
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 Smart Material Printing BV filed Critical Smart Material Printing BV
Publication of EP3790392A1 publication Critical patent/EP3790392A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N59/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing elements or inorganic compounds
    • A01N59/16—Heavy metals; Compounds thereof

Definitions

  • the present invention relates to the selective use of polyoxometalates against the infestation of eukaryotic cultures, viral cultures and microorganism populations by mollicut, in particular mycoplasma.
  • the present invention relates to methods for the production of selectively mollicutenhemmenden and killing, polyoxometallat ambiencen substances against the infestation of eukaryotic cultures, viral cultures and microorganism populations by Mollicutes, in particular by Mycoplasma.
  • the present invention relates to selective mollicutenhemmende and - killing, polyoxometallatumble substances against the infestation of eukaryotic cultures, viral cultures and microorganism populations by Mollicutes, especially Mycoplasma.
  • the present invention relates to selective methods for the prophylaxis of infestation of eukaryotic cultures, viral cultures and microorganism populations by Mollicutes, for setting a tolerable content of eukaryotic cultures, viral cultures and microorganism populations on Mollicutes and / or for decontaminating mollicut-infested eukaryotic cultures, viral cultures and microorganism populations with polyoxometalate-containing substances ,
  • kits for the selective extracellular and / or intracellular application of polyoxometalates for the quantitative detection and control of mollicuts, in particular mycoplasmas are provided.
  • the present invention selectively relates to Mollicut infestation protected articles and fluids.
  • mycoplasmas play a particularly disastrous role, as they can not be seen under light microscopy and they are resistant to standard antibiotics, so they often remain undetected and adversely affect cellular growth and experimental results.
  • Mycoplasmas significantly affect cell proliferation through nutrient competition and cell toxic secretions. Positively tested cultures often need to be discarded because treatment with antibiotics is usually too costly and their success and safe.
  • Mollicutes is a class of bacteria. They belong to the department of Tenericutes. Mollicutes are gram negative because they have no cell wall. They represent the smallest and simplest known organisms and they live parasitically on other cells. The tiny Mollicutes sit on or in their host cells and take many of the compounds that they need to live.
  • the class of mollicutes includes acholeplasmas, mycoplasmas, phytoplasmas and ureaplasmas.
  • Mollicut Representatives of the Mollicut are unified in research laboratories dreaded contaminants of cell cultures and multicellular eukaryotes, because they can happen due to their small size and flexible cell structure bacteria-proof filters. On average, 30% of all cell cultures are said to contain mycoplasmas. (see http://www.taqesspieqel.de/rnaaazin/sammlung/Krebsutz;art304.24251 14).
  • the mycoplasmas can alter physiological and morphological parameters of the infected eukaryotic cells and thus influence the results of various experiments. Cell cultures must therefore be regularly examined for contamination.
  • Mykoplasmataceae are the only bacterial family of the order Mykoplasmatales. Most species are parasites and pathogens often dangerous to humans and animals.
  • Mycoplasma usually refers to the class Mollicutes, not to the family Mycoplasma or the species Mycoplasma specifically. There are two genera in the family: mycoplasma and ureaplasma.
  • the two genera colonize as parasites exclusively humans and animals.
  • Other genera of the mollicutes such as spiroplasma are also found in insects and plants, e.g. S. apis in bees and some plant species. Most species tolerate oxygen but do not necessarily need it. They are facultative anaerobes. Some species, such as Mycoplasma hyorhinis, can not live in complete exclusion of oxygen. They are obligingly aerobic.
  • the urease test is positive in Ureaplasma, unlike Mycoplasma, Ureaplasma is able to break down urea, which means that they are intracellular bacteria.
  • the mycoplasmas can usually change their cell shape, they are pleomorphic. The most common cell shape is coccoid, in addition z. B. fungus-like filiform forms observed. Species of Ureaplasma form partially short chains or grape-like clusters.
  • Mycoplasmas are parasitic, intra- and extracellular-living bacteria that cause many diseases in humans, animals and plants.
  • bacteria from the class of Mollicutes do not kill their host. Rather, they cause chronic infections, which speaks for a good adaptation to the hosts, and thus embody a very successful type of parasitism.
  • Mycoplasmas that cause disease include:
  • Mycoplasmas were first discovered in cell cultures by Robinson and his coworkers in 1956. They sought to examine the effects of PPLO (PleuroPneumoniaLike Organisms), which was the original name for mycoplasma, on HeLa cells (cervical carcinoma human epithelial cells) when they discovered that HeLa control cultures were already contaminated by PPLO. In addition, they discovered that the other cell lines used at the time in their laboratories were also infected with mycoplasma - a common characteristic of mycoplasma contamination.
  • PPLO PleuroPneumoniaLike Organisms
  • mycoplasmas are not comparably benign cell culture contaminants, but have the ability to adversely affect the functions, growth, metabolism, morphology, attachment, membranes, virus propagation and yield, the induction of interferon and its yield, and chromosomal aberrations and damage as well as cytopathic effects including pathological deposits.
  • the validity of any research on unknowingly infected cell cultures is at least questionable.
  • the method comprises (a) providing a microarray having on its surface at least one nucleic acid probe representing a gene of the eukaryotic cell and at least one nucleic acid probe representing a gene of the microorganism, (b) producing nucleic acid targets from said culture by means of a primer mixture which is suitable for amplifying said at least one gene of a eukaryotic cell and said at least one gene from a microorganism, (c) bringing the microarray from the process step (a) into contact with the nucleic acid targets from process step (b) to permit selective hybridization between the nucleic acid targets and their complementary nucleic acid probes on the microarray, and (d) detection of said hybridization, detecting microorganism contamination and, optionally, detection of expression of genes specific for the eukaryotic cell All are.
  • the large number of patent applications dealing with the detection of mycoplasmas faces a much smaller number of patent applications dealing with the prophylaxis of mycoplasma infections and the decontamination of
  • immunogenic fragments of a mycoplasma XAA aminopeptidase and mutants of aminopeptidase proteins with partially inactivated active sites and metal-binding residues are provided. Furthermore, antibodies such as mycoplasma XAA aminopeptidase are also provided. Mycoplasma infections and contaminations in animals or in cell cultures are detected, prevented and / or treated.
  • US Pat. No. 2004/0053847 A1 discloses diastereomeric peptides which are suitable for the treatment of cancer and for the topical treatment of infections caused by pathogenic organisms such as bacteria and fungi. In addition, they can be used as food additives instead of antibiotics for pet food for the control of mycoplasma infections and food preservation.
  • European Patent Publication EP 0 348 947 B1, DE 689 10 397 T2 discloses a method for preventing or eliminating mycoplasma contamination of animal or plant cell cultures, comprising administering an antimycoplastically effective amount of 5-amino-7- (2- aminomethylmorpholino) -1-cyclopropyl-6,8-difluoro-1,4-dihydro-oxoquinoline-3-carboxylic acid or its salt is added to a culture medium in which animal or plant cells are cultured.
  • German Laid-Open Application DE 36 17 803 A1 discloses the use of the gyrase inhibitors quinolone and 1,8-naphthyridone-3-carboxylic acids for the decontamination of mycoplasma-infected cell cultures.
  • German patent application DE 35 39 393 A1 discloses the use of ciprofloxacin for the decontamination of mycoplasma-infected cell cultures.
  • US Pat. No. 4,546,097 proposes digitonin and digitonin-related saponins as mycoplasma suppressors in cell culture.
  • mycoplasma cell culture products There are currently two groups of mycoplasma cell culture products on the market:
  • the treatment should include two steps:
  • the "starter treatment” leads to a massive reduction in vital mycoplasmas.
  • the active ingredient is a dissolved biosurfactant which is added directly to the contaminated cell or virus culture. This drug is said to show a high affinity for mycoplasma membrane.
  • mycoplasmas do not have a cell wall but are surrounded by a lipid membrane. Due to the interaction of Myno x®Gold with this lipid membrane
  • the eukaryotic cell is only affected at significantly higher drug concentrations.
  • the reagents are removed from the culture and permanently kills any surviving mycoplasma by three treatments with the Main Treatment.
  • MykoRAZOR® should be effective even in very low concentrations. Its effect is based on the intervention in the protein biosynthesis (inhibition of translation by the binding to the ribosomes), as well as in the transcription apparatus of mycoplasmas (gyrase inhibitors) and this without affecting the eukaryotic cells in culture.
  • MykoRAZOR® is added to the culture medium and is intended to quickly and completely kill mycoplasma and bacteria in the culture. However, this requires mixtures or sequential treatment cycles with specific antibiotics such as neomycin, tetracyclines, macrolides, quinolones and gentramycin.
  • Polyoxometalates are inorganic polyacids consisting of two groups: heteropolyacids and isopolyacids.
  • Heteropoly acids are formed from weak, polybasic oxo acids of a metal (usually chromium, molybdenum, vanadium or tungsten) and a non-metal (usually arsenic, iodine, phosphorus, selenium, silicon or tellurium) as partial mixed anhydrides;
  • a metal usually chromium, molybdenum, vanadium or tungsten
  • a non-metal usually arsenic, iodine, phosphorus, selenium, silicon or tellurium
  • M 12-molybdophosphoric acid
  • Actinides or lanthanides can also act as the second central atom; are there the tungsten heteropolyacids thermally much more stable than the analog molybdenum compounds.
  • Heterocyclic acids of the general formula [(E0 4 ) M I 2 O 36 ] / 7-8 with n valence of the tetrahedrally coordinated element E (eg boron, silicon, zinc) are sometimes referred to as Keggin acids.
  • E eg boron, silicon, zinc
  • Keggin acids With an octahedral coordinated heteroatom one often finds the heterohexametalate type [(Eq6) MbO ⁇ 8] h- ⁇ 2 (Anderson-Evans anions) [cf. Römpp Online, Version 3.47 "Heteropolyacids"].
  • Isopolyacids or homopolyacids are partial anhydrides which, in contrast to the heteropolyacids, contain only central atoms of one kind.
  • molybdate and tungstates and oxometalates of some other transition metals tend to form isopoly acids with dehydration such as H 4 [Mq 8 q 26 ] or H W0-10O32] [cf. Römpp Online, Version 3.81 "Isopolyacids"].
  • Dental mixtures which contain polyoxometalates and / or derivatives thereof.
  • US Pat. Nos. 5,824,706 and 6,020,369 disclose the prevention and treatment of respiratory viral infections in which a POM-containing aerosol spray is applied to the lungs.
  • topical POM-containing compositions with the aid of which pollutants, in particular warfare agents, are removed from the environment.
  • the topical compositions may also contain cerium, silver, gold or platinum compounds.
  • perfluoropolyethers PFPE
  • PFPE perfluoropolyethers
  • CEES 2-chloroethylethyl sulfide
  • CEESO 2-chloroethylethyl sulfoxide
  • microspheres having a particle size of from 1 to 2000 ⁇ m, which contain a hydrophilic polymer such as oxidized cellulose with numerous pendant anionic groups and POM. The microspheres are used for fixation and dosing of therapeutic radioisotopes.
  • Moldavian patent MD 4014 B1 discloses anti-tumor POM.
  • US Pat. No. 6,387,841 B1 discloses catalysts for the conversion of alkanes into unsaturated compounds containing oxidic catalysts supported on polyoxometalates.
  • US Pat. No. 6,596,896 B2 discloses a process for the preparation of an aromatic carbonate by the reaction of an aromatic monohydroxy compound with carbon monoxide and oxygen. The reaction is carried out in the presence of a palladium compound, a redox catalyst, a polyoxometalate and a quaternary ammonium or phosphonium salt.
  • US Pat. No. 8,129,069 B2 discloses a composite fuel cell component which contains a proton-conducting polymer, a water-insoluble proton-conducting inorganic material and a polyoxometalate.
  • a bleaching agent which contains peroxide and an activator.
  • the activator may be tungsten silicic acid.
  • the bleach can remove mold and fungus from tiles and curtains.
  • Japanese Unexamined Patent Publication JP 002005281299 A discloses the use of potassium salt of 12-silicotungstic acid as an antibacterial and antifungal agent for use in furniture coating compositions.
  • US Patent Application US 2009/0004124 A1 discloses cosmetic compositions which contain fluidized particles such as H3PW12O40.
  • the fluidization of the particles is carried out by residues of long carbon chains, which are linked to the particles.
  • polymers functionalized with reactive polyoxometalates which serve to decontaminate harmful compounds.
  • German patent application DE 10 2013 104 284 A1 discloses antimicrobially active composite materials which contain inter alia polyoxometalates.
  • the composite materials can be used for household goods, consumer goods, industrial equipment and components, marine paints, facade paints, tanks, cables, coatings, pipes, pipes, components of oil exploration, oil production and oil storage, medical technology, food technology, sanitary facilities, packaging, textiles, furniture, building elements, furnishings , Latches, switches, seats, keyboards and equipment used by clinics, medical practices, nursing homes, day care centers, schools and publicly accessible buildings.
  • German Offenlegungsschrift DE 10 2015 000 812 A1 discloses cleaning and care compositions which contain polyoxometalates. Furthermore, DE 10 2015 000 813 A1 discloses the use of polyoxometalates for the decomposition of chemotherapeutic agents and other medicaments which are excreted through the skin.
  • German Offenlegungsschrift DE 10 2015 000 814 A1 discloses the biocidal finishing of articles with polyoxometalate micro- and / or nanoparticles.
  • the biocidal equipments containing polyoxometalates can be described as
  • biocidal equipment can be used in laboratories, in particular biological and microbiological human laboratories, cell cultures, culture media and hospitals, in particular operating theaters. The targeted use against Mollicutes is not mentioned.
  • US Pat. No. 7,211,707 B2 discloses reactive and adsorptive materials which contain activated carbon absorbers in which nanoparticles are incorporated.
  • the materials are biocidal and can neutralize and decompose harmful chemicals.
  • polyoxometalates are also used.
  • European patent EP 2 765 136 A1 discloses heteropolyoxometalates which can be used in antimicrobial purposes in substances, surface layers, paints or coatings for disinfection purposes.
  • the Gibco® IPL-41 Insect Medium (1X) contains inter alia ammonium heptamolybdate tetrahydrate [(NH 4) 6Mo 7 q24] ⁇ 4H2O, CAS no. 12054-85-2 (tetrahydrate), AHMT, as part of the formulation.
  • AHMT concentration of AHMT is not indicated. There is also little evidence that AHMT is particularly toxic to mollicut, especially mycoplasma.
  • viruses can only multiply in a culture of suitable host cells. Therefore, the appropriate eukaryotic cells are used, and bacteriophages have the appropriate bacterial cells. The virus cultures can therefore also be attacked by Mollicutes. It is true that the prior art relating to the polyoxometalates discloses the use of these compounds for the treatment of viral diseases. However, there are no suggestions or hints that Mollicut can be targeted and selectively killed without damaging the virus cultures.
  • the antibiotics can not be used as broad spectrum antibiotics against the various mycoplasmas.
  • the present invention was therefore based on the object of finding temperature-insensitive, transportable and long-term storable substances which are specifically and selectively effective against mollicutes, in particular mycoplasmas.
  • the fabrics should be effective against mollicutes, especially mycoplasmas, in virus cultures and single cell and / or multicellular eukaryotic cultures.
  • the cultures can be characterized by cell cultures, 3D cell cultures, Organs-on-a-Chip, 3D tissue cultures, microbiological nutrient systems, culture media, tissue culture, and auxiliary media; and viruses and unicellular and / or multicellular eukaryotes used in and / or on equipment, apparatus and laboratories for biochemistry, molecular biology, genetic engineering, cell biology, microbiology, virology, pharmacology, toxicology and medicine settle, come.
  • These substances are intended as contamination prophylaxis to prevent the infestation or infection of cultures by the Mollicutes, in particular mycoplasmas, and decontaminate infested cultures by killing the Mollicutes, especially mycoplasmas, or at least inhibit their multiplication, so that at least a constant and harmless Concentration of Mollicutes in the virus cultures and eukaryotic cultures sets.
  • These substances should not alter their original properties, inhibit their propagation or even kill existing viruses and eukaryotes, so that the research results obtained on and with the cultures are valid.
  • the substances of Mollicutes are said to decontaminate infected or infected populations of microorganisms that colonize and / or grow on equipment, apparatus and laboratories for cell biology, microbiology, pharmacology, toxicology and medicine, so that they do not provide sources for a Infest cultures by mollicutes, especially mycoplasmas, more represent.
  • this object has been achieved by the selective extracellular and / or intracellular use of at least one polyoxometalate
  • the at least one polyoxometalate is applied at most in a limiting concentration, which is determined in each case at least one test culture in the dark and / or under irradiation with electromagnetic radiation and / or under atmospheric pressure or overpressure by at least one Mollicutendetetation and by
  • the mollicuts are inhibited or killed by the at least one polyoxometalate in their proliferation, but through which the at least one polyoxometalate is incubated for 10 minutes to 100 days in the dark and / or under irradiation with electromagnetic radiation and / or under atmospheric pressure or overpressure at least one of a given eukaryotic test culture, a given virus test culture, or a test culture from 10 minutes to persist in the dark and / or under irradiation with electromagnetic radiation and / or under atmospheric pressure or overpressure the proliferation of the respective eukaryotes, the relevant host cells of the virus or the microorganisms in question, the at least one
  • this object has been achieved by the cultures of monocellular and / or multicellular eukaryotes, virus cultures and cultures of microorganism populations containing at least one polyoxometalate which are free of proliferation-capable mollicides, the cultures of pharmaceuticals, cell-biological nutrient systems, cell biological nutrient media, tissue cultures, 3D tissue cultures , Organs, organ transplants, man-made organs, on-chip organs, auxiliary media, biochemistry laboratories, molecular biology, genetic engineering cell biology microbiology, virology, pharmacology, toxicology and medicine, and articles, furniture, prints, Clothing, implements and apparatus for and in these laboratories come from and
  • the at least one polyoxometalate is applied at most in a limiting concentration, which is determined in each case at least one test culture in the dark and / or under irradiation with electromagnetic radiation and / or under atmospheric pressure or overpressure by at least one Mollicutendetetation and by
  • the Mollicuten be inhibited by the at least one polyoxometalate in their proliferation or killed by the but
  • the at least one polyoxometalate after an incubation time of 10 minutes to 100 days in the dark and / or under irradiation with electromagnetic radiation and / or under atmospheric pressure or overpressure of the at least one of a given eukaryotic test culture, a given virus test culture or a test culture derived from a given microorganism population after their lifetime of 10 minutes until permanently in the dark and / or under irradiation with electromagnetic radiation and / or under atmospheric pressure or overpressure the proliferation of the respective eukaryotes, the respective host cells of the virus or the microorganisms in question is not inhibited, as evidenced by at least one Mollicutendetediction ,
  • the proliferation-competent mollicuten adhere at least one of the following:
  • kits for the selective extracellular and / or intracellular use of at least one polyoxometalate are provided.
  • (C1) at least one kind of unicellular eukaryotes and / or at least one kind of multicellular eukaryotes
  • C3 at least one kind of microorganism populations, as a zero sample, wherein the eukaryotes, the host cells and viruses or the microorganism population of drugs, cell cultures, 3D cell cultures, cell biological nutrient systems, cell biological nutrient media, tissue cultures, 3D tissue cultures, organs, organ transplants, artificially produced organs, organs on a chip, auxiliary media and smears of laboratories for cell biological nutrient systems, cell biological nutrient media, tissue cultures, 3D tissue cultures, organs, organ transplants, artificially produced organs, organs on a chip, auxiliary media, laboratories for the Biochemistry, molecular biology, genetic engineering, cell biology, microbiology, virology, pharmacology, toxicology and medicine, as well as of articles, furniture, prints, clothing, implements, apparatus and laboratory personnel for and in these laboratories,
  • (D1) at least one kind of unicellular eukaryotes and / or at least one kind of multicellular eukaryotes
  • (F) comprise at least one metering device for the at least one preparation of a precisely known dose of at least one polyoxometalate, and are hereinafter referred to as "inventive kits”.
  • the object has been achieved by the selective method for (i) decontaminating mollicutin-infected eukaryotic cultures, virus cultures and cultures of microorganism populations and (ii) for proliferation of the selectively decontaminated, mollicutene-free cultures
  • (G1) at least one kind of unicellular eukaryotes and / or at least one kind of multicellular eukaryotes
  • At least one type of microorganism population determines the limiting concentration of at least one polyoxometalate for inhibiting the proliferation of the at least one type of eukaryote, host cells for viruses or microorganism populations,
  • (H1) the at least one kind of unicellular eukaryotes and / or at least one
  • step (I) after step (H) resulting at least one Mollicuteninfiziert culture incubated for an incubation period of 10 minutes to 100 days in the dark and / or under irradiation with electromagnetic radiation and / or under atmospheric pressure or overpressure and after a life of 10 minutes determined at least once in the dark in the dark and / or under irradiation with electromagnetic radiation and / or under atmospheric pressure or overpressure, if there are any more mollicutes and, if this is not the case,
  • J1 at least one kind of unicellular eukaryotes and / or at least one kind of multicellular eukaryotes
  • J3 transmits at least one type of microorganism populations to at least one mollicin-free nutrient medium and which in each case propagates at least one species of mollicut-free eukaryotes, host cells and microorganism populations in the resulting at least second culture.
  • the object was achieved by selectively protected against Mollicutenbefall objects and fluids containing at least one polyoxometalate to be used according to the invention and / or at least one polyoxometalate preparation to be used according to the invention, wherein the at least one polyoxometalate and / or the at least one polyoxometalate preparation in the form of an acid, a salt, a hydrate, a soft oxometalate (SOMS), a coating and / or an organic, inorganic and / or organometallic polyoxometalate nanocomposite, and / or
  • SOMS soft oxometalate
  • Boundary concentration is introduced or are, wherein
  • the at least one polyoxometalate is applied at most in a limiting concentration, which is determined in each case at least one test culture in the dark and / or under irradiation with electromagnetic radiation and / or under atmospheric pressure or overpressure by at least one Mollicutendetetation and by
  • the mollicuts are inhibited or killed by the at least one polyoxometalate in their proliferation, but through which the at least one polyoxometalate is incubated for 10 minutes to 100 days in the dark and / or under irradiation with electromagnetic radiation and / or under atmospheric pressure or overpressure at least one of a given eukaryotic test culture, a given virus test culture or a test microorganism populated test culture after their 10 minute life to permanent dark and / or exposure to electromagnetic radiation and / or atmospheric pressure or overpressure Proliferation of the relevant eukaryotes, the relevant host cells of the viruses or of the relevant microorganisms, as evidenced by the at least one detection of the mollicut, is not inhibited,
  • the polyoxometalates turned out to be temperature-insensitive, transportable and long-term storable substances which are selective and specific to mollicut, in particular mycoplasma, killed or at least inhibited in their proliferation, so that at least a constant and harmless concentration of Mollicuten in Cultures containing unicellular and / or multicellular eukaryotes could be adjusted in viral cultures and cultures of microorganism populations.
  • the cultures contained eukaryotes, viruses and populations of microorganisms, ranging from drugs, cell cultures, 3D cell cultures, cellulosic nutrient systems, cell culture media, tissue cultures, 3D tissue cultures, organs, organ transplants, artificially produced organs, on-chip organs and auxiliary media, and of Swabs from laboratories for biochemistry, virology, microbiology, pharmacology, toxicology and medicine as well as articles, clothing, utensils, furniture, prints, apparatus and laboratory personnel for and in these laboratories.
  • the polyoxometalates did not alter the original eukaryotes, the host cells and viruses, and the microorganism populations that were studied, nor did they inhibit their proliferation or kill them, so that the results of research on the mollicutene-free, especially from mycoplasma-free cultures, scored, were valid. Thus, not only extracellular mollicutes but also intracellular mollicutes could be selectively killed by the polyoxometalates or selectively inhibited in their proliferation. Nor were there any treatment cycles that weakened the unicellular and multicellular eukaryotes, the host cells and the viruses as well as the microorganism populations and allowed them to die off by up to 80% or more. Of particular importance was that no more dangerous resistances formed.
  • the polyoxometalates to be used according to the invention acted specifically against mollicutae, in particular mycoplasmas, at defined concentrations which could be determined experimentally, and at the same time they were not bactericidal or bacteriostatic, virucidal or virustatic and fungicidal or fungistatic and did not have an effect against archaea, protozoa and microalgae, the constituents of could be microorganism populations.
  • polyoxometalates did not adhere well to glass and plastics, especially neutral and anionic plastics, unless they were adequately addressed, making them particularly well-suited for laboratory work with these materials.
  • thermostability of the polyoxometalates also allowed them to be autoclaved.
  • the polyoxometalates were also light-stable and showed no time course in the UV spectrum in the irradiation with UV light. The same was true for visible light, so no precautions needed to be taken in this regard.
  • the essential components of the use according to the invention and of the cultures according to the invention are heteropolyacids and isopolyacids and their isomers, defect structures and substructures, collectively called polyoxometalates (POM), in US Pat the shape of their molecules with a largest molecular diameter ⁇ 2 nm, preferably 1, 5 nm and especially 2 1 nm, collectively called POM molecules and in the form of microparticles and nanoparticles of an average particle size of 1 nm to ⁇ 1000 pm, preferably 2 nm to 500 pm, preferably 5 nm to 250 pm, particularly preferably 5 nm to 150 pm and in particular 5 nm to 100 pm. In the following, they will be referred to as "POM microparticles or POM nanoparticles", respectively.
  • POM polyoxometalates
  • the data ⁇ 2 nm, ⁇ 1, 5 nm and 2 1 nm do not include a molecular diameter of 0 nm, but that the lower limit of the molecular diameter is equal to the largest diameter of the smallest existing POM molecule.
  • the average particle size of the POM microparticles and POM nanoparticles to be used according to the invention measured by transmission electron microscopy (TEM), scanning electron microscopy (SEM), scanning transmission electron microscopy (RTEM), atomic force microscopy (AFM) or scanning tunneling microscopy (TRM) can vary very widely and meet the requirements of the invention To be adjusted individually.
  • the POM microparticles and POM nanoparticles can have a wide variety of morphologies and geometric shapes, so that they can also be perfectly adapted to the requirements of the individual case in this respect.
  • they can be compact and have at least one cavity and / or a core-shell structure, wherein the core and the shell can be constructed of different materials.
  • You can also use different geometric shapes such as wires tubes, nanofeathers, nanotemplates, rods, spheres, ellipsoids, cubes, cuboids, pyramids, cones, cylinders, rhombuses, dodecahedron, truncated dodecahedron, icosahedron, truncated icosahedron, dumbbells, tori, platelets or needles have circular, oval, elliptical, square, triangular, quadrangular, pentagonal, hexagonal, heptagonal, octagonal, or star-shaped (tri-quad, quadrilateral, pentagonal, or polygonal) outline.
  • POM microparticles and / or POM nanoparticles of different morphology and / or geometric form may have pointed outgrowths in the form of cones.
  • two or three cylindrical POM microparticles and / or POM nanoparticles may assemble to form a T-shaped or Y-shaped particle.
  • their surface can have recesses, such that the POM microparticles and / or POM nanoparticles have a strawberry, raspberry or blackberry morphology.
  • the dumbbells, tori, needles or plates can be bent in at least one direction of the room.
  • the diameter of the POM microparticles and POM nanoparticles can vary widely and therefore be perfectly adapted to the requirements of the individual case.
  • the diameter of the POM microparticles and / or POM nanoparticles to be used according to the invention, which have no spherical shape, is equal to the longest distance traveled by the respective POM microparticles and POM nanoparticles.
  • the diameter of preferred nanoparticles according to the invention is preferably 1 nm to ⁇ 1000 pm, preferably 2 nm to 500 pm, preferably 5 nm to 250 pm, more preferably 5 nm to 150 pm and in particular 5 nm to 100 pm.
  • the elemental composition and structure of the POM can also vary very widely.
  • n-prime number is an integer from 3 to 20 denoting the valence of an anion that varies depending on the variables X and M.
  • TM is a divalent or trivalent transition metal ion such as Mn 2+ , Fe 2+ , Fe 3+ , Co 2+ , Co 3+ , Ni 2+ , Cu 2+ and Zn 2+ .
  • the superscript t is an integer and denotes the valence of an anion, which varies depending on the significance of the variable TM.
  • variable A stands for phosphorus, silicon or germanium and the index x stands for 0 or for an integer from 1 to 40.
  • the index y stands for an integer from 1 to 10
  • the index a stands for one integer from 1 to 8
  • the index b is an integer from 15 to 150.
  • the z factor varies depending on the nature and the degree of oxidation of the variable A.
  • the aqua complexes and the active fragments of the POM XIII are also suitable.
  • y is preferably 6-a, where the index a is an integer of 1 to 5 and the index b is 19.
  • variable A is silicon or germanium
  • the index x is 2
  • the index y is 18
  • the index a is 6
  • the index b is 77.
  • the index x is 2 or 4
  • the index y is 12, 15, 17 or 30
  • the index a is 1, 3 or 6
  • the index b is 62 or 123.
  • the isomers of POM into consideration.
  • the keggin structure has five isomers, the alpha, beta, gamma, delta, and epsilon structure.
  • defect structures or lacunary structures as well as partial structures can be considered.
  • the anions I to XIII are applied in the form of salts with cations which are approved for cleansing and personal care and pharmaceutical use.
  • Suitable cations are monovalent cations such as hydrogen, lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium, copper (I) and silver ions;
  • divalent cations such as magnesium, calcium, strontium, barium, copper (II), iron (II), nickel, cobalt, tin (II) and zinc ions;
  • trivalent cations such as aluminum, iron (III), lanthanide and actinide ions;
  • Mono-, di-, tri- or tetra- (CrC 2 o-alkylammonium) such as pentadecyldimethyl-ferrocenylmethylammonium, undecyldimethylferrocenylmethylammonium,
  • Mono-, di-, tri- or tetra- (C 1 -C 20 -alkanolammonium) such as ethanolammonium diethanolammonium and triethanolammoniurri;
  • HISH + histidinium
  • ARGH + argininium
  • LYSH + lysinium
  • oligo- or polypeptides having one or more protonated basic amino acid residues See. eg US 6,020,369, column 3, line 6, to column 4, line 29]
  • natural, modified natural and synthetic cationic oligomers and polymers i.e., oligomers and polymers bearing primary, secondary, tertiary and quaternary ammonium groups, primary, secondary and tertiary sulfonium groups and / or primary, secondary and tertiary phosphonium groups.
  • Synthetic oligomers and polymers are common and well known and are used, for example, in electrodeposition paints.
  • natural cationic oligomers and polymers are polyamino-saccharides such as polyglucosamines such as chitin, N-acetyl glycosides and especially chitosan.
  • chitosans of short and long chain length and / or low and high molecular weight can be used. They may be associated with the POMs by chemical crosslinking, entanglement with the polymeric chains and / or by covalent and / or ionic bonds, by hydrogen bonds and / or by Van der Waals forces and / or London forces
  • n number in particular integer, from 1 to 50.
  • POMs are those of JTRhule, CL Hill and DA Judd in the article "Polyoxometalates in Medicine” in Chemical Reviews, Vol. 98, pages 327 to 357, in Table 1, "In Vitro Antiviral Activities of Polyoxometalates,” pages 332 to 347, and in Table 2, "In Vivo Activities of Polyoxometalates,” page 351, polyoxometalates that have been tested for antiviral activity.
  • the POM microparticles and POM nanoparticles to be used according to the invention can be prepared by means of customary and known wet-chemical processes, such as, for example, precipitation processes. However, it is also possible to dissolve the POM in water and to spray the resulting solution against a warm stream of air. In addition, it is possible to evaporate the solution under vacuum, being irradiated with IR radiation.
  • solutions in particular aqueous, solutions of POM on cold surfaces, such as frozen, smooth metal surfaces, dry ice, cryogenic organic solvents and liquefied gases, such as methane, ethane propane, butane, methylcyclohexane or benzine, liquid nitrogen or liquid helium spray on and evaporate the dry ice or the liquid substances.
  • cold surfaces such as frozen, smooth metal surfaces, dry ice, cryogenic organic solvents and liquefied gases, such as methane, ethane propane, butane, methylcyclohexane or benzine, liquid nitrogen or liquid helium spray on and evaporate the dry ice or the liquid substances.
  • the molecular POM, POM microparticles and / or POM nanoparticles described above are unchanged, oxygen-substituted, functionalized, aggregated, agglomerated and / or supported. For example, they may be functionalized, agglomerated and supported. But they can also not be functionalized and not aggregated.
  • the at least one organic POM composite is a POM-chitosan composite.
  • POM preparations can not be sterilized, pre-sterilized or ready to use. They may be pre-dispensed in pre-dosed quantities in sealed ampoules, dispensers and dispensers for solutions, suspensions, powders, creams, lotions, ointments and / or foams, disposable syringes, rupturable bags or dropper bottles.
  • the particles, aerosols, mist, sprayers, nebulizers, hydrogels, gels, creams, lotions, ointments and / or foams may be passable to decontaminate the laboratory staff of mollicutes without risk of damaging cultures. Care must be taken that the concentrations of the POM and / or the POM preparations do not exceed the limit concentrations defined below according to the invention.
  • the unaltered POMs are the POMs that arise during their manufacture without further functionalization or modification.
  • terminal oxide centers are replaced by other ligands, such as sulfide ions, bromide ions, amino groups, nitrosyl groups, and / or alkoxy groups.
  • ligands such as sulfide ions, bromide ions, amino groups, nitrosyl groups, and / or alkoxy groups.
  • the sulfur-containing POM are also called polyoxothiometalates.
  • the aggregates are loose aggregates of particles that are held together by cohesion and can not be distributed by conventional and known dispersion methods. Their inner surface is smaller than the sum of the surfaces of the primary particles.
  • the agglomerates are aggregates of primary particles and their aggregates, which are bridged over edges and corners. Their inner surface corresponds approximately to the sum of the surfaces of the primary particles.
  • the molecular POM, POM microparticles and POM nanoparticles to be used according to the invention can be present "naked". That is, their surface is not surrounded by a shell and / or is not functionalized.
  • the molecular POM, POM microparticles and POM nanoparticles to be used according to the invention can be surrounded by a shell and / or carry at least one functional group. That is, they may be present as organic, organometallic and / or inorganic POM nanocomposites.
  • the material of the shells may carry the functional groups or else the functional groups may be present directly on the surface of the molecular POM, the POM microparticles and the POM nanoparticles.
  • the POM nanoparticles may be compact and have at least one cavity and / or core-shell structure, wherein the core and shell may be constructed of different materials.
  • You can also use different geometric shapes such as wires tubes, nanofeathers, nanotemplates, spheres, ellipsoids, Cubes, cuboids, pyramids, cones, cylinders, rhombuses, dodecahedra, truncated dodecahedra, icosahedra, truncated icosahedra, dumbbells, tori, platelets or needles of circular, oval, elliptical, square, triangular, quadrangular, pentagonal, hexagonal, pentagonal, octagonal or hexagonal star-shaped (three-, four-, five- or multi-zigzag) outline.
  • micro- and / or nanoparticles of different morphology and / or geometric form may be assembled together.
  • spherical POM micro- and / or nanoparticles may have pointed outgrowths in the form of cones.
  • two or three cylindrical POM micro and / or nanoparticles may assemble to form a T-shaped or Y-shaped particle.
  • their surface may have pits so that the POM micro and / or nanoparticles have a strawberry, raspberry or blackberry morphology.
  • the dumbbells, tori, needles or plates can be bent in at least one direction of the room.
  • the material of the shell and / or the functional groups can be selected so that the molecular POM, POM microparticles and POM nanoparticles to be used according to the invention are particularly rapidly and homogeneously in an organic and / or inorganic, solid or liquid matrix, in particular a distribute and / or modify the physical and / or chemical properties of the molecular POM, POM microparticles, and POM nanoparticles in a particular desired manner, and / or modify the physical and / or chemical properties of the organic and / or inorganic polymeric matrix or inorganic ceramic matrix acting as a support material and / or binder mask.
  • the shells and / or the functional groups may be attached to the surface of the molecular POM, POM microparticles and POM nanoparticles via covalent and / or ionic bonds and / or electrostatic and / or van der Waals forces.
  • the bond between the surface of the molecular POM, POM microparticles and POM nanoparticles and the shell and / or the functional groups can be permanently or reversibly, i. be solvable again.
  • the shells may be constructed of organic, inorganic and organometallic, polymeric, oligomeric and low molecular weight materials or combinations of at least two of these materials.
  • suitable functional groups and functional materials for the shells and / or matrices of the molecular POM, POM microparticles and POM nanoparticles to be used according to the invention.
  • the person skilled in the art can select the functional groups and materials which are particularly suitable for the particular case on the basis of the property profiles known to him.
  • suitable additives are thermally and / or actinic-curable reactive diluents, low-boiling organic solvents and high-boiling organic solvents ("long solvents"), water, UV absorbers, light stabilizers, free-radical scavengers, thermolabile free-radical initiators, photoinitiators and co-initiators, crosslinking agents, as used in one-component systems, catalysts for thermal crosslinking, deaerating agents, slip additives, polymerization inhibitors, defoamers, emulsifiers, wetting and dispersing agents and surfactants, adhesion promoters, leveling agents, film-forming auxiliaries, sag control agents (SCA), rheology control additives (thickeners), Flame retardants, desiccants, drying agents, skin preventatives,
  • Corrosion inhibitors waxes, matting agents, reinforcing fibers or precursors of organically modified ceramic materials.
  • thermally curable reactive diluents are positionally isomeric diethyloctanediols or hydroxyl-containing hyperbranched compounds or dendrimers, as described, for example, in German patent applications DE 198 05 421 A1, DE 198 09 643 A1 or DE 19840405 A1.
  • actinic radiation is understood as meaning corpuscular radiation such as electron radiation, alpha radiation, beta radiation and proton radiation, as well as electromagnetic radiation such as infrared, visible light, UV radiation, X-radiation and gamma radiation.
  • UV radiation is used.
  • Suitable low-boiling organic solvents and high-boiling organic solvents are ketones such as methyl ethyl ketone, methyl isoamyl ketone or methyl isobutyl ketone, esters such as ethyl acetate, butyl acetate, ethyl ethoxypropionate, methoxypropyl acetate or butyl glycol acetate ethers such as dibutyl ether or ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol , Butylene glycol or Dibutylenglykoldimethyl-, diethyl or -dibutylether, N-methylpyrrolidone or xylenes or mixtures of aromatic and / or aliphatic hydrocarbons such as Solventnaphtha®, gasoline 135/180, Dipentene or Solvesso®.
  • ketones such as methyl ethyl ketone,
  • thermolabile radical initiators examples include organic peroxides, organic azo compounds or CC-cleaving initiators such as dialkyl peroxides, peroxycarboxylic acids, peroxodicarbonates, peroxide esters, hydroperoxides, ketone peroxides, azodinitriles or benzpinacol silyl ethers.
  • Suitable catalysts for the crosslinking are dibutyltin dilaurate, dibutyltin dioleate, lithium decanoate, zinc octoate or bismuth salts, such as bismuth lactate or dimethylolpropionate.
  • Suitable additional crosslinking agents are aminoplast resins, as described, for example, in Rompp Lexikon Lacke und Druckmaschine, Georg Thieme Verlag, 1998, page 29, “Aminoharze”, the textbook “Lackadditive” by Johan Bieleman, Wiley- VCH, Weinheim, New York, 1998, pages 242 et seq., The book “Paints, Coatings and Solvents”, secondly revised edition, Edit. D. Stoye and W. Freitag, Wiley-VCH, Weinheim, New York, 1998, pp. 80 et seq., Patents US 4,710,542 A1 or EP-B-0 245 700 A1, and in the article by B.
  • Suitable deaerating agents are diazadicycloundecane or benzoin.
  • Suitable emulsifiers, wetting and dispersing agents or surfactants are the customary and known anionic, cationic, nonionic and zwitterionic wetting agents, such as For example, they are described in detail in Römpp Online, April 2014, Georg Thieme Verlag, »Netzstoff «.
  • the at least one surfactant is selected from the group consisting of amphoteric surfactants, biosurfactants, bolaform surfactants, cosurfactants, protein surfactants, fluorosurfactants, gemini surfactants, anionic surfactants, cationic surfactants, nonionic surfactants, perfluorosurfactants, polymeric surfactants, silicon surfactants, fissile surfactants, and Triton surfactants selected.
  • the at least one surfactant is selected from the group consisting of decyl, undecyl, dodecyl (lauryl), tridecyl, tetradecyl, pentadecyl, hexadecyl, heptadecyl, octadecyl, nonadecyl and eicosanyl sulfate, ether sulfate , phosphate, phosphonate, sulfonate and sulfoacetate and their salts, free acids, esters, amides, halides and anhydrides.
  • An example of a suitable coupling agent is tricyclodecanedimethanol.
  • Suitable film-forming auxiliaries are cellulose derivatives such as cellulose acetobutyrate (CAB).
  • CAB cellulose acetobutyrate
  • suitable transparent fillers are those based on silica, alumina or zirconia; in addition, reference is made to the Rompp Lexikon Lacke and printing inks, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, 1998, pages 250 to 252.
  • suitable sag control agents are ureas, modified ureas and / or silicas, as described, for example, in the publications EP 0 192 304 A1, DE 23 59 923 A1, DE 18 05 693 A1, WO 94/22968, DE 2751 761 C 1, WO 97/12945 or "dye + varnish", 1 1/1992, pages 829 ff., Are described.
  • rheology control additives are those known from the patents WO 94/22968, EP 0 276 501 A1, EP 0 249 201 A1 or WO 97/12945; crosslinked polymeric microparticles as disclosed, for example, in EP 0 008 127 A1; inorganic phyllosilicates such as aluminum-magnesium silicates, sodium magnesium and sodium magnesium fluorine lithium phyllosilicates of the montmorillonite type; Silicas such as aerosils; or synthetic polymers having ionic and / or associative groups such as polyvinyl alcohol, poly (meth) acrylamide, poly (meth) acrylic acid, polyvinylpyrrolidone, styrene-maleic anhydride or ethylene-maleic anhydride copolymers and their derivatives or hydrophobically modified ethoxylated urethanes or polyacrylates ,
  • An example of a suitable matting agent is magnesium stearate.
  • Suitable precursors for organically modified ceramic materials are hydrolyzable organometallic compounds, in particular of silicon and aluminum.
  • UV absorbers examples include UV absorbers, free-radical scavengers, leveling agents, flame retardants, desiccants, drying agents, skin preventatives, corrosion inhibitors and waxes (B) are described in the textbook “Lackadditive” by Johan Bieleman, Wiley-VCH, Weinheim, New York, 1998, described in detail.
  • additives are dyes, colored pigments, white pigments, fluorescent pigments and phosphorescent pigments (phosphors) and the materials described below.
  • Glyceraldehyde erythrose, threose, ribose, arabinose, xylose, lyxose, fructose, allose, altrose, glucose, mannose, idose, galactose talose, rhamnose, amino sugars such as neuraminic acid, muramic acid, glucosamine, mannosamine, aldonic acids, ketoaldonic acids, aldaric acids, pyranoses, sucrose , Lactose, raffinose, panose as well Homopolysaccharides and heteropolysaccharides and proteoglycans, wherein the polysaccharide portion outweighs the protein portion, such as starch, dextran, cyclodextrin, arabinogalactan, celluloses, modified celluloses, lignocelluloses, chitin, chitosan, carageen and glycosaminoglycans.
  • Glycerol trimethylolpropane, pentaerythritol, alditols, cyclitols, dimers and oligomers of glycerin, trimethylolpropane, pentaerythritol, alditols and cyclitols; preferably tetritols, pentitols, hexitols, heptitols and octitols; preferably arabinitol, ribitol, xylitol, erythritol, threitol, galactitol, mannitol, glucitol, allitol, altritol, iditol, maltitol, isomaltitol, lactitol, tri-, tetra-, penta-, hexa-, hepta-, octa-, nona-, Deca
  • Glycerol citric, tartaric, threonine, erythron, xylon, ascorbic, glucone, galacturon, iduron, mannuron, glucuron, guluron, glycuron, glucar, uluson, diketogulone, and lactobionic.
  • Amine Ammonia, ammonium, mono-, di- and trialkyl-, -aryl-, cycloalkyl-, -alkylaryl-, -alkylcycloakyl-, -cycloalkylaryl- and -alkylcycloalkylarylamines such as methylamine, ethylamine, propylamine, isopropylamine, butylamine, isobutylamine, tert.
  • Poly (methacryloyloxyethyltrimethylammonium chloride) (MATAC), poly (L-lysine) and poly (3- (trimethoxysilyl) propylmethacrylate-r-PEG-methylethermethacrylate), proteins such as treptavidin, trypsin, albumin, immunoglobulin, oligo- and polynucleotides such as DNA and RNA, Peptides such as arginylglycylaspartic acid (RGD), AGKGTPSLETTP peptide (A54), HSYHSHSLLRMF peptide (C10) and glutathione, enzymes such as glucose oxidase, dendrimers such as Polypropyleneimine Tetrahexacontaamine Dendrimer Generation 5 (PPI G5), poly (amidoamine) (PAMAM) and Guanidine dendrimers, phosphonic acid and dithiopyridine functionalized polystyrenes, functionalized polyethylene glycol
  • NTA nitrilotriacetic acid
  • EDTA ethylenediaminetetraacetic acid
  • phosphonic acids such as [(2-aminoethyl) hydroxymethylene] diphosphonic acid and [(5-aminopentyl) hyroxymethylene] diphosphonic acid and crown ethers.
  • water is water.
  • the water content can vary widely and also depends essentially on the intended use.
  • the water may be present as water of crystallization and / or be adsorbed on the surface of the POM microparticles and POM nanoparticles to be used according to the invention.
  • the POM microparticles and POM nanoparticles to be used according to the invention can be added to or mixed with other diamagnetic, non-magnetizable micro- and / or nanoparticles, but preferably nanoparticles.
  • the POM microparticles and POM nanoparticles and the diamagnetic micro- and / or nanoparticles may be covalent and / or ionic bonds, hydrogen bonds, electrostatic attraction, and / or van der Waals forces.
  • Nanoparticles can be constructed in particular
  • - phosphates such as hydroxyapatite or calcium phosphate
  • - sulfides, selenides and tellurides from the group consisting of arsenic, antimony, bismuth, cadmium, zinc, iron, silver, lead and copper sulfide, cadmium selenide, tin selenide, zinc selenide, cadmium telluride and lead telluride;
  • Nitrides such as boron nitride, silicon nitride, aluminum nitride, gallium nitride and titanium nitride;
  • Phosphides, arsenides and antimonides selected from the group consisting of aluminum phosphide gallium phosphide, indium phosphide, aluminum arsenide, gallium arsenide, indium arsenide, aluminum antimonide, gallium antimonide, indium antimonide;
  • Zintl phases such as Na 4 Sn 9 , Na 4 Pb 9 , Na 2 Pbi 0 , Na 3 [Cu @ Sn 9 ], Na 7 [Ge 9 CuGe 9 ] or Nai 2 [Sn 2 @ Cu 2 Sn 20 ]; Carbon such as fullerenes, graphene, graphite, diamond, and functionalized and nonfunctionalized carbon nanotubes, nanocones, and nanorods;
  • Nanocellulose particles selected from the group consisting of cellulose nanofibers (CNF), microfibrillar cellulose (MFC), nanocrystalline cellulose (CNC) and bacterial nanocellulose (BNC).
  • the microcellulose particles are preferably the microcrystalline celluloses (MCC), such as those offered by the company DFE Pharma under the brand Pharmacel®;
  • MOFs organometallic frameworks
  • Quantum dots for example from InGaAs, CdSe or also GalnP / lnP;
  • Carbides such as boron carbide, silicon carbide, tungsten carbide, titanium carbide or cadmium carbide;
  • Silicides such as molybdenum silicide.
  • micro- and / or nanoparticles of physiologically inert materials are used.
  • suitable metal alloys are soft magnetic metal alloys such as Permalloy® based on nickel
  • Metal oxides garnets, spinels and ferrites;
  • particularly suitable materials of this type are Fe 3 0 4 , CoFe 2 0 4 , NiFe 2 0 4 , MnFe 2 0 4 , SrFe 2 0 4 , BaFe 2 0 4 , CuFe 2 0, Y 3 Fe 5 0i 2 , Cr0 2, MnO, Mn 3 0, Mn 2 0, FeO, Fe 2 0 3, NiO, Cr 2 0 3, CoO, Co 3 0 4, BaFei 2 0i 9, (Bi, La, Tb) (Fe, Mn, DyPr) 0 3 , Ba 3 Co 2 Fe 24 O 4i , Y 3 Fe 5 0i 2 , NiZnFe 2 0 4 , Cuo , 2 Mgo , 4 Zn 0.4 Fe 2 O 4 Fe 3 O (Cu, Ni, Zn) Fe 2 0 4 , TbMn 2 Os, PbNii / 3 3Nb 2
  • the molecular POM, POM microparticles and POM nanoparticles to be used according to the invention can be distributed homogeneously or inhomogeneously in an organic and / or inorganic matrix, in particular an organic and / or inorganic polymeric matrix and / or in an inorganic ceramic matrix.
  • the content of molecular POM, POM microparticles, and POM nanoparticles in the matrix is a function of the distance from the surface of the matrix.
  • the concentration of molecular POM, POM microparticles, and POM nanoparticles may increase or decrease continuously or discontinuously with distance from the surface.
  • a particular advantage of this embodiment is that in the mechanical, physical and / or chemical removal of the material of the object in question a fresh active, POM-containing surface is exposed time and again.
  • the POMs to be used according to the invention can also be present as a separate layer on the surface of the matrix. This embodiment has the advantage of saving material.
  • the organic polymeric matrix may be composed of conventional and known thermoplastic or thermoset polymers.
  • thermoplastic polymers are customary and known linear and / or branched and / or block-like, comb-like and / or random polyaddition resins, polycondensation resins and / or (co) polymers of ethylenically unsaturated monomers.
  • suitable (co) polymers are (meth) acrylate (co) polymers and / or polystyrene, polyvinyl esters, polyvinyl ethers, polyvinyl halides, polyvinylamides, polyacrylonitriles, polyethylenes, polypropylenes, polybutylenes, polyisoprenes and / or copolymers thereof.
  • suitable polyaddition resins or polycondensation resins are polyesters, alkyds, polylactones, polycarbonates, polyethers, proteins, epoxy resin-amine adducts, polyurethanes, alkyd resins polysiloxanes, phenol-formaldehyde resins, urea-formaldehyde resins, melamine-formaldehyde resins, cellulose, polysulfides , Polyacetals, polyethylene oxides, polycaprolactams, polylactones, polylactides, polyimides, and / or polyureas.
  • thermosets are prepared from polyfunctional, low molecular weight and / or oligomeric compounds by (co) polymerization initiated thermally and / or with actinic radiation.
  • functional low molecular weight and / or oligomeric Compounds are the abovementioned reactive diluents, catalysts and initiators.
  • thermoplastics and thermosets listed above is not exhaustive, but in particular to illustrate the variety of possibilities.
  • Other suitable materials for the polymeric matrix can be readily selected by those skilled in the art, based on their general knowledge.
  • thermoplastics Once the polymeric matrix is built up from thermoplastics, the molecular POM, POM microparticles, and POM nanoparticles are incorporated into the thermoplastics by conventional and well known methods of making polymer blends.
  • the polymeric matrix is composed of thermosets
  • the POM microparticles and POM nanoparticles are incorporated into the starting materials of the thermosets by means of customary and known mixing methods, after which the resulting mixtures are polymerized and crosslinked thereby.
  • mixing units such as high-speed stirrers, Ultraturrax, inline dissolvers, homogenizing nozzles, static mixers, microfluidizers, extruders or kneaders.
  • the inorganic ceramic matrix may be composed of conventional and known glasses and / or ceramic materials.
  • the ceramic may be constructed of an oxide ceramic and / or non-oxide ceramic.
  • suitable ceramics are aluminum oxide, boron carbide, boron nitride, boron nitride carbide, calcium silicate, hafnium carbide, silicon oxide, silicon carbide, silicon nitride, silicon oxynitride, silicon oxide carbide, silicon nitride carbide, silicon oxynitride carbide, glass ceramic, tantalum carbide, zinc carbide or zirconia ceramics composed of alumina, boron carbide, boron nitride, boron nitride carbide, calcium silicate, hafnium carbide, silica, silicon carbide, silicon nitride, silicon oxynitride, silicon oxide carbide, silicon nitride carbide, silicon oxynitride carbide, silicon aluminum oxynitride, glass ceramics, tantalum carbide, zinc carbide and / or zirconia.
  • ceramic products in particular oxide ceramics
  • ceramic products are first formed from the raw materials and then (ie after shaping) in a high-temperature process or sintering process with the goal of the material conversion to produce cohesive connections between the raw material grains are transferred to the ceramic material.
  • the raw materials have two fundamental tasks: on the one hand they must guarantee the chemical composition of the desired ceramic materials and on the other hand they must first allow their shaping.
  • the ceramic blank thus has a significantly lower mechanical strength than, for example, a metallic blank. Therefore bears the name Grünling, which has nothing to do with the color.
  • the manufacture of the ceramic products irrespective of the composition, always comprises the following steps:
  • auxiliaries such as water and / or organic additives for shaping
  • Non-oxide ceramics do not contain oxygen.
  • the anions are instead carbon, nitrogen, boron and silicon.
  • An exception are a few mixed ceramics, which also contain some oxygen in addition to the mentioned anion, such as silicon-aluminum nitride.
  • the cations also differ significantly from the oxide ceramics.
  • silicon and where as cations occur the homeopolar bond prevails, so that one can not speak chemically exactly of cation and anion.
  • titanium, zirconium, niobium or tungsten are present in the crystal lattice, then these form layers with metallic bonds in the material which are heteropolar with the homopolar bonded carbon, nitrogen, boron or silicon layers.
  • non-oxide ceramics examples include Thieme Römpp Online 2014 Version 3.45, "Non-oxide Ceramics”. Examples of suitable non-oxide ceramics are furthermore evident from the American patent application US 2014/0206525 A1 and the German patent applications DE 102 07 860 A1 and DE 10 2012 021 906 A1.
  • Glass-ceramics are polycrystalline solids with more than 30% glass phase which are produced by controlled crystallization of glasses.
  • the crystals are usually colorless by heat treatment of a suitable glass and cause a spatial dispersion of the light entering the material.
  • glass ceramics are used.
  • the calcium silicates are conventional and known products available on the market and can be prepared by a hydrothermal process from finely ground raw materials lime and sand in a water suspension with low solids content and additives.
  • the mineralogical transformations into the main phases tobermorite 5CaO 6S1O2 5.5 H 2 O (about 10% water, up to 650 ° C resistant) and xonolite 6CaO 6S1O2 ⁇ H2O (about 3% water, up to 850 ° C resistant) are carried out in autoclaves.
  • the anhydrous phase wollastonite 3CaO 3Si0 2 increases the temperature resistance as an additive.
  • the dewatering reactions determine the degree of shrinkage and thus the application limits of the material.
  • the matrices described above may be shaped articles such as spheres, thin disks, nets, cuboids, rhombuses, pyramids, icosahedra or dodecahedra.
  • the matrices can also be controlled release materials.
  • the POMs to be used according to the invention can also be applied to fibers.
  • the fibers can be made into fabrics.
  • Suitable fibers are:
  • hemp such as cotton (CO), kapok (KP), poplar fluff, Akon, bamboo fiber, nettle fiber, hemp fiber (HA), jute (JU), kenaf, linen (LI), hops, ramie (RA), hemp,
  • Fibers made of natural polymers such as cellulosic fibers, such as viscose (CV), modal (CMD), lyocell (CLY), cupro (CUP), acetate (CA), triacetate (CTA),
  • CV viscose
  • CMD modal
  • CLY lyocell
  • CUP cupro
  • CA acetate
  • CTA triacetate
  • Plant protein fibers are:
  • soy protein fiber such as soy protein fiber, zein and other prolamins
  • Fibers based on starch or glucose are based on starch or glucose:
  • alginate fibers ALG
  • chitosan fibers such as alginate fibers (ALG) or chitosan fibers
  • Fibers made of synthetic biodegradable polymers are made of synthetic biodegradable polymers:
  • PHA polylactide fibers
  • polyesters see biodegradable polyesters - new ways with bismuth catalysts, DISSERTATION to obtain the degree of Doctor of Science of the Department of Chemistry, University of Hamburg, submitted by Gesa Behnken, from Hamburg, Hamburg 2008
  • polyester fibers such as polyester fibers, polyamide fibers and other plastic fibers, Kevlar fibers, glass fibers, carbon fibers, metal fibers such as steel fibers and mineral fibers such as basalt fibers.
  • the molecular POM, POM microparticles and POM nanoparticles can be supported on porous bodies.
  • Suitable porous bodies are zeolite particles, porous POM particles, porous glass, porous plastic materials or porous organometallic network compounds (see “Porous Organometallic Network Compounds as Support Matrices for Functional Nanoparticles", dissertation by Stefan Hermes, Ruhr University Bochum, 2006).
  • biochar and / or pyrogenic carbon is used.
  • the molecular POM, POM microparticles and POM nanoparticles can be ultrasonically deposited in and / or on the materials described above.
  • ionic liquids which are preferably alkylated and non-alkylated cations from the group consisting of imidazolium, pyridinium, pyrrolidinium, guanidinium, uronium, thiouronium, piperidinium, morpholinium, ammonium and phosphonium.
  • Suitable anions are halides and more complex ions, such as POM, tetrafluoroborates, trifluoroacetates, triflates, hexafluorophosphates, phosphinates and tosylates.
  • Organic ions, such as imides and amides, can also be anions.
  • radicalscavengers preferably selected from the group consisting of sodium pyruvate, mannitol, carboxy-PTIO, trolox, a-tocopherol, ebselen, uric acid, sodium azide, ascorbic acid, glutathione, cysteine, thiolactic acid, semichinones, quinones, transferrin, albumin, ceruloplasmin , Haemopexin and haptoglobin, superoxide dismutase (SOD), glutathione peroxidase (GPX) and catalase, ubiquinone-10,), beta carotene (provitamin A), carotenoids and various polyphenolic compounds such as flavonoids, anthocyanins, phytoest
  • the medical devices come from the group consisting of the medicines, including hormones, listed in the "YELLOW LIST Pharma Index” and the “Red List”, non-human controlled medicines, veterinary drugs, research-stage drugs, in development and in the clinical trial and its metabolites.
  • chemotherapeutics Preference is given to chemotherapeutics, antibiotics, antiinvectants, virucidal biocidal materials, DNA, RNA, cerium silver, gold and / or platinum compounds and / or the nutrient media and / or auxiliary media for cell biology described in more detail below.
  • biocides are 10,10'-oxybisphenoxoarsine (OBPA), octylisothiazolinone (OIT), dichloroctylisothiazolinone (DCOIT), butylbenzisothiazolinone (BBIT), iodocarb (3-iodo-2-propynyl butylcarbamate), zinc pyrithione (zinc salt of pyridine-2-one). thiol-1-oxide), trichlosan (polychlorinated phenoxyphenols), silver ions and silver, especially in the form of silver nanoparticles.
  • OBPA 10,10'-oxybisphenoxoarsine
  • OIT octylisothiazolinone
  • DCOIT dichloroctylisothiazolinone
  • BBIT butylbenzisothiazolinone
  • iodocarb 3-iodo-2-propynyl butylcarbamate
  • antibiotics As chemotherapeutics, antibiotics, antiinvektiva, virucides and biocides are basically all drugs and / or toxins and / or metabolites into consideration, as for example in the textbook "General and special pharmacology and toxicology," seventh edition, 1998, Spektrum Akademischer Verlag Heidelberg , Editors W. Forth, D. Henschler, W. Rummel and K. Strong, or.
  • the medicaments are chemotherapeutics and antibiotics such as
  • Chemotherapeutic agents based on platinum Carboplatin and cisplatin,
  • BCNU Carmustine
  • Hormonal antineoplastic compounds are Hormonal antineoplastic compounds:
  • Taxanes, doclitaxel and paclitaxel Taxanes, doclitaxel and paclitaxel
  • Antibiotic natural neoplastic compounds are:
  • Daunarubicin HCl docetaxel, doxorubicin HCl, epoetin alpha, ganciclovir sodium, gentamicin sulfate, interferon alpha, leuprolide acetate, meperidine HCl (phtidine), methadone HCl, ranitidine HCl, vinblastine sulfate, zidovudine (AZT), and fluorouracil + epinephrine + bovine collagen and Antibiotics and Antiinvektiva:
  • Penicillins neomycins, beta-lactam antibiotics, glycopeptides, polyketides, tetracyclines, macrolide antibiotics, pyridopyrimidines such as pipemidic acid, aminoglycosides, polypeptide antibiotics, quinolones, sulfonamides and gentramycins.
  • the POMs described above can be used according to the invention as pure compounds, POM nanoparticles and POM microparticles. In addition, they may be used in the form of POM preparations containing at least one of the above materials.
  • the POM preparations can be the at least one POM as acid, salt, soft oxometalate (SOMS), coating and / or molecular dissolved dissolved, buffered, especially buffered with dipotassium hydrogen phosphate and / or potassium dihydrogen phosphate, suspended, lipophilized and / or fluidized with organic groups , in and / or on compact and / or porous particles, films, fibers and / or sponges and / or in hydrogels, in micelles, in vesicles, in microcapsules, in gels, in powders, in and on coatings, in and on plastics , in and on tablets, in creams, lotions, ointments and / or foams and / or in mixtures and / or in conjunction with
  • the POM can generally be present in the following dosage forms:
  • buffers are particularly advantageous to add buffers to the POM or POM preparations or to the cultures containing POM and / or POM preparations.
  • suitable buffers are
  • PBS Phosphate Buffered Saline
  • PBS Dulbecco's Phosphate Buffered Saline
  • SBSS Simm's balanced salt solution
  • TRIS-buffered saline TRIS-buffered saline
  • Hanks 'Saline Solution Hanks' Balanced Salt Solution (HBSS) - as a solution and powder
  • media with a high hydrogen carbonate content or the corresponding addition of sodium bicarbonate to bicarbonate-free media are suitable when the cell culture is carried out in a C0 2 incubator.
  • the required C0 2 concentration is related to the desired pH and the
  • the POM and / or POM preparations can be prepared with the above-described materials, but especially with the cell biological nutrient media and / or cell biological nutrient systems and / or cell biology media described below by stirring, whipping, sonication, vortex mixing, introduction, injection and / or nebulization , as dispersing, partially dissolving, non-dissolving or completely dissolving coatings, coatings, release materials, sponges, flakes, foil pieces, textile pieces, pieces of fabric, tablets, glass beads and / or as a coating that makes the surface hard and smooth and / or diffusion-closed inorganic-organic hybrid polymers (for example Worlee® protect) and / or as an article coated with such a coating, mixed and / or brought into contact.
  • the cell biological nutrient media and / or cell biological nutrient systems and / or cell biology media described below by stirring, whipping, sonication, vortex mixing, introduction, injection and / or nebulization , as dispers
  • the concentrations of the polyoxometalates in the cell biological nutrient media and / or the nutrient systems and / or the auxiliary media are preferably from 0.001 to 99.99 wt .-%, preferably 0.01 to 99.9 wt .-% and in particular at 0, 1 bis 99 wt .-%, each based on the respective total amount of the nutrient medium, the multi-system or the auxiliary medium.
  • the cell biological nutrient media and / or the nutrient systems and / or the auxiliary media must be used in amounts such that the POMs are introduced into the cultures at the experimentally determinable limit concentrations, ie at concentrations in which the eukaryotes, the host cells and the viruses and the microorganism populations undergo no short-term and / or permanent changes.
  • the sterilization method of the invention for the decontamination and sterilization of methods for decontamination and sterilization of medicaments cell biological nutrition systems, cell biology culture media and laboratories for cell biology, microbiology, pharmacology, toxicology and medicine and of items, clothing, equipment and apparatus for and in these At least one cleaning agent containing at least one POM and / or at least one POM in dosages> the limit concentrations is used in laboratories.
  • the nutrients and additives can be mixed together according to the selected recipe and dissolved in water and, if necessary, with heating with hot, flowing water vapor. Subsequently, the stabilization is carried out, usually by heating in an autoclave. If thermolabile additives are present which would be destroyed by the heat sterilization, the sterilization can also be carried out by sterile filtration with a membrane filter, after which the sterilized additives are added to the cool sterilized nutrient media, nutrient systems and auxiliary media. In this case, the POM and / or the POM preparations can be used directly in both methods since they are not thermally labile.
  • the water is preferably used in the following quality levels:
  • Mycoplasma-infected and mycoplasma-free cultures of eukaryotes, virus cultures and cultures of microorganism populations are subjected to long-term incubation and short-term incubation with media of different POM limit concentrations.
  • experiments can be carried out on dried or moist air or under inert gas such as carbon dioxide, nitrogen, helium, neon, argon, krypton and / or xenon.
  • inert gas such as carbon dioxide, nitrogen, helium, neon, argon, krypton and / or xenon.
  • the POM and / or the POM are applied at an experimentally determinable limit concentration or a concentration ⁇ limiting concentration, which after an incubation period of the cultures is from 10 minutes to 100 days, preferably from 30 minutes to 100 days, preferably from 30 minutes to 50 days and especially 30 minutes to 10 days and a Mycoplasma detection after a lifetime of the incubated cultures from 10 minutes to permanent, preferably from 30 minutes to 100 days, preferably 30 minutes to 50 days and especially 30 minutes to 10 days proliferation the unicellular and / or multicellular eukaryotes, the host cells and the viruses as well as the microorganism populations in the respective cultures do not inhibit.
  • limiting concentrations are determined in separate test series with mycoplasma-free or mycoplasma-infected cultures of the unicellular and / or multicellular eukaryotes, host cells and viruses to be examined, as well as microorganism populations.
  • the conditions of the incubation and the devices for this purpose are determined by the respective unicellular and / or multicellular eukaryotes to be investigated, the viruses and the host cells as well as the microorganism populations and are known to the person skilled in the art.
  • the POM limit concentration is for an incubation time of the infected cultures of 30 minutes and a mycoplasma detection after another 5 days ⁇ 15mM. At an incubation time of 4 days and with a mycoplasma detection after another 5 days, it is ⁇ 1.0 mM.
  • Carrier based on lipids especially carriers containing lipids and micelles
  • Virus envelopes e.g. from tobacco mosaic virus
  • Biological carrier Transporters are membrane-bound transport proteins: major facilitator proteins (with the glucose transporters),
  • the nutrient media suitable for the use according to the invention can be subdivided according to the following criteria:
  • composition in list form is a composition in list form:
  • the nutrient media may have the following components o Water (see above)
  • a source of energy that can be used by the organism such as organic compounds or compounds containing sulfur; o Nutrients it needs (organic or inorganic carbon, nitrogen, sulfur and phosphate sources and other essential nutrients)
  • Protein hydrolysates (peptones) and
  • o salts such as. As ammonium, potassium, sodium, phosphate, sulfate and trace elements.
  • o Dyes or their precursors microwave dyes, chromogenic substrates
  • o gelling agent solidifying agent
  • solidifying agent such as agar-agar or (more rarely) gelatin
  • o inhibitors for example antibiotics
  • o Indicators to indicate changes, such as: As the pH value, but also to indicate certain metabolic products or metabolic activities
  • o growth factors such as hormones, vitamins and the like
  • o solid nutrient media contain at least 1% agar-agar, depending on the recipe, the concentration varies between 10 and 20 g agar / I nutrient medium (grams per liter)
  • MEM-NEAA Minimum Essential Medium -Non-Essential Amino Acids
  • Protein hydrolysates (peptones) and
  • Salts such as.
  • ammonium, potassium, sodium, phosphate, sulfate and trace elements o Dyes or their precursors (microscopy dyes, chromogenic substrates) o gelling agents (solidifying agents), such as agar-agar or (more rarely) gelatine, o inhibitors (for example antibiotics)
  • o Indicators to indicate changes, such as: B. at pH, but also to indicate certain metabolic products or metabolic activities o buffer substances to stabilize the pH
  • o growth factors such as hormones, vitamins and the like
  • o solid nutrient media contain at least 1% agar-agar, depending on the recipe, the concentration varies between 10 and 20 g agar / I nutrient medium (grams per liter) o
  • soft agar Are 1-4 g / l usual
  • o AMPSO N- (1,1-dimethyl-2-hydroxyethyl) -3-amino-2-hydroxypropanesulfonic acid
  • o BES N, N-bis (2-hydroxyethyl) -2-aminoethanesulfonic acid
  • HEPPSO (2-hydroxyethyl) piperazine-1 (2-hydroxy) -propanesulfonic acid
  • o MES 2-morpholinoethane-sulfonic acid
  • Aromatic amino acid side chains are aromatic amino acids side chains
  • Antibiotics in general, in particular:
  • o Trypsin e.g. BSE (Bovine Spongiform Encephalopathy) and / or TSE (Transmissible Spongebone Encephalopathy) free, also salt-free
  • trypsin inhibitor such as BAEE (benzoyl-L-arginine ethyl ester), e.g. salt-free
  • Alcohols such as methanol, ethanol, propanol
  • aldehydes such as formaldehyde
  • esters such as esters of acetic acid, ethyl lactate
  • Ketones such as isobutyl methyl ketone, acetone, butanone
  • Carboxylic acids such as acetic acid
  • phosphines for example triphenylphosphine
  • Aromatic hydrocarbons aromatics
  • Hydrogen-free chalcogenides of carbon carbon monoxide, carbon dioxide, carbon disulfide
  • carbonic acid and carbonates carbides and the ionic cyanides, cyanates and thiocyanates, hydrocyanic acid, hydrogen peroxide
  • Metals such as aluminum, titanium, iron, copper
  • Acids and bases such as sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid, phosphoric acids, phosphonic acids, you dare caustic soda, ammonia
  • Nanoparticles aluminum oxide, copper, titanium oxide, zinc oxide, zirconium oxide
  • DNA removal solutions such as DNA AWAY
  • D-glucose contains these D-glucose as carbon sources, ammonium ions as a nitrogen source and sulfate ions as Schwerfelquelle.
  • the medium is used for the selection and description of a specific microorganism.
  • the minimal medium - also M-medium or MM - is a nutrient medium, which is used in laboratories mostly for the investigation of the interactions between plants and mycorrhifugden mushrooms. It was described by G. Becard and J.A. Fortin developed to analyze the exact processes after incipient mycorrhization of a carrot root with the fungus Glomus. It is also widely used in tissue culture experiments where low-nutrient media are required.
  • Zinc sulfate (ZnS0 4 7H 2 0) 2.65 mg / l
  • Nicotinic acid 0.5 mg / l
  • the optimal pH of the minimal media is 5.5.
  • the complete medium contains growth-promoting substances and supplines. These are, for example, several amino acids as nitrogen source, sulfur-containing amino acids as sulfur source. So it is similar to applications such as the cultivation of numerous microorganisms.
  • the medium has already been industrially produced and filled into petri dishes or tubes.
  • the finished medium can be used directly without further preparation.
  • Selective media only allow the growth of certain microorganisms that have particular properties in order to propagate in this medium.
  • An example is media that are fortified with antibiotics. In them only those microorganisms can grow that are resistant to the antibiotic used.
  • differential media Differential media also called differentiation media or indicator nutrient media
  • Differential media allow the growth of several microorganisms used. However, they are so composed that the resulting colonies of the various microorganisms differ in appearance from each other so that they can be differentiated. For example, on Blood Agar, bacterial strains capable of hemolysis can be distinguished from others by the clearing-house around their colonies.
  • a well-known medium that combines both of these principles is the MacConkey agar. It contains bile salts and crystal violet and thus prevents the growth of Gram-positive bacteria and thus acts as a selective medium.
  • lactose and neutral red is included, so that lactose-fermenting bacteria can be identified by a color change of the pH indicator neutral red.
  • Another commonly used culture medium that acts as both a selective medium and a differential medium is the XLD agar.
  • Replica plating refers to the transfer of all colonies from one solid nutrient medium to another solid nutrient medium to obtain the alignment of the individual colonies.
  • a sterile tissue is stretched onto a Lederberg stamp, which is first transferred to a plate covered with colonies and then to an unvegetated plate by gentle pressing. The impression produces a copy of the colonies on the solid nutrient medium, which is cultured to grow the colonies.
  • the pile fibers of the velvet avoid smearing the colonies. Prior to using velvet, the transfer of colonies was done with sterile toothpicks or with sterile filter paper.

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Abstract

Selektive extrazelluläre und/oder intrazelluläre Verwendung eines Polyoxometallats - für die selektive Prophylaxe und/oder die selektive Nachbehandlung von Mollicuteninfektionen und/oder Mollicutenkontaminationen, - zur selektiven temporären oder dauerhaften Abtötung und/oder selektiven Dekontaminierung von Mollicutenkontaminationen, zur selektiven temporären oder dauerhaften Inhibierung der Vermehrung von Mollicuten und/oder zur selektiven temporären oder dauerhaften Einstellung einer konstanten Konzentration von Mollicuten von und in Viruskulturen, Kulturen einzelliger und mehrzelliger Eukaryoten sowie von und in Mikroorganismenpopulationen, wobei - das Polyoxometallat höchstens in einer an jeweils einer Testkultur im Dunkeln oder unter Bestrahlen mit elektromagnetischer Strahlung und/oder unter Atmosphärendruck oder Überdruck ermittelten Grenzkonzentration angewandt wird, durch die - die Mollicuten in ihrer Proliferation inhibiert oder abgetötet werden, durch die aber - das Polyoxometallat nach einer Inkubationzeit von 10 Minuten bis 100 Tagen einer Eukaryotentestkultur, einer Virustestkultur oder einer von einer Mikroorganismenpopulation stammenden mindestens einenTestkultur im Dunkeln oder unter Bestrahlen mit elektromagnetischer Strahlung und/oder unter Atmosphärendruck oder Überdruck und nach einer Mollicutendetektion nach einer Standzeit von 10 Minuten bis auf Dauer im Dunkeln oder unter Bestrahlen mit elektromagnetischer Strahlung und/oder unter Atmosphärendruck oder Überdruck die Proliferation der betreffenden Eukaryoten, der betreffenden Wirtszellen der Viren oder der betreffenden Mikroorganismen noch nicht inhibiert ist.

Description

Selektive Verwendung von Polyoxometallaten gegen den Befall von Eukaryotenkulturen, Virenkulturen und Mikroorganismenpopulationen durch Mollicuten sowie selektiv mollicutenhemmende und -abtötende polyoxometallathaltige Stoffe und Verfahren
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft die selektive Verwendung von Polyoxometallaten gegen den Befall von Eukaryoten Kulturen, Virenkulturen und Mikroorganismenpopulationen durch Mollicuten, insbesondere Mykoplasmen.
Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung Verfahren zur Herstellung von selektiv mollicutenhemmenden und -abtötenden, polyoxometallathaltigen Stoffen gegen den Befall von Eukaryotenkulturen, Virenkulturen und Mikroorganismenpopulationen durch Mollicuten, insbesondere durch Mykoplasmen.
Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung selektive mollicutenhemmende und - abtötende, polyoxometallathaltige Stoffe gegen den Befall von Eukaryotenkulturen, Virenkulturen und Mikroorganismenpopulationen durch Mollicuten, insbesondere Mykoplasmen.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung selektive Verfahren zur Prophylaxe des Befalls von Eukaryotenkulturen, Virenkulturen und Mikroorganismenpopulationen durch Mollicuten, zur Einstellung eines tolerierbaren Gehalts von Eukaryotenkulturen, Virenkulturen und Mikroorganismenpopulationen an Mollicuten und/oder zur Dekontamination von durch Mollicuten befallenen Eukaryotenkulturen, Virenkulturen und Mikroorganismenpopulationen mit polyoxometallathaltigen Stoffen.
Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung Kits für die selektive extrazelluläre und/oder intrazelluläre Anwendung von Polyoxometallaten zur quantitativen Detektion und Bekämpfung von Mollicuten, insbesondere Mykoplasmen.
Nicht zuletzt betrifft die vorliegende Erfindung selektiv gegen Mollicutenbefall geschützte Gegenstände und Fluide.
Stand der Technik Die in der vorliegenden Patentanmeldung zitierten Dokumente werden durch Bezugnahme Bestandteil der Patentanmeldung.
Kein Problem von Zellkulturen ist so universell wie der Verlust der Zellkulturen durch Kontamination. Die Folgen der Zellkulturkontaminationen sind der Verlust von Zeit, Geld und Anstrengung, schädliche Effekte auf die Kulturen, ungenaue oder falsche experimentelle Ergebnisse, der Verlust von wertvollen Produkten sowie die peinliche professionelle Blamage.
Hier spielen insbesondere Mollicuten und speziell Mykoplasmen eine besonders unheilvolle Rolle, da man sie lichtmikroskopisch nicht sehen kann und sie gegen Standardantibiotika resistent sind, sodass sie oft unerkannt bleiben und das zelluläre Wachstum und die experimentellen Ergebnisse nachteilig beeinflussen. Mykoplasmen beeinträchtigen die Zellproliferation erheblich durch Nährstoffkonkurrenz und Zell toxische Ausscheidungen. Positiv getestete Kulturen müssen häufig verworfen werden, weil die Behandlung mit Antibiotika meist zu aufwendig und ihr Erfolg und sicher ist.
Mollicutes bezeichnet eine Klasse von Bakterien. Sie zählen zu der Abteilung der Tenericutes. Mollicutes sind gramnegativ, denn sie besitzen keine Zellwand. Sie repräsentieren die kleinsten und einfachsten bekannten Organismen und sie leben parasitisch von anderen Zellen. Die winzigen Mollicutes sitzen dabei auf oder in ihren Wirtszellen und entnehmen diesen viele der Verbindungen, die sie zum Leben benötigen.
Zur Klasse der Mollicuten zählen Acholeplasmen, Mykoplasmen, Phythoplasmen und Ureaplasmen.
Besonders in der Familie der Mykoplasmen findet man Krankheitserreger. Das Genom der Mollicutes ist sehr klein und lässt zahlreiche Gene für die Synthese lebenswichtiger Moleküle vermissen. Dies beruht - genau wie das Fehlen einer Zellwand - auf der Anpassung an die parasitische Lebensweise.
Vertreter der Mollicuten sind in Forschungslabors gefürchtete Kontaminanten von Zellkulturen einzelligen und mehrzelligen Eukaryoten, weil sie aufgrund ihrer geringen Größe und flexiblen Zellstruktur bakteriendichte Filter passieren können. Durchschnittlich 30 % aller Zellkulturen sollen Mykoplasmen enthalten. (vgl. http://www.taqesspieqel.de/rnaaazin/wissen/Krebsforschung;art304.24251 14).
Die häufigsten Kontaminanten sind Mykoplasma hyoorhinis, M. arginii, M. orale und Acholeplasma laidlawaii. Die Mykoplasmen können physiologische und morphologische Parameter der infizierten eukaryotischen Zellen verändern und so die Ergebnisse verschiedener Experimente beeinflussen. Zellkulturen müssen deshalb regelmäßig auf Kontamination untersucht werden.
Die Mykoplasmataceae sind die einzige Bakterienfamilie der Ordnung Mykoplasmatales. Die meisten Arten sind Parasiten und oft für den Menschen und Tieren gefährliche Krankheitserreger (Pathogene).
Sie besitzen keine Zellwand, Murein ist nicht vorhanden. Ihr Genom ist sehr klein, was sie auch für die Genetik besonders interessant macht. Mykoplasma genitalium mit 580 kbp wurde vollständig sequenziert.
Der umgangssprachliche Begriff Mykoplasmen bezieht sich meist auf die Klasse Mollicutes, nicht auf die Familie Mykoplasmataceae oder der Art Mykoplasma speziell. In der Familie sind zwei Gattungen vertreten: Mykoplasma und Ureaplasma.
Die zwei Gattungen besiedeln als Parasiten ausschließlich Menschen und Tiere. Andere Gattungen der Mollicutes wie Spiroplasma findet man auch in Insekten und Pflanzen, z.B. S. apis in Bienen und einigen Pflanzenarten. Die meisten Arten tolerieren Sauerstoff, benötigen ihn aber nicht zwingend. Sie sind fakultativ anaerob. Einige Arten, wie beispielsweise Mykoplasma hyorhinis können unter völligen Ausschluss von Sauerstoff nicht leben. Sie sind obligat aerob. Der Urease-Test verläuft bei Ureaplasma positiv, im Gegensatz zu Mykoplasma ist Ureaplasma in der Lage Harnstoff abzubauen, das heißt, dass sie intrazelluläre Keime sind.
Die Mykoplasmen können meist ihre Zellform verändern, sie sind pleomorph. Die am häufigsten auftretende Zellform ist kokkoid, daneben wurden z. B. pilzähnliche fädige Formen beobachtet. Arten von Ureaplasma bilden teilweise kurze Ketten oder traubenförmige Anhäufungen.
Sie leben aerob bis fakultativ anaerob und sind von vielgestaltiger (pleomorpher), veränderlicher, bläschenförmiger Gestalt. (Vgl. Henning (Hrsg.) Brandts unter Mitarb. von R. Ansorg Brandis: Lehrbuch der medizinischen Mikrobiologie: 192 Tabellen, 7., völlig neu bearbeitete Auflage, G. Fischer, Stuttgart [u. a.] 1994, ISBN 3437007432, S. 66, 172, 61 Off).
Mykoplasmen sind parasitär, intra- und extrazellulär lebende Bakterien, die beim Menschen, Tieren und Pflanzen die Ursache für zahlreiche Krankheiten sind. In der Regel töten Bakterien aus der Klasse der Mollicutes ihren Wirt jedoch nicht ab. Vielmehr verursachen sie chronische Infektionen, was für eine gute Anpassung an die Wirte spricht, und verkörpern damit eine sehr erfolgreiche Art des Parasitismus.
Mykoplasmen, die Krankheiten hervorrufen, sind unter anderem:
- Mykoplasma pneumoniae,
- Mykoplasma genitalium,
- Ureaplasma urealyticum,
- Mykoplasma fermentans,
Mykoplasma Mykoides,
- Mykoplasma agalactiae,
- Mykoplasma bovis,
- Mykoplasma capricolum,
- Mykoplasma conjunctivae,
- Mykoplasma felis,
- Mykoplasma gallisepticum,
- Hämatotrophe Mykoplasmen,
- Mykoplasma hyopneumoniae,
- Mykoplasma hyorhinis,
- Mykoplasma hyosynoviae und
- Mykoplasma pulmonis.
Siehe hierzu auch die Links: http://www.biocompare.com/Editorial-Articles/170554-Clean-Your-Cultures-with-These-
Mykoplasma-Elimination-Tools/ http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/cr960396q Mykoplasmen wurden von Robinson und seinen Mitarbeitern 1956 erstmals in Zellkulturen entdeckt. Sie wollten die Effekte von PPLO (PleuroPneumoniaLike Organisms), was der ursprüngliche Name für Mykoplasmen war, auf HeLa-Zellen (menschliche Epithelzellen eines Zervixkarzinoms (Gebärmutterhalskrebs)) untersuchen, als sie entdeckten, dass die HeLa- Kontrollkulturen bereits durch PPLO kontaminiert waren. Darüber hinaus entdeckten sie, dass die anderen Zelllinien, die zu dem Zeitpunkt in ihren Laboratorien verwendet wurden, ebenfalls mit Mykoplasmen infiziert waren - ein übliches Charakteristikum von Mykoplasmenkontaminationen. Die Mykoplasmentests die von der FDA (US Food and Drug Administration), der ATCC (American Type Culture Collection) sowie von zwei maßgeblichen Unternehmen für die Tests von Zellkulturen durchgeführt wurden, ergaben das derzeit 11 bis 15 % der Zellkulturen in den Vereinigten Staaten durch Mykoplasmen infiziert sind. Da viele der getesteten Zellkulturen von Laboratorien stammten, die routinemäßig auf Mykoplasmen testen lassen, dürfte der tatsächliche Grad der Infizierung in den vielen Laboratorien, die keine Tests durchführen, erheblich höher sein. Es wurde des Weiteren gefunden, dass der Grad der Mykoplasmeninfektionen in Europa mit 25 % von 1949 Zellkulturen aus den Niederlanden und 37 % von 327 Kulturen aus der vormaligen Tschechoslowakei noch höher war. Die tschechoslowakischen Studien war insbesondere interessant, weil gefunden wurde, dass 100 % der Zellkulturen von Laboratorien ohne Mykoplasmentestprogramme infiziert waren aber nur 2 % der Zellkulturen von Laboratorien, die regelmäßige Tests durchführen. In anderen Ländern mag es noch schlimmer sein. So wurde durch andere Studien festgestellt, dass 65 % der Zellkulturen in Argentinien und 80 % der Zellkulturen in Japan durch Mykoplasmen infiziert waren.
Unglücklicherweise sind Mykoplasmen keine vergleichsweise gutartigen Zellkulturkontaminantien, sondern haben die Fähigkeit, die Funktionen, das Wachstum, den Metabolismus, die Morphologie, die Anhaftung, die Membranen, die Virenfortpflanzung und - ausbeute, die Induktion von Interferon und dessen Ausbeute negativ zu beeinflussen und chromosomale Fehlentwicklungen und Schädigungen sowie zytopathische Effekte inklusive krankhafter Ablagerungen zu erzeugen. Die Validität von jeglicher Forschung an unwissentlich infizierten Zellkulturen ist zumindest fragwürdig.
Es gibt es drei Gründe, weswegen Mykoplasmen die Fähigkeit haben, so viele Zellkulturen so leicht zu infizieren: (i) Diese einfachen, bakterienähnlichen Mikroorganismen sind die einfachsten selbst vermehrenden Organismen, die bekannt sind. Im Durchschnitt haben sie einen Durchmesser von 0,3 bis 0,8 m.
(ii) sie verfügen nicht über eine Zellwand wie gram-positive und gram-negative Bakterien (vgl. die Dissertation von Jens Abel,„Strukturelle und funktionale Charakterisierung der Zellwand-Lipoglycane von Mycobacterium avium Subspezies paratuberculosis“, Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover, 2008, Seiten 18 bis 21 ) und
(iii) sie sind wählerisch, was ihre Wachstumsbedingungen betrifft.
Ihre kleine Größe und das Fehlen von Zellwänden erlauben es den Mykoplasmen zu sehr hohen Dichten in eukaryotischen Zellkulturen zu wachsen, wobei 107 bis 109 Kolonien bildende Einheiten üblich sind. Dabei zeigten sich keine sichtbaren Zeichen von Kontamination wie Trübungen, pH-Wert-Änderungen oder cytopathische Effekte.
Wegen der medizinischen Bedeutung des Mykoplasmen-Problems sind in den letzten Jahrzehnten zahlreiche Verfahren zur Detektion von Mykoplasmen entwickelt worden. Um nur zwei Beispiele von mehreren Hundert veröffentlichten Patentanmeldungen zu nennen, sei auf die amerikanische Patentanmeldung US 2017/0242007 A1 verwiesen, worin ein spezifischer Antikörper für die immunochromatografische Detektion von Mykoplasma pneumoniae Infektionen und Nachweisreagentien hierfür vorgeschlagen werden. Oder es sei auf das europäische Patent EP 1 675 966 B1 verwiesen, worin ein Verfahren zur Expressionsanalyse eukaryotischer Zellen in einer Zellkultur mit integrierter Feststellung einer Mikroorganismenkontamination in der Kultur beschrieben wird. Das Verfahren umfasst die (a) Bereitstellung eines Microarrays, an dessen Oberfläche wenigstens eine Nukleinsäuresonde, die ein Gen der eukaryotischer Zelle repräsentiert und wenigstens eine Nukleinsäuresonde, die ein Gen des Mikororganismus repräsentiert, (b) die Herstellung von Nukleinsäuren-Targets aus der genannten Kultur mittels eines Primergemisches, das zum Amplifizieren des genannten wenigstens einen Gens einer eukaryotischen Zelle und des genannten wenigstens einen Gens von einem Mikororganismus geeignet ist, (c) Inkontaktbringen des Microarrays aus dem Verfahrensschritt (a) mit den Nukleinsäuren-Targets aus dem Verfahrensschritt (b), um selektive Hybridisierung zwischen den Nukleinsäuren-Targets und deren komplementären Nukleinsäurensonden auf dem Mikroarray zu erlauben, und (d) Detektion der genannten Hybridisierung, wobei eine Mikroorganismenkontamination festgestellt wird und, optional, Detektion der Expression von Genen, die spezifisch für die eukaryotischen Zelle sind. Der Vielzahl von Patentanmeldungen, die sich mit der Detektion von Mykoplasmen beschäftigen, steht eine weitaus geringere Anzahl von Patentanmeldungen gegenüber, die sich mit der Prophylaxe von Mykoplasmeninfektionen und der Dekontamination von Mykoplasmen in Zellkulturen beschäftigen.
So werden gemäß der internationalen Patentanmeldung WO 2015/123728 A1 immunogene Fragmente einer Mykoplasma-XAA-Aminopeptidase und Mutanten von Aminopeptidase- Proteinen mit teilweise inaktivierten aktiven Zentren und Metall bindenden Resten zur Verfügung gestellt. Des Weiteren werden auch Antikörper wie die Mykoplasma-XAA- Aminopeptidase, bereitgestellt. Hiermit werden Mykoplasmeninfektionen und kontaminationen in Tieren oder in Zellkulturen detektiert, verhindert und/oder behandelt.
Aus der amerikanischen Patentanmeldung US 2004/0053847 A1 sind diastereomere Peptide bekannt, die sich für die Behandlung von Krebs und für die topische Behandlung von Infektionen, die durch pathogene Organismen wie Bakterien und Pilze ausgelöst werden, eignen. Außerdem können sie für die Kontrolle von Mykoplasmeninfektionen und für die Nahrungsmittelkonservierung als Nahrungsmittelzusatzstoffe anstelle von Antibiotika für die Tiernahrung verwendet werden.
Aus der Übersetzung der europäischen Patentschrift EP 0 348 947 B1, DE 689 10 397 T2, ist ein Verfahren zur Verhinderung oder Beseitigung einer Mykoplasmenkontamination tierischer oder pflanzlicher Zellkulturen bekannt, bei dem man eine antimykoplastisch wirksame Menge an 5-Amino-7-(2-aminomethylmorpholino)-1 -cyclopropyl-6,8-difluor-1 ,4-dihydro-oxochinolin- 3-carbonsäure oder deren Salz einem Kulturmedium, in dem tierische oder pflanzliche Zellen gezüchtet werden, zusetzt.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 36 17 803 A1 ist die Verwendung der Gyrasehemmer Chinolon- und 1 ,8-Naphthyridon-3-Carbonsäuren zur Dekontamination von Mykoplasma-infizierten Zellkulturen bekannt.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 35 39 393 A1 ist die Verwendung von Ciprofloxazin zur Dekontamination von Mykoplasma-infizierten Zellkulturen bekannt. Für denselben Zweck werden in dem amerikanischen Patent US 4,546,097 Digitonin und mit Digitonin verwandte Saponine als Mykoplasma-Suppressoren in Zellkulturen vorgeschlagen. Derzeit sind zwei Gruppen von Mitteln gegen Mykoplasmen in Zellkulturen auf dem Markt:
Mynox® und Mynox®Gold von Biochrom:
Die Behandlung soll zwei Schritte umfassen: Das„Starter Treatment“ führt zu einer massiven Reduzierung an vitalen Mykoplasmen. Der aktive Wirkstoff ist ein gelöstes Biotensid, das direkt zur kontaminierten Zell- oder Viruskultur gegeben wird. Dieser Wirkstoff soll eine hohe Affinität zur Mykoplasmenmembran zeigen. Im Gegensatz zu anderen Prokaryonten besitzen Mykoplasmen keine Zellwand, sondern sind von einer Lipidmembran umgeben. Durch die Wechselwirkung von Myno x®Gold mit dieser Lipidmembran sollen
Permeabilitätsveränderungen induziert und die Wirksamkeit des antibiotischen Anteils erhöht werden. Die eukaryontische Zelle wird erst bei deutlich höheren Wirkstoffkonzentrationen beeinflusst. Durch Mediumwechsel werden die Reagenzien aus der Kultur entfernt und durch drei Behandlungen mit dem Main Treatment eventuell überlebende Mykoplasmen dauerhaft abgetötet.
MykoRAZOR® von Biontex:
MykoRAZOR® soll bereits in sehr niedrigen Konzentrationen wirksam sein. Seine Wirkung beruht sowohl auf dem Eingreifen in die Proteinbiosynthese (Inhibierung der Translation durch die Bindung an die Ribosomen), als auch in den Transkriptionsapparat der Mykoplasmen (Gyrasehemmer) und dies ohne Einfluss auf die in der Kultur befindlichen eukaryontischen Zellen. MykoRAZOR® wird zum Kulturmedium hinzugegeben und soll Mykoplasmen und Bakterien in der Kultur schnell und vollständig abtöten. Dazu sind allerdings Mischungen oder hintereinander geschaltete Behandlungszyklen mit spezifischen Antibiotika wie Neomycin, Tetracycline, Macrolidine, Chinolone und Gentramycin notwendig.
Polyoxometallate sind anorganische Polysäuren, die aus zwei Gruppen bestehen: Heteropolysäuren und Isopolysäuren.
Heteropolysäuren entstehen aus jeweils schwachen, mehrbasischen Oxosäuren eines Metalls (meist Chrom, Molybdän, Vanadium oder Wolfram) und eines Nichtmetalls (meist Arsen, lod, Phosphor, Selen, Silicium oder Tellur) als partielle gemischte Anhydride; Beispiel: H3PM12O40]: 12-Molybdatophosphorsäure (M = Mo) bzw. 12-Wolframatophosphorsäure (M = W). Als zweites Zentralatom können auch Actinoide oder Lanthanoide fungieren; dabei sind die Wolfram-Heteropolysäuren thermisch wesentlich stabiler als die analogen Molybdän- Verbindungen. Als Keggin-Säuren bezeichnet man gelegentlich Heteropolysäuren der allgemeinen Formulierung [(E04)MI2036]/7-8 mit n = Wertigkeit des tetraedrisch koordinierten Elements E (z. B. Bor, Silicium, Zink). Mit oktaedrisch koordiniertem Heteroatom findet man häufig den Heterohexametallat-Typ [(Eq6)MbOΐ8]h-ΐ2 (Anderson-Evans-Anionen) [vgl. Römpp Online, Version 3.47 »Heteropolysäuren«].
Isopolysäuren oder Homopolysäuren sind partielle Anhydride, die im Gegensatz zu den Heteropolysäuren nur Zentralatome einer Sorte enthalten. Insbesondere Molybdate und Wolframate sowie Oxometallate einiger anderer Übergangsmetalle neigen zur Bildung von Isopolysäuren unter Wasserabspaltung wie H4[Mq8q26] oder H W0-10O32] [vgl. Römpp Online, Version 3.81 »Isopolysäuren«].
In ihrem Artikel »Fabrication and Characterization of Antibacterial-active Multilayer Films Based on Keggin Polyoxometalates and Methylene Blue«, in Z. Naturforsch. 2010, 65b, Seiten 140 bis 146, beschreiben Dan Chen, Jun Peng, Haijun Pang, Pengpeng Zhang, Yuan Chen, Yan Shen, Chanyung Chen und Huiyuan Ma, mehrschichtige Filme auf der Basis der Keggin- Polyoxometallate alpha-[SiWi204o]4 /alpha-[PMoi204o]3 , die antibakterielle Wirkung gegen Escherichia coli zeigen.
In ihrem Artikel »Enhancement of antibacterial activity of beta-lactam antibiotics by [P2W18O62]6 , [SiMoi204o]4 , and [PTi2Wio040]7 against methicillin-resistant and vacomycin- resistant Staphylococcus aureus« in Journal of Inorganic Biochemistry, 100 (2006), Seiten 1225 bis 1233, beschreiben Miyauo Inue, Tokomo Suzuki, Yutaka Fujita, Mayumi Oda, Nobuhiro Matsumato und Thoshihiro Yamase die Erhöhung der antibakteriellen Wirkung von Beta-Lactam-Antibiotika durch die vorstehend genannten Heteropolysäuren.
In ihrem Artikel »Antibacterial activity of highly negative charged polyoxotungsstates, K27[KAS4W4OOI40] and Ki8[KSb9W2i086], and Keggin-structural polyoxotungstates agaist Helicobacter pylori«, in Journal of Inorganic Biochemistry, 99 (2005), Seiten 1023 bis 1031 , beschreiben Miyao Inoue, Keiko Segawa, Sae Matsunaga, Nobuhiro Matsumoto, Mayumi Oda und Toshihiro Yamase die antibakterielle Aktivität dieser Polyoxometallate (POM) auf der Basis der Bestimmung der minimalen inhibitorischen Konzentration (MIC), und der fraktionellen inhibitorischen Konzentration (FIC), des Todeszeitpunkts der Bakterien, der bakteriellen Morphologie und der Aufnahme der POM in die Bakterienzellen. In ihrem Artikel »Fabrication and characterization of multilayer films based on Keggin-type polyoxometalate and chitosan, in Materials Letters, 60 (2006), Seiten 1588 bis 1593, beschreiben Yuhua Feng, Zhangan Flan, Jun Pen, Jun Lu, Bo Xue, Li Li, Huiyuan Ma und Enbo Wang mehrschichtige Filme auf der Basis der Polyoxometallaten vom Keggin-Typ alpha- [S1W12O40]4 und alpha-[PMoi2C>4o]3 und kationischem Chitosan.
In ihrem Artikel »Preparation, characterization and antibacterial activity of chitosan-Ca3Vi0O28 complex membrane«, in Carbohydrate Polymers, 64 (2006), Seiten 92 bis 97, beschreiben Shuiping Chen, Guozhong Wu, Dewu Long und Yaodang Liu eine Chitosan-Ca3Vio028- Komplex-Membran mit anhaltender antimikrobieller Wirkung. Die Membran wird hergestellt durch die Selbstassemblierung von V10O286 und Chitosan unter Verwendung von Ca2+ als Bindeglied.
Die zytotoxische und antimikrobielle Wirkung von Polyoxometallat-Chitosan-Nanokompositen ist außerdem aus den Artikeln von
- Leire Ruiz-Rubio et al. „Polyoxometalate-chitosan nanogels for breast cancer therapies“, in Imaginenano2018, März 13-15, 2018 Bilbao (Spain),
- Hamid Saeed Shah et al.,“Synthesis of chitosan-coated polyoxometalate nanoparticles against cancer and its metastasis,” in RCS Advances, Issue 1 13, 2015,
- G. Fiorani et al., “Chitosan-Polyoxometalate Nanocomposites: Synthesis, Characterization and Application as Antimicrobial Agents“, in Journal of Cluster Science, May 2014, Volume 25, Issue 3, 839-854,
- G. Geisenberger, „Synthesis, characterization and cytotoxicity of polyoxometalate/carboxymethyl chitosan nanocomposites“, in Chemistry 201 1 Apr 1 1 ; 17 (16), 4619-25,
- M. Deepthy et al., “A novel chitosan/polyoxometalate nano-complex for anti-cancer applications“, in Carbohydtrate Polymers, Volume 84, Issue 3, 201 1 , 887-893, und
W. Richteret al., “Chitosan-encapsulated Keggin Anion [Ti2Wi0P04o] - Synthesis, Characterization and Cellular Uptake Studies“, in Transition Metal Chemistry 2006, Volume 31 , Issue 5, 603-610, bekannt. Jedoch geht auch aus diesen Publikationen nicht die selektive Verwendung gegen Mollicuten, insbesondere Mykoplasmen, hervor.
In dem Artikel von J. T. Rhule, C. L. Hill und D. A. Judd„Polyoxometalates in Medicine“ in Chemical Reviews 1998, 98, Seiten 327 bis 357, referieren die Autoren die bis dato bekannten Studien zur antiviralen Wirkung und zur Wirkung gegen Krebs von Polyoxometallaten.
In dem Artikel von Eunyoung Bae, Jae Won Lee, Byeong Hee Wang, Jiman Yeo, Jecong Yoon, Hyung Joon Cha und Wonyong Choi „Photocatalytic bacterial inactivation by polyoxometalates“, in Chemosphere 72 (2008), 174-181 , wird die fotokatalytische Inaktivierung von gramnegativen und grampositiven Bakterien beschrieben. Dazu wurden wässrige Suspensionen der Bakterien, die H4SiWi204o oder H3PW12O40 enthalten, mit UV-Licht bestrahlt. Die Autoren ziehen den Schluss, dass die Polyoxometallate als Fotokatalysatoren wirken.
In ihrem Artikel »Studies of the first antibacterial agent pipemidic acid modifying Keggin polyoxometalate« in Inorganic Chemical Communication, 14, Seiten 1 192 bis 1 195, 201 1 , beschreiben C. Li et al. ein Addukt von POM mit Pipemidsäure (HPPA) der Formel {[Co(PPA)2]H2[SiWi204o]} HPPA.3H20 und seine Antitumorwirkung auf MCF-7-Zellen.
In ihrem Artikel »Study on ligation of copper complexes of the quinolone antibacterial drugs and octamolybdates« in Polyhedron 31 , Seiten 422 bis 430, 2012 beschreiben J.-Q. Sha et al. die Antitumoraktivität von
- [Cu(ll)(Enrofloxacin)2(H20)2]H2[b-Mo8026].4H20,
- [Cu(ll)2(Pipemidinsäure)4] [d-M08O26].4H2O,
- [Cu(ll)2(Norfloxacin)2(H20)2] [b-Mo8026] und
[Cu(ll)2(Enoxazin)2(H20)4] [b-Mo8026].2H20.
In Ihrem Artikel »Studies on the interactions of Ti-containing polyoxometalates (POMs) with SARS-CoV 3Clpro by molecular modeling« in Journal of Inorganic Biochemistry, 101 , Seiten 89 bis 94, 2007, beschreiben D. Hu et al. die SARS-Aktivität der Isomeren von [a-PTi2Wio04o]7
In ihrem Artikel »Antibacterial activity of some saturated polyoxotungstates« in Revista Romana de Medicina de Laborator, Vol. 22, Nr. 1 , Martie, 2014 die berichten L. Grama, A. Man, D.-L Muntean, S. A. Gäz Florea, F. Boda und A. Curticacepan über die antibakterielle Aktivität von [H4[Si(W3Oio)4] xH20 und [Na3[P(W3Oio)4] xH20 gegen Staphylococcus spp und insbesondere MRSA. Sie weisen darauf hin, dass vergleichsweise hohe Konzentrationen benötigt werden.
In dem Übersichtsartikel von A. Bijelic, M. Aureliano und A. Rompel,„The antibacterial activity of polyoxometalates: structures, antibiotic effects and future perspectives“, in Chemical Communications, 2018, 54, 1153-1169, werden die Wechselwirkungen zwischen POM und Proteinen und Struktur-Wirkungs-Beziehungen für eine Serie von POM insbesondere gegen Heliobacter pylori und Streptococcus pneumoniae beschrieben. Die selektive Wirkung von POM gegen Mollicuten, insbesondere Mykoplasmen, wird nicht beschrieben.
Aus der amerikanischen Patentanmeldung US 2004/0185078 A1 , dem amerikanischen Patent US 6,713,076 B1 , dem europäischen Patent EP 1 078121 B1 und der europäischen Patentanmeldung EP 1439261 A2 geht ein Verfahren zur Entfernung von Schadstoffen aus der Gasphase oder der flüssigen Phase hervor, bei dem ein Stoff auf der Basis von Cellulosefasern mit eingelagerten POM mit der verunreinigten Gasphase oder flüssigen Phase in Kontakt gebracht wird.
Aus der internationalen Patentanmeldung WO 2015/034 9007 sind härtbare
Dentalmischungen bekannt, die Polyoxometallate und/oder Derivate hiervon enthalten.
Aus dem amerikanischen Patent US 6,911 ,470 B1 sind POM mit antiretroviraler Aktivität bekannt.
Aus den amerikanischen Patenten US 5,824,706 und US 6,020,369 sind die Prävention und die Behandlung von viralen Infektionen der Atemwege bekannt, bei dem ein POM-haltiges Aerosolspray in die Lungen appliziert wird.
Aus der amerikanischen Patentanmeldung US 2008/0187601 A1 und den amerikanischen Patenten US 6,723,349 B2 und US 7,097,858 B2 sind topische POM-haltige Zusammensetzungen bekannt, mit deren Hilfe Schadstoffe, insbesondere Kampfstoffe, aus der Umwelt entfernt werden. Zusätzlich können die topische Zusammensetzungen noch Cer- , Silber-, Gold- oder Platinverbindungen enthalten. Als Träger können insbesondere Perfluorpolyether (PFPE) verwendet werden. So kann der Kampfstoff 2-Chlorethylethylsulfid (CEES) in der Gegenwart der POM als Katalysatoren quantitativ zu 2-Chlorethylethylsulfoxid (CEESO) oxidiert werden. Diese bekannten topischen Zusammensetzungen weisen den Nachteil auf, dass sie sich nicht durch Wasser von der Haut entfernen lassen.
Aus der internationalen Patentanmeldung WO 2006/036269 A2 sind Mikrosphären einer Teilchengröße von 1 bis 2000 pm bekannt, die ein hydrophiles Polymeres wie oxidierte Cellulose mit zahlreichen seitenständigen anionischen Gruppen und POM enthalten. Die Mikrosphären werden für die Fixierung und die Dosierung von therapeutischen Radioisotopen verwendet.
Das rumänische Patent 122728 offenbart ein Verfahren zum Bleichen von Naturfasern mit Sauerstoff, bei dem POM als Katalysatoren verwendet werden.
Das moldavische Patent MD 4014 B1 offenbart POM mit Antitumorwirkung.
Aus dem amerikanischen Patent US 6,387,841 B1 sind Katalysatoren für die Umwandlung von Alkanen in ungesättigte Verbindungen bekannt, die oxidische Katalysatoren enthalten, die auf Polyoxometallaten geträgert sind.
Aus den amerikanischen Patenten US 6,043,184, US 6,196,202 B1 und US 5,990,348 sind Katalysatoren zur Umwandlung von Alkanen in ungesättigte Carbonsäuren bekannt, die Polyoxometallate enthalten, die auf großporigen Polyoxometallaten geträgert sind.
Aus dem amerikanischen Patent US 6,596,896 B2 ist ein Verfahren für die Herstellung eines aromatischen Carbonats durch die Reaktion einer aromatischen Monohydroxyverbindung mit Kohlenmonoxid und Sauerstoff bekannt. Die Reaktion wird in der Gegenwart einer Palladiumverbindung, eines Redoxkatalysators, eines Polyoxometallats und einem quartären Ammonium- oder Phosphoniumsalz durchgeführt.
Aus dem amerikanischen Patent US 8,129,069 B2 ist ein Komposit als Brennstoffzellen- Komponente bekannt, das ein protonenleitendes Polymer, ein wasserunlösliches protonenleitendes anorganisches Material sowie ein Polyoxometallat enthält.
Aus dem amerikanischen Patent US 5,904,734 ist ein Bleichmittel bekannt, das Peroxid und einen Aktivator enthält. Bei dem Aktivator kann es sich um Siliciumwolframsäure (tungstosilicic acid) handeln. Durch das Bleichmittel können Schimmel und Pilzbefall von Fliesen und Durchvorhängen entfernt werden. Aus der japanischen Offenlegungsschrift JP 002005281299 A ist die Verwendung von Kaliumsalz der 12-Siliciumwolframsäure als antibakterielles und antimykotisches Mittel zur Verwendung in Beschichtungsmitteln für Möbel bekannt.
Aus der amerikanischen Patentanmeldung US 2009/0004124 A1 sind kosmetische Zusammensetzung bekannt, die fluidisierte Partikel wie H3PW12O40 enthalten. Die Fluidisierung der Partikel erfolgt durch Reste aus langen Kohlenstoffketten, die mit den Partikeln verknüpft sind.
Aus der amerikanischen Patentanmeldung US 2009/0012204 A1 sind mit reaktiven Polyoxometallaten funktionalisierte Polymere bekannt, die der Dekontamination schädlicher Verbindungen dienen. Als Polyoxometallate können solche vom Keggin-Typ der allgemeinen Formel (Rm+)y [Ch+Mΐ2q4o](8 h) , worin m und n ganze Zahlen sind, y = (8-n)/m, X = Phosphor oder Silizium und M = Molybdän, Wolfram, Vanadium und Mischungen hiervon, O = Sauerstoff und R = Wasserstoff, Silber, Ammonium, quaternäres Ammonium und Mischungen hiervon, verwendet werden.
Aus der amerikanischen Patentanmeldung US 2009/0022645 A1 ist die Verwendung von K4[a- S1W12O40] als Aktivator für eine Bleiche bekannt.
Aus der deutschen Patentanmeldung DE 10 2013 104 284 A1 sind antimikrobiell wirksame Verbundwerkstoffe bekannt, die inter alia Polyoxometallate enthalten. Die Verbundwerkstoffe können für Haushaltswaren, Konsumgüter, industrielle Geräte und Komponenten, Schiffsanstriche, Fassadenanstriche, Tanks, Kabel, Beschichtungen, Leitungen, Rohre, Komponenten der Erdölexploration, Erdölförderung und Erdöllagerung, Medizintechnik, Lebensmitteltechnik, Sanitäranlagen, Verpackungen, Textilien, Möbel, Gebäudeelemente, Einrichtungsgegenstände, Klinken, Schalter, Sitze, Tastaturen und Ausstattungen von Kliniken, Arztpraxen, Pflegeeinrichtungen, Kindertagesstätten, Schulen und öffentlich zugänglichen Gebäuden verwendet werden.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2015 000 812 A1 sind Reinigungs- und Pflegemittel bekannt, die Polyoxometallate enthalten. Des Weiteren ist aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2015 000 813 A1 die Verwendung von Polyoxometallaten zur Zersetzung von Chemotherapeutika und anderen Arzneimitteln, die durch die Haut ausgeschieden werden, bekannt.
Nicht zuletzt ist aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2015 000 814 A1 die biözide Ausrüstung von Gegenständen mit Polyoxometallate-Mikro- und/oder-Nanopartikeln bekannt. Im Einzelnen können die Polyoxometallate enthaltenden biozide Ausrüstungen als
- Akarizide gegen Milben,
- Algizide gegen Algen,
- Bakterizide und Bakteriostatika gegen Bakterien und Bakterienfilme,
- Fungizide gegen Pilze,
- Insektizide gegen Insekten,
- mikrobiozide Ausrüstung gegen Keime,
- Molluskizide gegen Schnecken,
- Nematizide gegen Fadenwürmer und
- Viruzide gegen Viren verwendet werden. Es wird auch ganz allgemein angegeben, dass die bioziden Ausrüstungen in Laboratorien, insbesondere biologische und mikrobiologische Menschen Laboratorien, Zellkulturen, Nährmedien und Krankenhäusern, insbesondere Operationssäle, verwendet werden können. Der gezielte Einsatz gegen Mollicuten wird nicht erwähnt.
Aus der japanischen Patentanmeldung JP 002005281299 A gehen bakterizide und fungizide Beschichtungsmaterialien hervor, die Heteropolysäuren vom Keggin-Typ, [CM12O40G', und vom Dawson-Typ, [X2M18O62] , worin X = Silizium, Phosphor oder Bor, enthalten.
Aus dem amerikanischen Patent US 7,211 ,707 B2 sind reaktive und adsorptive Materialien bekannt, die Absorber aus Aktivkohle, in die Nanopartikeln eingelagert sind, enthalten. Die Materialien sind biozid und können schädliche Chemikalien neutralisieren und zersetzen. Neben zahlreichen anderen Nanopartikeln werden auch Polyoxometallate verwendet.
Aus dem europäischen Patent EP 2 765 136 A1 sind Heteropolyoxometallate bekannt, die in Substanzen, Oberflächenschichten, Farben oder Beschichtungen zu Desinfektionszwecken antimikrobiellen Zwecken verwendet werden können. Das Gibco® IPL-41 Insect Medium (1X) enthält inter alia Ammoniumheptamolybdat- Tetrahydrat, [(NH4)6Mo7q24] · 4H2O, CAS-Nr. 12054-85-2 (Tetrahydrat), AHMT, als Bestandteil der Formulierung.
(Vgl. https://www.fishersci.ca/shop/products/qibco-ipl-41-insect-medium-1x/11405081)
Die Konzentration von AHMT wird jedoch nicht angegeben. Ebenso wenig finden sich Hinweise darauf, dass AHMT für Mollicuten, insbesondere Mykoplasmen, besonders toxisch ist.
Es ist daher eher davon auszugehen, dass AHMT zu dem Medium zugegeben wird, weil Molybdän essenziell für nahezu alle Organismen ist und das katalytische Zentrum einer großen Anzahl von Enzymen wie Nitrogennasen, Nitratreduktasen, Sulfidtoxidasen und Xanthinoxidoreduktasen bildet (vgl. Nature, 839-847 (13. August 2009) / doi:
10.1038/nature08.3.2002; online-Veröffentlichung am 12. August 2009, Artikel: Molybdenum Cofactors, enzymes and pathways; Günter Schwarz, Ralf R. Mendel und Markus W. Ribbe).
Aus dem die Polyoxometallate betreffenden Stand der Technik gehen somit keine Untersuchungen zu ihrer Wirkung auf Mollicuten, insbesondere Mykoplasmen hervor. Es ist natürlich davon auszugehen, dass die Abtötung von einzelligen und mehrzelligen Eukaryoten auch die Mollicuten sozusagen als Nebenwirkung gleich mit abtötet. Indes löst dies nicht das Problem, die Mollicuten abzutöten und die Eukaryoten weiter leben zu lassen.
Diese Probleme stellen sich auch bei Viruskulturen ein. Bekanntermaßen können Viren wegen des fehlenden Stoffwechsels nur in einer Kultur geeigneter Wirtszellen vermehren. Man verwendet daher die passenden eukaryotischen Zellen und bei Bakteriophagen entsprechen die passenden Bakterienzellen. Die Viruskulturen können daher ebenfalls durch Mollicuten befallen werden. Zwar geht aus dem die Polyoxometallate betreffenden Stand der Technik die Verwendung dieser Verbindungen zur Behandlung viraler Erkrankungen hervor. Indes finden sich keinerlei Anregungen und Hinweise darauf, dass man Mollicuten gezielt und selektiv abtöten kann, ohne die Viruskulturen zu schädigen.
Nachteile des Standes der Technik
Die Nachteile des Standes der Technik sind zahlreich: (i) Durch Minox® werden nur extrazelluläre Mykoplasmen abgetötet oder in ihrem Wachstum gehemmt. Intrazelluläre Mykoplasmen werden dagegen nicht abgetötet.
(ii) Behandlungszyklen mit spezifischen Antibiotika (MykoRAZOR®) haben das Problem, dass sie nicht vollständig Mykoplasmen eliminieren können. Ebenso entstehen gefährliche Resistenzen. Des Weiteren werden die Zellen geschwächt, sodass große Teile - manchmal 80 % oder mehr - absterben.
(iii) All diese Verbindungen haben den Nachteil, dass sie temperaturempfindlich sind und über Kühlketten transportiert und gelagert werden müssen. Die Verbindungen haben eine definierte endliche Haltbarkeit um Gebrauchsdauer und sind sehr temperaturempfindlich und verlieren dadurch bedingt auch ihre Aktivität in der Zellkultur.
(iv) Außerdem beeinflussen die Antibiotika die Zellen erheblich, sodass die mit ihnen erzielten Ergebnisse fraglich sind.
(v) Des Weiteren muss nach einer Behandlung eine Erholungszeit für die Zellen eingehalten werden, wobei es nicht immer gewährleistet ist, dass sich die Zellen nicht bereits dauerhaft verändert haben.
(vi) Ferner sind die Antibiotika nicht als Breitbandantibiotika gegen die verschiedenen Mykoplasmen einsetzbar.
(vii) Es gibt bisher keine Stoffe, die spezifisch gegen Mykoplasmen wirken, aber zugleich nicht bakterizid oder bakteriostatisch sind.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung
Der vorliegenden Erfindung lag demnach die Aufgabe zu Grunde, temperaturunempfindliche, transportfähige und lange Zeit lagerbare Stoffe zu finden, die spezifisch und selektiv gegen Mollicuten, insbesondere Mykoplasmen, wirksam sind.
Speziell sollen die Stoffe gegen Mollicuten, insbesondere Mykoplasmen, in Viruskulturen und einzellige und/oder mehrzellige Eukaryoten enthaltenden Kulturen wirksam sein. Die Kulturen können dabei von Zellkulturen, 3D-Zellkulturen, Organs-on-a-Chip, 3D-Gewebekulturen, mikrobiologischen Nährsystemen, Nährmedien, Gewebekulturen, und Hilfsmedien, sowie von Viren und einzelligen und/oder mehrzelligen Eukaryoten, die in und/oder auf Gerätschaften, Apparaturen und Laboratorien für die Biochemie, Molekularbiologie, Gentechnologie, Zellbiologie Mikrobiologie, Virologie, Pharmakologie, Toxikologie und Medizin siedeln, stammen.
Diese Stoffe sollen als Kontaminationsprophylaxe den Befall oder die Infizierung der Kulturen durch die Mollicuten, insbesondere die Mykoplasmen, verhindern und befallene Kulturen dekontaminieren, indem sie die Mollicuten, insbesondere die Mykoplasmen, abtöten oder zumindest in ihrer Vermehrung hemmen, sodass sich zumindest eine konstante und unschädliche Konzentration von Mollicuten in den Viruskulturen und Eukaryotenkulturen einstellt. Dabei sollen diese Stoffe vorhandene Viren und Eukaryoten, die man untersuchen möchte, nicht in ihren ursprünglichen Eigenschaften verändern, in ihrer Vermehrung hemmen oder gar töten, sodass die Forschungsergebnisse, die man an und mit den Kulturen erzielt, valide sind.
Des Weiteren sollen die Stoffe von Mollicuten, insbesondere Mykoplasmen, befallene oder infizierte Populationen von Mikroorganismen, die in und/öder auf Gerätschaften, Apparaturen und Laboratorien für die Zellbiologie, Mikrobiologie, Pharmakologie, Toxikologie und Medizin siedeln, dekontaminieren, sodass sie keine Quellen für einen Befall Kulturen durch Mollicuten, insbesondere Mykoplasmen, mehr darstellen.
Erfindungsgemäße Lösung Erfindungsgemäß wurde diese Aufgabe durch die selektive extrazelluläre und/oder intrazelluläre Verwendung mindestens eines Polyoxometallats
- für die selektive Prophylaxe und/oder die Nachbehandlung von Mollicuteninfektionen und/oder Mollicutenkontaminationen,
- zur selektiven temporären oder dauerhaften Abtötung und/oder Dekontaminierung von Mollicutenkontaminationen,
- zur selektiven temporären oder dauerhaften Inhibierung der Vermehrung von Mollicuten und/oder
- zur selektiven temporären oder dauerhaften Einstellung einer konstanten Konzentration von Mollicuten von und in Viruskulturen, Kulturen einzelliger und mehrzelliger Eukaryoten sowie von und in Mikroorganismenpopulationen, wobei
- das mindestens eine Polyoxometallat höchstens in einer Grenzkonzentration angewandt wird, die an jeweils mindestens einer Testkultur im Dunkeln und/oder unter Bestrahlen mit elektromagnetischer Strahlung und/oder unter Atmosphärendruck oder Überdruck durch mindestens eine Mollicutendetektion ermittelt wird und durch die
- die Mollicuten durch das mindestens eine Polyoxometallat in ihrer Proliferation inhibiert oder abgetötet werden, durch die aber das mindestens eine Polyoxometallat nach einer Inkubationzeit von 10 Minuten bis 100 Tagen im Dunkeln und/oder unter Bestrahlen mit elektromagnetischer Strahlung und/oder unter Atmosphärendruck oder Überdruck der mindestens einen von einer gegebenen Eukaryotentestkultur, einer gegebenen Virustestkultur oder einer von einer gegebenen Mikroorganismenpopulation stammenden Testkultur nach ihrer Standzeit von 10 Minuten bis auf Dauer im Dunkeln und/oder unter Bestrahlen mit elektromagnetischer Strahlung und/oder unter Atmosphärendruck oder Überdruck die Proliferation der betreffenden Eukaryoten, der betreffenden Wirtszellen der Viren oder der betreffenden Mikroorganismen ausweislich der mindestens einen
Mollicutendetektion noch nicht inhibiert wird, gelöst.
Im Weiteren wird die selektive extrazelluläre und/oder intrazelluläre Verwendung mindestens eines Polyoxometallats als »erfindungsgemäße Verwendung« bezeichnet.
Des Weiteren wurde diese Aufgabe erfindungsgemäß durch die von proliferationsfähigen Mollicuten freie, mindestens ein Polyoxometallat enthaltende Kulturen von einzelligen und/oder mehrzelligen Eukaryoten, Viruskulturen und Kulturen von Mikroorganismenpopulationen gelöst, wobei die Kulturen von Arzneimitteln, zellbiologischen Nährsystemen, zellbiologischen Nährmedien, Gewebekulturen, 3D-Gewebekulturen, Organen, Organtransplantaten, künstlich hergestellten Organen, Organen„on a Chip“, Hilfsmedien, Laboratorien für die Biochemie, Molekularbiologie, Gentechnologie Zellbiologie Mikrobiologie, Virologie, Pharmakologie, Toxikologie und Medizin sowie von Gegenständen, Möbeln, Abzügen, Kleidung, Gerätschaften und Apparaturen für und in diesen Laboratorien stammen und wobei
- das mindestens eine Polyoxometallat höchstens in einer Grenzkonzentration angewandt wird, die an jeweils mindestens einer Testkultur im Dunkeln und/oder unter Bestrahlen mit elektromagnetischer Strahlung und/oder unter Atmosphärendruck oder Überdruck durch mindestens eine Mollicutendetektion ermittelt wird und durch die
- die Mollicuten durch das mindestens eine Polyoxometallat in ihrer Proliferation inhibiert oder abgetötet werden, durch die aber
- das mindestens eine Polyoxometallat nach einer Inkubationzeit von 10 Minuten bis 100 Tagen im Dunkeln und/oder unter Bestrahlen mit elektromagnetischer Strahlung und/oder unter Atmosphärendruck oder Überdruck der mindestens einen von einer gegebenen Eukaryotentestkultur, einer gegebenen Virustestkultur oder einer von einer gegebenen Mikroorganismenpopulation stammenden Testkultur nach ihrer Standzeit von 10 Minuten bis auf Dauer im Dunkeln und/oder unter Bestrahlen mit elektromagnetischer Strahlung und/oder unter Atmosphärendruck oder Überdruck die Proliferation der betreffenden Eukaryoten, der betreffenden Wirtszellen der Viren oder der betreffenden Mikroorganismen ausweislich der mindestens einen Mollicutendetektion noch nicht inhibiert wird.
Im Folgenden werden die proliferationsfähigen mollicutenfreien, mindestens ein
Polyoxometallat enthaltenden Kulturen als »erfindungsgemäße Kulturen« bezeichnet.
Außerdem wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch Kits für die selektive extrazelluläre und/oder intrazelluläre Verwendung mindestens eines Polyoxometallats gelöst, wobei die Kits
(A) mindestens eine Vorrichtung zur Durchführung spektroskopischer, mikrobiologischer und/oder chemischer Messungen zum qualitativen und/oder quantitativen Nachweis von einzelligen Eukaryoten, mehrzelligen Eukaryoten, Wirtszellen von Viren, Mikroorganismenpopulationen und Mollicuten an jeweils mindestens einer Testprobe, die mindestens einer mit mindestens einer Art von Mollicuten infizierten Testkultur, enthaltend mindestens eine Art von einzelligen Eukaryoten und/oder mindestens eine Art von mehrzelligen Eukaryoten, mindestens einer Art von Wirtszellen oder mindestens einer Art von Mikroorganismenpopulationen, entnehmbar ist, (B) mindestens eine Vorrichtung zur Auswertung und Speicherung der an der mindestens einen Testprobe gemessenen Testergebnisse,
(C) von mindestens einer Art von Mollicuten freie mikrobiologische Nährmedien, Nährsysteme, Hilfsmedien, Gerätschaften und Apparaturen zur Herstellung mindestens einer von mindestens einer Art von Mollicuten freien Kultur, enthaltend
(C1 ) mindestens eine Art von einzelligen Eukaryoten und/oder mindestens eine Art von mehrzelligen Eukaryoten,
(C2) mindestens eine Art von Wirtszellen für Viren oder
(C3) mindestens eine Art von Mikroorganismenpopulationen, als Null-Probe, wobei die Eukaryoten, die Wirtszellen und Viren oder die Mikroorganismenpopulation von Arzneimitteln, Zellkulturen, 3D-Zellkulturen, zellbiologischen Nährsystemen, zellbiologischen Nährmedien, Gewebekulturen, 3D- Gewebekulturen, Organen, Organtransplantaten, künstlich hergestellten Organen, Organen „on a Chip“, Hilfsmedien sowie Abstrichen von Laboratorien für die zellbiologischen Nährsystemen, zellbiologischen Nährmedien, Gewebekulturen, 3D- Gewebekulturen, Organen, Organtransplantaten, künstlich hergestellten Organen, Organen„on a Chip“, Hilfsmedien, Laboratorien für die Biochemie, Molekularbiologie, Gentechnologie, Zellbiologie Mikrobiologie, Virologie, Pharmakologie, Toxikologie und Medizin sowie von Gegenständen, Möbeln, Abzügen, Kleidung, Gerätschaften, Apparaturen und Laborpersonal für und in diesen Laboratorien stammen,
(D) zellbiologische Nährmedien, zellbiologische Nährsysteme, Hilfsmedien, Gerätschaften und Apparaturen zur Herstellung mindestens einer zellbiologischen Standardpräparation mit einer genau bekannten Dosis
(D1 ) mindestens einer Art von einzelligen Eukaryoten und/oder mindestens einer Art von mehrzelligen Eukaryoten,
(D2) mindestens einer Art von Wirtszellen für Viren oder
(D3) mindestens einer Art von Mikroorganismenpopulationen, infiziert mit einer genau bekannten Dosis an mindestens einer Art von Mollicuten, (E) mindestens eine Präparation einer genau bekannten Dosis mindestens eines Polyoxometallats und
(F) mindestens eine Dosiervorrichtung für die mindestens eine Präparation einer genau bekannten Dosis mindestens eines Polyoxometallats, umfassen und im Folgenden als »erfindungsgemäße Kits« bezeichnet werden.
Ferner wurde die Aufgabe durch das selektive Verfahren zur (i) Dekontaminierung von mollicuteninfizierten Eukaryotenkulturen, Viruskulturen und Kulturen von Mikroorganismenpopulationen und (ii) zur Proliferation der selektiv dekontaminierten, mollicutenfreien Kulturen gelöst, wobei man bei dem Verfahren
(G) an mindestens einer mollicutenfreien und/oder an mindestens einer mollicuteninfizierten Testkultur
(G1) mindestens einer Art von einzelligen Eukaryoten und/oder mindestens einer Art von mehrzelligen Eukaryoten,
(G2) mindestens einer Art von Wirtszellen für Viren oder
(G3) mindestens einer Art von Mikroorganismenpopulationen die Grenzkonzentration mindestens eines Polyoxometallats zur Inhibierung der Proliferation der jeweils mindestens einen Art von Eukaryoten, Wirtszellen für Viren oder Mikroorganismenpopulationen bestimmt,
(H) mindestens eine mollicuteninfizierte Kultur
(H1 ) der mindestens einer Art von einzelligen Eukaryoten und/oder mindestens einer
Art von mehrzelligen Eukaryoten,
(H2) der mindestens einer Art von Wirtszellen für Viren oder
(H3) der mindestens einer Art von Mikroorganismenpopulationen, deren Grenzkonzentration des mindestens einen Polyoxometallats zur Inhibierung der Proliferation nach dem Verfahrensschritt (G) bestimmt worden ist, mit dem mindestens einen Polyoxometallat portionsweise oder auf einmal versetzt, sodass in der mindestens einen mollicuteninfizierten Kultur höchstens die Grenzkonzentration des mindestens einen Polyoxometallats resultiert,
(I) die nach dem Verfahrensschritt (H) resultierende mindestens eine mollicuteninfizierte Kultur während einer Inkubationzeit von 10 Minuten bis 100 Tagen im Dunkeln und/oder unter Bestrahlen mit elektromagnetischer Strahlung und/oder unter Atmosphärendruck oder Überdruck inkubiert und nach einer Standzeit von 10 Minuten bis auf Dauer im Dunkeln und/oder unter Bestrahlen mit elektromagnetischer Strahlung und/oder unter Atmosphärendruck oder Überdruck mindestens einmal bestimmt, ob noch Mollicuten vorhanden sind und, sofern dies nicht der Fall ist,
(J) mindestens einen Anteil der mindestens einen nunmehr mollicutenfreien Kultur
(J1) mindestens einer Art von einzelligen Eukaryoten und/oder mindestens einer Art von mehrzelligen Eukaryoten,
(J2) mindestens einer Art von Wirtszellen für Viren oder
(J3) mindestens einer Art von Mikroorganismenpopulationen auf mindestens ein mollicutenfreies Nährmedium überträgt und die jeweils mindestens eine Art von mollicutenfreien Eukaryoten, Wirtszellen und Mikroorganismenpopulationen in der resultierenden mindestens zweiten Kultur vermehrt.
Im Folgenden wird das selektive Verfahren (i) zur Dekontaminierung von mollicuteninfizierten Eukaryotenkulturen, Viruskulturen und Kulturen von Mikroorganismenpopulationen und (ii) zur Proliferation der dekontaminierten, mollicutenfreien Kulturen zusammenfassend als
»erfindungsgemäßes Proliferationsverfahren« bezeichnet.
Nicht zuletzt wurde die Aufgabe erfindungsgemäß durch selektiv gegen Mollicutenbefall geschützte Gegenstände und Fluide, enthaltend mindestens ein erfindungsgemäß zu verwendendes Polyoxometallat und/oder mindestens eine erfindungsgemäß zu verwendende Polyoxometallat-Präparation gelöst, wobei das mindestens ein Polyoxometallat und/oder die mindestens eine Polyoxometallat-Präparation in Form einer Säure, eines Salzes, eines Hydrats, eines Soft-Oxometallats (SOMS), einer Beschichtung und/oder eines organischen, anorganischen und/oder metallorganischen Polyoxometallat-Nanokomposits, und/oder
- in und/oder auf als sich dispergierenden, teilweise auflösenden, nicht auflösenden oder völlig auflösenden, kompakten und/oder porösen Partikeln, Beschichtungen, Coatings, Releasematerialien, Schwämmchen, Plättchen, Folienstückchen, Textilstückchen, Gewebestückchen, Cellulosefasern, Cellulosemikropartikeln, Cellulosenanopartikeln, Nanosomen, Mikrosomen, Liposomen, Tabletten, Glaskügelchen, Sprühgeräten, Verneblern und/oder als Beschichtung, die die Oberfläche hart und glatt und/oder diffusionsgeschlossen macht, und/oder
- in Aerosolen, Nebeln, Hydrogelen, in Micellen, in Vesikeln, in Mikrokapseln, in Mikrosphären, in Gelen, in Cremes, Lotions, Salben und/oder Schäumen und/oder
- in Verbindung mit funktionalen Materialien, Antibiotika, bioziden Materialien und/oder Nährmedien und/oder Hilfsmedien für die Zellbiologie und/oder
- in Form seiner Ausgangsprodukte, die sich spontan zu dem mindestens einen Polyoxometallat zusammenfügen, auf und/oder in die Gegenstände und/oder in die Fluide in einer an Eukaryotentestkulturen,
Virustestkulturen oder Testkulturen von Mikroorganismenpopulationen ermittelbaren
Grenzkonzentration eingebracht ist oder sind, wobei
- das mindestens eine Polyoxometallat höchstens in einer Grenzkonzentration angewandt wird, die an jeweils mindestens einer Testkultur im Dunkeln und/oder unter Bestrahlen mit elektromagnetischer Strahlung und/oder unter Atmosphärendruck oder Überdruck durch mindestens eine Mollicutendetektion ermittelt wird und durch die
- die Mollicuten durch das mindestens eine Polyoxometallat in ihrer Proliferation inhibiert oder abgetötet werden, durch die aber das mindestens eine Polyoxometallat nach einer Inkubationzeit von 10 Minuten bis 100 Tagen im Dunkeln und/oder unter Bestrahlen mit elektromagnetischer Strahlung und/oder unter Atmosphärendruck oder Überdruck der mindestens einen von einer gegebenen Eukaryotentestkultur, einer gegebenen Virustestkultur oder einer von einer gegebenen Mikroorganismenpopulation stammenden Testkultur nach ihrer Standzeit von 10 Minuten bis auf Dauer im Dunkeln und/oder unter Bestrahlen mit elektromagnetischer Strahlung und/oder unter Atmosphärendruck oder Überdruck die Proliferation der betreffenden Eukaryoten, der betreffenden Wirtszellen der Viren oder der betreffenden Mikroorganismen ausweislich der mindestens einen Mollicutendetektion noch nicht inhibiert wird,
Im Folgenden werden die selektiv gegen Mollicutenbefall geschützten Gegenstände und Fluide als »erfindungsgemäße Gegenstände und Fluide« bezeichnet
Vorteile der Erfindung
Im Hinblick auf den Stand der Technik war es überraschend und für den Fachmann nicht vorhersehbar, dass die Aufgabe, die der vorliegenden Erfindung zu Grunde lag mithilfe der erfindungsgemäßen Verwendung, der erfindungsgemäßen Kulturen, der erfindungsgemäßen Kits, des erfindungsgemäßen Proliferationsverfahrens und des erfindungsgemäßen Sterilisierungsverfahrens und der erfindungsgemäßen Gegenstände und Fluide gelöst werden konnte.
Insbesondere überraschte, dass sich die Polyoxometallate als temperaturunempfindliche, transportfähige und lange Zeit lagerbare Stoffe herausstellten, die selektiv und spezifisch gegen Mollicuten, insbesondere Mykoplasmen, wirksam sind, diese abtöteten oder zumindest in ihrer Proliferation inhibierten, sodass zumindest eine konstante und unschädliche Konzentration von Mollicuten in Kulturen, die einzellige und/oder mehrzellige Eukaryoten enthielten, in Virenkulturen und in Kulturen von Mikroorganismenpopulationen eingestellt werden konnte. Dabei enthielten die Kulturen Eukaryoten, Viren und Mikroorganismenpopulationen, die von Arzneimitteln, Zellkulturen, 3D-Zellkulturen, zellbiologischen Nährsystemen, zellbiologischen Nährmedien, Gewebekulturen, 3D- Gewebekulturen, Organen, Organtransplantaten, künstlich hergestellten Organen, Organen „on a Chip“ und Hilfsmedien sowie von Abstrichen aus Laboratorien für die Biochemie, Virologie, Mikrobiologie, Pharmakologie, Toxikologie und Medizin sowie von Gegenständen, Kleidung, Gerätschaften, Möbeld, Abzügen, Apparaturen und Laborpersonal für und in diesen Laboratorien stammten. Dabei veränderten die Polyoxometallate die vorhandenen Eukaryoten, die Wirtszellen und die Viren, sowie die Mikroorganismenpopulationen, die man untersuchte, nicht in ihren ursprünglichen Eigenschaften, inhibierten nicht ihre Proliferation oder töteten sie auch nicht ab, sodass die Forschungsergebnisse, die man an den betreffenden mollicutenfreien, insbesondere von Mykoplasmen freien Kulturen, erzielte, valide waren. Demnach konnten durch die Polyoxometallate nicht nur extrazelluläre Mollicuten, sondern auch intrazelluläre Mollicuten selektiv abgetötet oder in ihrer Proliferation selektiv inhibiert werden. Es waren auch keine Behandlungszyklen, die die einzelligen und mehrzelligen Eukaryoten, die Wirtszellen und die Viren sowie die Mikroorganismenpopulationen schwächten und bis zu 80 % oder mehr absterben ließen, mehr notwendig. Von besonderer Bedeutung war, dass sich keine gefährlichen Resistenzen mehr bildeten. Die Temperaturunempfindlichkeit, lange Haltbarkeit, Autoklavierbarkeit und lange Gebrauchsdauer der Polyoxometallate garantierten, dass auf Dauer kein Verlust ihrer Aktivität in den Zellkulturen eintrat. Bei alledem waren keine aufwendigen Kühlketten zum Transport und zur Lagerung mehr notwendig. Somit wirkten die erfindungsgemäß zu verwendenden Polyoxometallate in definierten, experimentell ermittelbaren Grenzkonzentrationen spezifisch gegen Mollicuten, insbesondere Mykoplasmen, und waren dabei zugleich nicht bakterizid oder bakteriostatisch, viruzid oder virustatisch und fungizid oder fungistatisch und wirkten auch nicht gegen Archaea, Protozoen und Mikroalgen, die Bestandteile von Mikroorganismenpopulationen sein konnten.
Ein weiterer besonderer Vorteil von Polyoxometallaten war, dass sie - sofern keine entsprechenden Maßnahmen getroffen wurden - nicht sonderlich gut an Glas und Kunststoffen, insbesondere neutrale und anionische Kunststoffe, hafteten, sodass sie besonders gut geeignet für Laborarbeiten mit diesen Materialien waren.
Die Thermostabilität der Polyoxometallate gestattete es auch, sie zu autoklavieren. Die Polyoxometallate waren außerdem lichtstabil und zeigten im UV-Spektrum keinen zeitlichen Verlauf bei der Bestrahlung mit UV-Licht. Gleiches galt für sichtbares Licht, sodass in dieser Hinsicht keine Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden mussten.
Um auszuschließen, dass die gefundenen Vorteile und Effekte teilweise oder ganz auf Tageslicht zurückzuführen waren, wurden Versuche im Dunkeln und im Tageslicht durchgeführt. Dabei wurden keine Unterschiede gefunden, weswegen die Vorteile und Effekte alleine auf die Polyoxometallate zurückzuführen waren.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Der erfindungswesentliche Bestandteil der erfindungsgemäßen Verwendung und der erfindungsgemäßen Kulturen sind Heteropolysäuren und Isopolysäuren sowie ihre Isomere, Defektstrukturen und Teilstrukturen, zusammenfassend Polyoxometallate (POM) genannt, in der Form ihrer Moleküle mit einem größten Moleküldurchmesser < 2 nm, vorzugsweise 1 ,5 nm und insbesondere 2 1 nm, zusammenfassend POM-Moleküle genannt sowie in der Form von Mikropartikeln und Nanopartikeln einer mittleren Teilchengröße von 1 nm bis < 1000 pm, vorzugsweise 2 nm bis 500 pm, bevorzugt 5 nm bis 250 pm, besonders bevorzugt 5 nm bis 150 pm und insbesondere 5 nm bis 100 pm. Im Folgenden werden sie je nachdem als »POM- Mikropartikel oder POM-Nanopartikel« bezeichnet.
Es sei betont, dass die Angaben < 2 nm, < 1 ,5 nm und 2 1 nm keinen Moleküldurchmesser von 0 nm umfassen, sondern dass dieuntere Grenze des Moleküldurchmessers gleich dem größten Durchmesser des kleinsten existierenden POM-Moleküls ist.
Die mithilfe der Transmissionselektromikroskopie (TEM), Rasterelektronenmikroskopie (REM), Rastertransmissionselektromikroskopie (RTEM), Rasterkraftmikroskopie (AFM) oder Rastertunnelmikroskopie (TRM) gemessene mittlere Teilchengröße der erfindungsgemäß zu verwendenden POM-Mikropartikel und POM-Nanopartikel kann sehr breit variieren und hervorragend den Erfordernissen des Einzelfalls angepasst werden.
Die die POM-Mikropartikel und POM Nanopartikeln können die unterschiedlichsten Morphologien und geometrischen Formen aufweisen, so dass sie auch in dieser Hinsicht hervorragend den Erfordernissen des Einzelfalls angepasst werden können.
So können sie kompakt sein sowie mindestens einen Hohlraum und/oder eine Kern-Schale- Struktur, wobei der Kern und die Schale aus unterschiedlichen Materialien aufgebaut sein können, aufweisen. Sie können auch unterschiedliche geometrische Formen wie Drähte Röhrchen, Nanofedern, Nanotemplate, Stäbchen, Kugeln, Ellipsoide, Würfel, Quader, Pyramiden, Kegel, Zylinder, Rhomben, Dodekaeder, abgestumpfte Dodekaeder, Ikosaeder, abgestumpfte Ikosaeder, Hanteln, Tori, Plättchen oder Nadeln mit kreisförmigem, ovalen, elliptischen, quadratischen, dreieckigen, viereckigen, fünfeckigen, sechseckigen, siebeneckigen, achteckigen oder sternförmigen (drei-, vier-, fünf- oder mehrzackig) Umriss haben. Dabei können gegebenenfalls vorhandene Kanten und Ecken abgerundet sein. Es können sich auch zwei oder mehr POM-Mikropartikel und/oder POM-Nanopartikel unterschiedlicher Morphologie und/oder geometrischer Form zusammenlagern. Beispielsweise können kugelförmige POM-Mikropartikel und/oder POM-Nanopartikel spitze Auswüchse in Kegelform haben. Oder zwei oder drei zylinderförmige POM-Mikropartikel und/oder POM-Nanopartikel können sich derart zusammenlagem, dass sie ein T-förmiges oder Y-förmiges Teilchen bilden. Des Weiteren kann ihre Oberfläche Vertiefungen aufweisen, so dass die POM-Mikropatikel und/oder POM-Nanopartikel eine erdbeer-, himbeer- oder brombeerförmige Morphologie haben. Nicht zuletzt können die Hanteln, Tori, Nadeln oder Plättchen in mindestens einer Richtung des Raumes gebogen sein.
Der Durchmesser der POM-Mikropartikel und POM-Nanopartikel kann sehr breit variieren und daher hervorragend den Erfordernissen des Einzelfalls angepasst werden.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist der Durchmesser der erfindungsgemäß zu verwendenden POM-Mikropartikel und/oder POM-Nanopartikel, die keine Kugelform aufweisen, gleich der längsten, durch die jeweiligen POM-Mikropartikel und POM-Nanopartikel gelegten Strecke.
Vorzugsweise liegt der Durchmesser erfindungsgemäß bevorzugten Nanopartikelnbei 1 nm bis <1000 pm, vorzugsweise 2 nm bis 500 pm, bevorzugt 5 nm bis 250 pm, besonders bevorzugt 5 nm bis 150 pm und insbesondere 5 nm bis 100 pm.
Die elementare Zusammensetzung und die Struktur der POM können ebenfalls sehr breit variieren.
Bekannt ist beispielsweise die Einteilung der POM in die folgenden Strukturen:
- das Lindquist-Hexamolybdatanion, MoeOig2 ,
- das Decavanadatanion, V10O286 ,
- das Paratungstatanion, H2W12O4210',
- Mo36-Polymolybdate, Mq36qp2(H2q)8 ,
- die Strandberg-Struktur, H P2M05O234',
- die Keggin-Struktur, CMΐ2q4oh ,
- die Doppel-Keggin-Struktur,
- die Keggin-Sandwichstruktur,
- die monolacunare Keggin-Struktur,
- die dilacunare Keggin-Struktur,
die Wells-Dawson-Struktur, X2Mi8062 n ,
- die Anderson-Struktur, CM6q24 h ,
- die Allman-Waugh-Struktur, Xi2Mis032n ,
- die Weakley-Yamase- Struktur, XMio036n , und
- die Dexter-Silverton-Struktur, XMi2042 n . Die Hochzahl n ist hier eine ganze Zahl von 3 bis 20 bezeichnet die Wertigkeit eines Anions, die in Abhängigkeit von den Variablen X und M variiert.
Als ein weiteres Ordnungsprinzip für POM können die Formeln I bis XIII dienen:
In den Formeln I bis XII steht TM für ein zweiwertiges oder dreiwertiges Übergangsmetallion wie Mn2+, Fe2+, Fe3+, Co2+, Co3+, Ni2+, Cu2+ und Zn2+. Die Hochzahl t ist eine ganze Zahl und bezeichnet die Wertigkeit eines Anions, die in Abhängigkeit von der Wertigkeit der Variable TM variiert.
Des Weiteren kommen POM der allgemeinen Formel XIII in Betracht:
(AxGayNbaOb)z- (XIII).
In der Formel XIII steht die Variable A für Phosphor, Silicium oder Germanium und der Index x steht für 0 oder für eine ganze Zahl von 1 bis 40. Der Index y steht für eine ganze Zahl von 1 bis 10, der Index a steht für eine ganze Zahl von 1 bis 8 und der Index b ist eine ganze Zahl von 15 bis 150. Die Hochzahl z variiert in Abhängigkeit von der Natur und dem Oxidationsgrad der Variable A. Es kommen auch die Aquakomplexe und die aktiven Fragmente der POM XIII in Betracht. Wenn der Index x gleich 0 ist, ist y bevorzugt gleich 6-a, wobei der Index a gleich einer ganzen Zahl von 1 bis 5 ist und der Index b gleich 19 ist.
Wenn die Variable A gleich Silicium oder Germanium ist, ist der Index x gleich 2, der Index y gleich 18, der Index a gleich 6 und der Index b gleich 77.
Wenn die Variable A gleich P ist, ist der Index x gleich 2 oder 4, der Index y gleich 12, 15, 17 oder 30, der Index a gleich 1 , 3 oder 6 und der Index b gleich 62 oder 123.
Außerdem die Isomere der POM in Betracht. So hat die Keggin-Struktur fünf Isomere, die alpha, beta, gamma, delta, und epsilon-Struktur. Des Weiteren kommen Defektstrukturen oder lacunare Strukturen sowie Teilstrukturen in Betracht.
Vorzugsweise werden die Anionen I bis XIII in der Form von Salzen mit Kationen, die für die Reinigung und Körperpflege und die pharmazeutische Anwendung zugelassen sind, angewandt.
Beispiele geeigneter Kationen sind einwertige Kationen wie Wasserstoff-, Lithium-, Natrium-, Kalium-, Rubidium-, Cäsium- , Kupfer(l)- und Silberionen;
- zweiwertige Kationen wie Magnesium-, Calcium-, Strontium-, Barium-, Kupfer (II)-, Eisen (II)-, Nickel-, Kobalt-, Zinn (II) und Zinkionen;
- dreiwertige Kationen wie Aluminium-, Eisen (III)-, Lanthanoid- und Actinoidionen;
- vierwertige Kationen wie Blei (IV)-Kationen;
Mono-, Di-, Tri- oder Tetra-(CrC2o-alkylammonium) wie Pentadecyldimethyl- ferrocenylmethylammonium, Undecyldimethylferrocenylmethylammonium,
Hexadecyltrimethylammonium, Octadecyltrimethylammonium, Didodecyl- dimethylammonium, Ditetradecyldimethylammonium, Dihexadecyl- dimethylammonium, Dioctadecyldimethylammonium, Dioctadecylviologen, Trioctadecylmethylammonium und Tetrabutylammonium;
Mono-, Di-, Tri- oder Tetra-(Ci-C20-alkanolammonium) wie Ethanolammonium Diethanolammonium und Triethanolammoniurri; und
- Monokationen natürlich vorkommender Aminosäuren wie Histidinium (HISH+), Argininium (ARGH+) oder Lysinium (LYSH+) oder Oligo- oder Polypeptide mit einem oder mehreren protonierten basischen Aminosäurerest(en). [Vgl. z.B. US 6,020,369, Spalte 3, Zeile 6, bis Spalte 4, Zeile 29]
Es kommen auch natürliche, modifizierte natürliche und synthetische kationische Oligomere und Polymere, d.h., Oligomere und Polymere, die primäre, sekundäre, tertiäre und quartäre Ammoniumgruppen, primäre, sekundäre und tertiäre Sulfoniumgruppen und/oder primäre, sekundäre und tertiäre Phosphoniumgruppen tragen. Synthetische Oligomere und Polymere sind üblich und bekannt und werden beispielsweise in Elektrotauchlacken verwendet. Beispiele für natürliche kationische Oligomere und Polymere sind Polyaminoaccharide wie Polyglucosamine wie Chitin, N-Acetylglykoside und insbesondere Chitosan.
Die Kettenlänge und das Molekulargewicht des Chitosans können sehr breit variiert werden. So können Chitosane mit kurzer und langer Kettenlänge und/oder niedrigem und hohem Molekulargewicht verwendet werden. Sie können mit den POM durch chemische Vernetzung, Verstrickung (Entanglement) mit den polymeren Ketten und/oder durch kovalente und/oder ionische Bindungen, durch Wasserstoffbrückenbindungen und/oder durch Van der Waalskräfte und/oder London-Kräfte verbunden sein
Beispiele geeigneter POM gehen aus der Tabelle 1 hervor.
Tabelle 1 : Summenformeln von geeigneten POMa)
a) vgl. US 6,020,369, TABLE 1 , Spalten 3 bis 10; b) Tierui Zhang, Shaoquin Liu, Dirk G. Kurth und Charl F. J. Faul, »Organized Nanostructured Complexes of Polyoxometalates and Surfactants that Exhibit
Photoluminescence and Electrochromism, Advanced Functional Materials, 2009, 19, Seiten 642 bis 652; n Zahl, insbesondere ganze Zahl, von 1 bis 50.
Weitere Beispiele geeigneter POM sind aus dem amerikanischen Patent US 7,097,858 B2, Spalte 14, Zeile 56, bis Spalte 17, Zeile 19, sowie aus TABLE 8a, Spalte 22, Zeile 41 , bis Spalte 23, Zeile 28, Verbindungen Nummer 1-53, und TABLE 8b, Spalte 23, Zeile 30, bis Spalte 25, Zeile 34, Verbindungen Nummer 1 bis 150, bekannt.
Weitere bevorzugte POM, sind die von J. T.Rhule, C. L. Hill und D. A. Judd in dem Artikel »Polyoxometalates in Medicine« in Chemical Reviews, Band 98, Seiten 327 bis 357, in Tabelle 1 »In Vitro Antiviral Activities of Polyoxometalates«, Seiten 332 bis 347, und in Tabelle 2 »In Vivo Activities of Polyoxometalates«, Seite 351 , aufgeführten Polyoxometallate, die auf ihre antivirale Aktivität getestet worden sind.
Bevorzugt werden POM mit Keggin-Struktur, Doppel-Keggin-Struktur und Wells-Dawson- ruktur verwendet. Ganz besonders bevorzugt werden
Ammoniumheptamolybdat-Tetrahydrat {(NH4)8Mo7024] 4H20, CAS-Nr.13106-76-8 (wasserfrei), CAS-Nr. 12054-85-2 (Tetrahydrat), AHMT}, Wolframatophosphorsäure-Hydrat {H3[P(W30IO)4] XH2O, CAS-Nr. 1343-93-7 (wasserfrei), CAS-Nr. 12067-99-1 (Hydrat), Wo-Pho},
- Molybdatophosphorsäure-Hydrat, {H3R(Mo3Oio)4] xH20, CAS-Nr.: 12026-57-2 (wasserfrei), CAS-Nr. 51429-74-4 (Hydrat), Mo-Pho} und/oder
Wolframatokieselsäure {H4[Si(W3Oio)4] xH20, CAS-Nr. 12027-43-9, CAS-Nr. WKS} und/oder ihre Salze verwendet.
Die erfindungsgemäß zu verwendenden POM-Mikropartikel und POM-Nanopartikel können mithilfe üblicher und bekannter nasschemischer Verfahren wie zum Beispiel Fällungsverfahren hergestellt werden. Es ist aber auch möglich, die POM in Wasser aufzulösen und die resultierende Lösung gegen einen warmen Luftstrom zu sprühen. Außerdem ist es möglich, die Lösung im Vakuum einzudampfen, wobei sie mit IR-Strahlung bestrahlt wird. Des Weiteren ist es möglich, Lösungen, insbesondere wässrige, Lösungen von POM auf kalte Oberflächen, wie tiefgekühlte, glatte Metalloberflächen, Trockeneis, tiefgekühlte organische Lösungsmittel und verflüssigte Gase, wie Methan, Ethan Propan, Butan, Methylcyclohexan oder Benzine, flüssigen Stickstoff oder flüssiges Helium aufzusprühen und das Trockeneis oder die flüssigen Substanzen zu verdampfen.
Die vorstehend beschriebenen molekularen POM, POM-Mikropartikel und/oder POM- Nanopartikel sind unverändert, sauerstoffersetzt, funktionalisiert, aggregiert, agglomeriert und/oder geträgert. Beispielsweise können sie funktionalisiert, agglomeriert und geträgert sein. Sie können aber auch nicht funktionalisiert und nicht aggregiert sein.
Des Weiteren können sie
- in Form einer Säure, eines Salzes, eines Hydrats, eines Soft-Oxometallats (SOMS), einer Beschichtung und/oder eines organischen, anorganischen und/oder metallorganischen Polyoxometallat-Nanokomposits und/oder
- in und/oder auf als sich dispergierenden, teilweise auflösenden, nicht auflösenden oder völlig auflösenden, kompakten und/oder porösen Partikeln, Beschichtungen, Coatings, Releasematerialien, Schwämmchen, Plättchen, Folienstückchen, Textilstückchen, Gewebestückchen, Cellulosefasern, Cellulosemikropartikeln, Cellulosenanopartikeln, Nanosomen, Mikrosomen, Liposomen, Tabletten, Glaskügelchen, Sprühgeräten, Verneblern und/oder als Beschichtung, die die Oberfläche hart und glatt und/oder diffusionsgeschlossen macht, und/oder - in Aerosolen, Nebeln, Hydrogelen, in Micellen, in Vesikeln, in Mikrokapseln, in Mikrosphären, in Gelen, in Cremes, Lotions, Salben und/oder Schäumen und/oder
- in Verbindung mit funktionalen Materialien, Antibiotika, bioziden Materialien und/oder Nährmedien und/oder Hilfsmedien für die Zellbiologie und/oder
- in Form ihrer Ausgangsprodukte, die sich spontan zu dem mindestens einen Polyoxometallat zusammenfügen, vorliegen.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei dem mindestens einen organischen POM-Komposit um ein POM-Chitosan-Komposit.
Außerdem können sie in den POM-Präparationen, wie sie in den eingangs beschriebenen Dokumenten offenbart werden, vorliegen.
Diese POM-Präparationen können nicht sterilisiert, vorsterilisiert oder ready to use vorliegen. Sie können in exakt eingestellten Mengen vordosiert in verschlossenen Ampullen, Spendern und Dosiergeräten für Lösungen, Suspensionen, Pulver, Cremes, Lotions, Salben und/oder Schäume, Einwegspritzen, aufreissbaren Beuteln oder Tropfflaschen vorliegen.
Die Partikel, Aerosole, Nebel, Sprühgeräte, Vernebeln, Hydrogelen, Gele, Cremes, Lotions, Salben und/oder Schäume können zur Dekontamination des Laborpersonals von Mollicuten ohne Gefahr der Schädigung von Kulturen passierbar sein. Dabei ist darauf zu achten, dass die Konzentrationen der POM und/oder der POM-Präparationen nicht die nachstehend Definierten erfindungsgemäßen Grenzkonzentrationen überschreiten.
Generell ist bei der Auswahl der funktionalen Materialien für die Verwendung mit den POM auf die Toxizität der Materialien für die einzelligen und mehrzelligen Eukaryoten, Wirtszellen und Viren und Mikroorganismenpopulationen zu achten. So können diese funktionalen Materialien als solche oder in Verbindung mit den POM nicht toxisch für die einzelligen und mehrzelligen Eukaryoten, Wirtszellen und Viren und Mikroorganismenpopulationen derjenigen Kulturen die untersucht werden sollen, sein. Wenn man aber spezielle Effekte erzielen will, beispielsweise eine besonders spezifische und gezielte Wirkung, können die funktionalen Materialien als solche oder in Verbindung mit den POM auch toxisch sein. Der Fachmann, ein in Zellbiologie geschulter, mit breitem chemischem Wissen ausgestatteter Toxikologe mit langjähriger experimenteller Erfahrung, kann daher die geeigneten funktionalen Materialien anhand seines allgemeinen Fachwissens auswählen.
Die unveränderten POM sind die POM, wie sie bei ihrer Herstellung ohne eine weitere Funktionalisierung oder Modifizierung entstehen.
Bei den sauerstoffersetzten POM sind terminale Oxidzentren durch andere Liganden wie Sulfidionen, Bromidionen, Aminogruppen, Nitrosylgruppen und/oder Alkoxygruppen ersetzt. Die schwefelhaltigen POM werden auch Polyoxothiometallate genannt.
Die Aggregate sind lockere Anhäufungen von Partikeln, die durch Kohäsion zusammengehalten werden und durch übliche und bekannte Dispergierverfahren nicht verteilt werden können. Ihre innere Oberfläche ist kleiner die Summe der Oberflächen der Primärteilchen.
Die Agglomerate sind Zusammenballungen von Primärteilchen und deren Aggregate, die über Kanten und Ecken brückenartig verbunden sind. Ihre innere Oberfläche entspricht in etwa der Summe der Oberflächen der Primärteilchen.
Die erfindungsgemäß zu verwendenden molekularen POM, POM-Mikropartikel und POM- Nanopartikel können„nackt“ vorliegen. D.h., dass ihre Oberfläche nicht von einer Hülle umgeben ist und/oder nichtfunktionalisiert ist.
Des Weiteren können die erfindungsgemäß zu verwendenden molekularen POM, POM- Mikropartikel und POM-Nanopartikel von einer Hülle umgeben sein und/oder mindestens eine funktionelle Gruppe tragen. D.h., sie können als organische, metallorganische und/oder anorganische POM-Nanokomposite vorliegen. Dabei kann das Material der Hüllen die funktionellen Gruppen tragen oder aber die funktionellen Gruppen können direkt auf der Oberfläche der molekularen POM, der POM-Mikropartikel und der POM-Nanopartikel vorliegen.
Die POM-Nanopartikel als solche können kompakt sein sowie mindestens einen Hohlraum und/oder eine Kern-Schale-Struktur, wobei der Kern und die Schale aus unterschiedlichen Materialien aufgebaut sein können, aufweisen. Sie können auch unterschiedliche geometrische Formen wie Drähte Röhrchen, Nanofedern, Nanotemplate, Kugeln, Ellipsoide, Würfel, Quader, Pyramiden, Kegel, Zylinder, Rhomben, Dodekaeder, abgestumpfte Dodekaeder, Ikosaeder, abgestumpfte Ikosaeder, Hanteln, Tori, Plättchen oder Nadeln mit kreisförmigem, ovalen, elliptischen, quadratischen, dreieckigen, viereckigen, fünfeckigen, sechseckigen, siebeneckigen, achteckigen oder sternförmigen (drei-, vier-, fünf- oder mehrzackig) Umriss haben. Dabei können gegebenenfalls vorhandene Kanten und Ecken abgerundet sein. Es können sich auch zwei oder mehr Mikro- und/oder Nanopartikel unterschiedlicher Morphologie und/oder geometrischer Form zusammenlagern. Beispielsweise können kugelförmige POM-Mikro- und/oder -Nanopartikel spitze Auswüchse in Kegelform haben. Oder zwei oder drei zylinderförmige POM-Mikro- und/oder -Nanopartikel können sich derart zusammenlagern, dass sie ein T-förmiges oder Y-förmiges Teilchen bilden. Des Weiteren kann ihre Oberfläche Vertiefungen aufweisen, so dass die POM-Mikro- und/oder -Nanopartikel eine erdbeer-, himbeer- oder brombeerförmige Morphologie haben. Nicht zuletzt können die Hanteln, Tori, Nadeln oder Plättchen in mindestens einer Richtung des Raumes gebogen sein.
Das Material der Hülle und/oder die funktionellen Gruppen können so ausgewählt werden, dass sich die erfindungsgemäß zu verwendenden molekularen POM, POM-Mikropartikel und POM-Nanopartikel besonders rasch und homogen in einer organischen und/oder anorganischen, festen oder flüssigen Matrix, insbesondere einer organischen und/oder anorganischen polymeren Matrix oder anorganischen keramischen Matrix, die als Trägermaterial und/oder Bindemittel fungiert, verteilen und/oder die physikalischen und/oder chemischen Eigenschaften der molekularen POM, POM-Mikropartikel und POM-Nanopartikel in einer bestimmten gewünschten Weise modifizieren oder maskieren.
Die Hüllen und/oder die funktionellen Gruppen können über kovalente und/oder ionische Bindungen und/oder elektrostatische und/oder Van-der-Waalskräfte an die Oberfläche der molekularen POM, POM-Mikropartikel und POM-Nanopartikel gebunden sein.
Die Bindung zwischen der Oberfläche der molekularen POM, POM-Mikropartikel und POM- Nanopartikel und der Hülle und/oder der funktionellen Gruppen kann permanent oder reversibel, d.h. wieder lösbar, sein.
Die Hüllen können von organischen, anorganischen und metallorganischen, polymeren, oligomeren und niedermolekularen Materialien oder von Kombinationen von mindestens zwei dieser Materialien aufgebaut sein. Im Folgenden werden Beispiele für geeignete funktionelle Gruppen und funktionale Materialien für die Hüllen und/oder die Matrices der erfindungsgemäß zu verwendenden molekularen POM, POM-Mikropartikel und POM-Nanopartikel aufgeführt. Der Fachmann kann die für den jeweiligen Einzelfall besonders gut geeigneten funktionellen Gruppen und Materialien aufgrund der ihm bekannten Eigenschaftsprofile auswählen.
Übliche und bekannte funktionelle Gruppen:
- Phenyl-, Naphthyl-, 4-Biphenyl-, Phenylantimon-, Ci-C2o-Alkyl, insbesondere mit Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Isopropyl-, Butyl-, sec.-Butyl-, tert.-Butyl-, Pentyl-, Neopentyl-, Hexyl-, Heptyl-, Octyl-, 2-Ethylhexyl-, Nonyl-, Decyl-, Undecyl-, Dodecyl-, Tridecyl-, Tetradecyl-, Pentadecyl-, Hexadecyl-, Heptadecyl-, Octadecyl-, Nonadecyl- und Eicosanylgruppen, und Cs-Cso-Cycloalkylgruppen, insbesondere Cyclopentyl-, Cyclohexyl-, Cyclopentyl- und Cyclooctylgruppen, Gruppen, die sich von Diamantoiden, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Adamantan, Diamantan und Triamantan sowie isomeren Tetramantanen, Pentamantanen, Hexamantanen, Heptamantanen, Octamantanen, Nonamantanen, Decamantanen und Undecamantanen, ableiten;
- Gruppen, die mindestens zwei der vorstehend genannten Gruppen enthalten sowie
- die vorstehend genannten Gruppen, die mit mindestens einer der nachstehend genannten Gruppen substituiert sind;
- Fluor-, Chlor-, Brom- und Jodatome; Hydroxyl-, Thiol-, Ether-, Thioether-, Amino-, Peroxid-, Aldehyd-, Acetal-, Carboxyl-, Peroxycarboxyl-, Ester-, Amid-, Hydrazid- und Urethangruppen;
- Imid-, Hydrazon-, Hydroxim-, Amid- und Hydroxamsäuregruppen;
- Gruppen, die sich von Formamidin, Formamidoxim, Formamidrazon, Formhydrazidin, Formhydrazidoxim, Formamidrazon, Formoxamidin, Formhydroxamoxim und Formoxamidrazon ableiten;
- Nitril-, Isocyanat-, Thiocyanat-, Isothiocyanat-, Isonitril-, Lactid-, Lacton-, Lactam-, Oxim-, Nitroso-, Nitro-, Azo-, Azoxy-, Hydrazin-, Hydrazon-, Azin-, Carbodiimid-, Azid- , Azan-, Sulfen-, Sulfenamid-, Sulfonamid-, Thioaldehyd-, Thioketon-, Thioacetal-, Thiocarbonsäure-, Sulfonium-, Schwefelhalogenid, Sulfoxid-, Sulfon-, Sulfimin-, Sulfoximin-, Sulton-, Sultam-, Sulfon-, Silan-, Siloxan-, Phosphan-, Phosphinoxid-, Phosphonium-, Phosphorsäure-, Phosphorigsäure-, Phosphonsäure-, Phosphat-, Phosphinat- und Phosphonatgruppen. Übliche und bekannte funktionelle Zusatzstoffe für Kunststoffe:
Beispiele geeigneter Zusatzstoffe sind thermisch und/oder mit aktinischer Strahlung härtbare Reaktiverdünner, niedrig siedende organische Lösemittel und hochsiedende organische Lösemittel („lange Lösemittel“), Wasser, UV-Absorber, Lichtschutzmittel, Radikalfänger, thermolabile radikalische Initiatoren, Photoinitiatoren und -coinitiatoren, Vernetzungsmittel, wie sie in Einkomponentensystemen verwendet werden, Katalysatoren für die thermische Vernetzung, Entlüftungsmittel, Slipadditive, Polymerisationsinhibitoren, Entschäumer, Emulgatoren, Netz- und Dispergiermittel und Tenside, Haftvermittler, Verlaufmittel, filmbildende Hilfsmittel, Sag control agents (SCA), rheologiesteuernde Additive (Verdicker), Flammschutzmittel, Sikkative, Trockungsmittel, Hautverhinderungsmittel,
Korrosionsinhibitoren, Wachse, Mattierungsmittel, Verstärkungsfasern oder Vorstufen organisch modifizierter Keramikmaterialien.
Beispiele geeigneter thermisch härtbarer Reaktiverdünner sind stellungsisomere Diethyloctandiole oder Hydroxylgruppen enthaltende hyperverzweigte Verbindungen oder Dendrimere, wie sie beispielsweise in den deutschen Patentanmeldungen DE 198 05 421 A 1 , DE 198 09 643 A 1 oder DE 198 40 405 A 1 beschrieben werden.
Beispiele geeigneter mit aktinischer Strahlung härtbarer Reaktivverdünner sind die in Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New York, 1998, auf Seite 491 unter dem Stichwort »Reaktivverdünner« beschriebenen. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird unter aktinischer Strahlung Korpuskularstrahlung wie Elektronenstrahlung, Alphastrahlung, Betastrahlung und Protonenstrahlung sowie elektromagnetische Strahlung wie Infrarot, sichtbares Licht, UV-Strahlung, Röntgenstrahlung und Gammastrahlung verstanden. Insbesondere wird UV-Strahlung angewandt.
Beispiele geeigneter niedrigsiedender organischer Lösemittel und hochsiedender organischer Lösemittel („lange Lösemittel“) sind Ketone wie Methylethlyketon, Methylisoamylketon oder Methylisobutylketon, Ester wie Ethylacetat, Butylacetat, Ethylethoxypropionat, Methoxypropylacetat oder Butylglykolacetat Ether wie Dibutylether oder Ethylenglykol-, Diethylenglykol-, Propylenglykol-, Dipropylenglykol-, Butylenglykol- oder Dibutylenglykoldimethyl-, -diethyl- oder -dibutylether, N-Methylpyrrolidon oder Xylole oder Gemische aromatischer und/oder aliphatischer Kohlenwasserstoffe wie Solventnaphtha®, Benzin 135/180, Dipentene oder Solvesso®. Beispiele geeigneter thermolabiler radikalischer Initiatoren sind organische Peroxide, organische Azoverbindungen oder C-C-spaltende Initiatoren wie Dialkylperoxide, Peroxocarbonsäuren, Peroxodicarbonate, Peroxidester, Hydroperoxide, Ketonperoxide, Azodinitrile oder Benzpinakolsilylether.
Beispiele geeigneter Katalysatoren für die Vernetzung sind Dibutylzinndilaurat, Dibutylzinndioleat, Lithiumdecanoat, Zinkoctoat oder Bismutsalze wie Bismutlactat oder - dimethylolpropionat.
Beispiele geeigneter Photoinitiatoren und Coinitiatoren werden in Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag Stuttgart, 1998, Seiten 444 bis 446, beschrieben.
Beispiele geeigneter zusätzlicher Vernetzungsmittel, wie sie in sogenannten Einkomponentensystemen verwendet werden, sind Aminoplastharze, wie sie beispielsweise in Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, 1998, Seite 29, »Aminoharze«, dem Lehrbuch„Lackadditive“ von Johan Bieleman, Wiley-VCH, Weinheim, New York, 1998, Seiten 242 ff., dem Buch„Paints, Coatings and Solvents“, second completely revised edition, Edit. D. Stoye und W. Freitag, Wiley-VCH, Weinheim, New York, 1998, Seiten 80 ff., den Patentschriften US 4 710 542 A 1 oder EP-B-0 245 700 A 1 sowie in dem Artikel von B. Singh und Mitarbeiter„Carbamylmethylated Melamines, Novel Crosslinkers for the Coatings Industry“, in Advanced Organic Coatings Science and Technology Series, 1991 , Band 13, Seiten 193 bis 207, beschrieben werden, Carboxylgruppen enthaltende Verbindungen oder Harze, wie sie beispielsweise in der Patentschrift DE 196 52 813 A 1 beschrieben werden, Epoxidgruppen enthaltende Verbindungen oder Harze, wie sie beispielsweise in den Patentschriften EP 0 299 420 A 1 , DE 22 14 650 B 1 , DE 27 49 576 B 1 , US 4,091 ,048 A oder US 3,781 ,379 A beschrieben werden, blockierte Polyisocyanate, wie sie beispielsweise in den Patentschriften US 4,444,954 A, DE 196 17 086 A 1 , DE 196 31 269 A 1 , EP 0 004 571 A 1 oder EP 0 582 051 A 1 beschrieben werden, und/oder Tris(alkoxycarbonylamino)-triazine, wie sie in den Patentschriften US 4,939,213 A, US 5,084,541 A, US 5,288,865 A oder EP 0 604 922 A 1 beschrieben werden.
Beispiele für geeignete Entlüftungsmittel sind Diazadicycloundecan oder Benzoin.
Beispiele geeigneter Emulgatoren, Netz- und Dispergiermittel oder Tenside sind die üblichen und bekannten anionischen, kationischen, nicht-ionischen und zwitterionische Netzmittel, wie sie beispielsweise in Römpp Online, April 2014, Georg Thieme Verlag, »Netzmittel« im Detail beschrieben werden.
Vorzugsweise wird das mindestens eine Tensid aus der Gruppe, bestehend aus Amphotensiden, Biosurfactants, Bolaform-Tensiden, Cotensiden, Eiweißtensiden, Fluortensiden, Gemini-Tensiden, Aniontensiden, Kationtensiden, nicht-ionischen Tensiden, Perfluortensiden, Polymertensiden, Silicium-Tensiden, spaltbaren Tensiden und Triton- Tensiden, ausgewählt. Zu den Einzelheiten der Herstellung und der Eigenschaften von Tensiden wird auf Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, 1998 Georg Thieme Verlag Stuttgart, Seiten 557 bis 558, »Tenside« und Thieme Römpp Online, 2016, Version 3.66, »Amphotenside«, »Biosurfactants«, »Bolaform-Tenside«, »Cotenside«, »Eiweißtenside«, »Fluortenside«, »Gemini-Tenside,« »Aniontenside«, »Kationtenside«, »nicht-ionische Tenside«, »Perfluortenside«, »Polymertenside«, »Silicium-Tenside« und »Triton-Tenside«; Dorothea Anna Barbara Strobel, »Schaumbildung Eigenschaften von Milchproteinfraktionen und - hydrolysaten«, Dissertation, Kiel 2007; und Bernd Stephan Aha, »Biologisch abbaubare Tenside aus nachwachsenden Rohstoffen: N-Acylaminosäuren - Synthesen und Tensideigenschaften«, Dissertation, Wuppertal, 1999; verwiesen.
Bevorzugt wird das mindestens eine Tensid aus der Gruppe, bestehend aus Decyl-, Undecyl- , Dodecyl- (Lauryl-), Tridecyl-, Tetradecyl-, Pentadecyl-, Hexadecyl-, Heptadecyl-, Octadecyl- , Nonadecyl- und Eicosanylsulfat, -ethersulfat, -phosphat, phosphonat-, -sulfonat- und sulfoacetat und ihren Salzen, freien Säuren, Estern, Amiden, Halogeniden und Anhydriden, ausgewählt.
Insbesondere wird technisches Laurylsulfat verwendet.
Ein Beispiel für einen geeigneten Haftvermittler ist Tricyclodecandimethanol.
Beispiele für geeignete filmbildende Hilfsmittel sind Cellulose-Derivate wie Celluloseacetobutyrat (CAB).
Beispiele geeigneter transparenter Füllstoffe sind solche auf der Basis von Siliziumdioxid, Aluminiumoxid oder Zirkoniumoxid; ergänzend wird noch auf das Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, 1998, Seiten 250 bis 252, verwiesen. Beispiele geeigneter Sag control agents sind Harnstoffe, modifizierte Harnstoffe und/oder Kieselsäuren, wie sie beispielsweise in den Literaturstellen EP 0 192 304 A 1 , DE 23 59 923 A 1 , DE 18 05 693 A 1 , WO 94/22968, DE 27 51 761 C 1 , WO 97/12945 oder„färbe + lack“, 1 1/1992, Seiten 829 ff., beschrieben werden.
Beispiele geeigneter rheologiesteuernder Additive sind die aus den Patentschriften WO 94/22968, EP 0 276 501 A 1 , EP 0 249 201 A 1 oder WO 97/12945 bekannten; vernetzte polymere Mikroteilchen, wie sie beispielsweise in der EP 0 008 127 A 1 offenbart sind; anorganische Schichtsilikate wie Aluminium-Magnesium-Silikate, Natrium-Magnesium- und Natrium-Magnesium-Fluor-Lithium-Schichtsilikate des Montmorillonit-Typs; Kieselsäuren wie Aerosile; oder synthetische Polymere mit ionischen und/oder assoziativ wirkenden Gruppen wie Polyvinylalkohol, Poly(meth)acrylamid, Poly(meth)acrylsäure, Polyvinylpyrrolidon, Styrol-Maleinsäureanhydrid- oder Ethylen-Maleinsäureanhydrid-Copolymere und ihre Deriva- te oder hydrophob modifizierte ethoxylierte Urethane oder Polyacrylate.
Ein Beispiel für ein geeignetes Mattierungsmittel ist Magnesiumstearat.
Beispiele geeigneter Vorstufen für organisch modifizierte Keramikmaterialien sind hydrolysierbare metallorganische Verbindungen insbesondere von Silizium und Aluminium.
Weitere Beispiele für die vorstehend aufgeführten Zusatzstoffe sowie Beispiele geeigneter UV- Absorber, Radikalfänger, Verlaufmittel, Flammschutzmittel, Sikkative, Trocknungsmittel, Hautverhinderungsmittel, Korrosionsinhibitoren und Wachse (B) werden in dem Lehrbuch »Lackadditive« von Johan Bieleman, Wiley-VCH, Weinheim, New York, 1998, im Detail beschrieben.
Weitere Beispiele für Zusatzstoffe sind Farbstoffe, Buntpigmente, Weißpigmente, fluoreszierende Pigmente und phosphoreszierende Pigmente (Phosphore) sowie die nachfolgend beschriebenen Materialien.
Kohlenhydrate:
Glycerinaldehyd, Erythrose, Threose, Ribose, Arabinose, Xylose, Lyxose, Fructose, Allose, Altrose, Glucose, Mannose, Idose, Galactose Talose, Rhamnose, Aminozucker wie Neuraminsäure, Muramsäure, Glucosamin, Mannosamin, Aldonsäuren, Ketoaldonsäuren, Aldarsäuren, Pyranosen, Saccharose, Lactose, Raffinose, Panose sowie Homopolysaccharide und Heteropolysaccharide und Proteoglycane, worin der Polysaccharidanteil den Proteinanteil überwiegt, wie Stärke, Dextran, Cyclodextrin, Arabinogalactan, Cellulosen, modifizierte Cellulosen, Lignocellulosen, Chitin, Chitosan, Carageen und Glycosaminoglycane.
Monoalkohole:
Methanol, Ethanol, Propanol, Isopropanol, Butanol, Isobutanol, tert.-Butanol, Amylalkohol Isoamylalkohol, Cyclopentanol, Hexanol, Cyclohexanol, Heptanol, Octanol, Nonanol, Decanol, Undecanol, Dodecanol und ihre Stereoisomeren, die als Antiseptika verwendet werden können.
Polyole:
Glycerin, Trimethylolpropan, Pentaerythritol, Alditole, Cyclitole, Dimere und Oligomere von Glycerin, Trimethylolpropan, Pentaerythritol, Alditolen and Cyclitolen; vorzugsweise Tetritole, Pentitole, Hexitole, Heptitole und Octitole; bevorzugt Arabinitol, Ribitol, Xylitol, Erythritol, Threitol, Galactitol, Mannitol, Glucitol, Allitol, Altritol, Iditol, Maltitol, Isomaltitol, Lactitol, Tri-, Tetra-, Penta-, Hexa-, Hepta-, Octa-, Nona-, Deca-, Undeca- und Dodecaglycerol, - trimethylolpropan, -erythritol, -threitol and -pentaerythritol, 1 ,2,3,4-tetrahydroxycyclohexane, 1 ,2,3,4,5-pentahydroxycyclohexane, myo-, scyllo-, muco-, chiro-, neo-, allo-, epi- und cis- Inositol.
Polyhydroxycarbonsäuren:
Glycerin-, Citronen-, Wein- Threonin-, Erythron-, Xylon-, Ascorbin-, Glucon-, Galacturon-, Iduron-, Mannuron-, Glucuron-, Guluron-, Glycuron-, Glucar-, Uluson-, Diketogulon- und Lactobionsäure.
Polvhvdroxyphenole und -benzolcarbonsäuren:
Pyrocatechol, Resorcinol, Hydrochinon, Pyrogallol, 1 ,2,4-Trishydroxybenzol, Phloroglucin, 2,3-, 2,4-, 2,5-, 2,6-, 3,4- and 3,5-Dihydroxybenzoe- und 2,4,6-, 2,4,5-, 2,3,4- and 3,4,5- Trihydroxybenzolsäure (Gallensäure).
Amine: Ammoniak, Ammonium, Mono-, Di- und Trialkyl-, -aryl-, cycloalkyl-, -alkylaryl-, -alkylcycloakyl- , -cycloalkylaryl- und -alkylcycloalkylarylamine wie Methylamin, Ethylamin, Propylamin, Isopropylamin, Butylamin, Isobutylamin, tert.-Butylamin, Benzylamin, Cyclohexylamin, Dodecylamin, Kokosamin, Talgamin, Adamantylamin, Anilin, Ethylendiamin, Propylendiamin, Butylendiamin, Piperidin, Piperazin, Pyrazolidin, Pyrazin, Chinuklidin und Morpholin.
Thiole:
Mercaptopropionsäure, Dimercaptosuccinsäure (DMSA), Dithiothreitol (DTT) und Octadecanthiol.
Click-Chemie:
Verbindungen für Click-Reaktionen wie die kupferkatalysierte Cycloaddition von Aziden und Alkinen, Diels-Alder-Reaktionen, Reaktionen von z.B. Folsäure mit Alkingruppen und dipolare Cycloadditionen mit z.B. Poly(tert.-butylacrylat).
Fettsäuren:
Laurin-, Myristin-, Öl-, Palmitin-, Linol-, Stearin-, Arachin- und Behensäure.
Polymere und Oligomere mit funktionellen Gruppen:
Poly(trimethylarnmoniumethylacrlylat), Polyacrylamid, Poly(D,L-lactid-co-ethylenglykol), Pluronic®, Tetronic®, Polyvinylalkohol (PVA), Polyvinylpyrrolidon (PVP), Poly(alkylcyanoacrylat), Poly(milchsäure), Poly(epsilon-caprolacton), Polyethylenglykol (PEG), Poly(oxyethylen-co-propen)bisphosphonat, Poly(acrylsäure), Poly(methacrylsäure), Hyaluronsäure, Algininsäure, Pektinsäure, Poly(ethylenimin), Poly(vinylpyridin), Polyisobuten, Poly(styrolsulfonsäure), Poly(glycidylmethacrylat),
Poly(methacryloyloxyethyltrimethylammoniumchlorid) (MATAC), Poly(L-lysin) und Poly(3- (trimethoxysilyl)propylmethacrylate-r-PEG-methylethermethacrylat), Proteine wie treptavidin, Trypsin, Albumin, Immunoglobulin, Oligo- und Polynucleotide wie DNA und RNA, Peptide wie Arginylglycylasparginsäure (RGD), AGKGTPSLETTP-Peptid (A54), HSYHSHSLLRMF-Peptid (C10) und Gluthathion, Enzyme wie Glucoseoxidase, Dendrimere wie Polypropylenimin- Tetrahexacontaamin-Dendrimer Generation 5 (PPI G5), Poly(amidoamine) (PAMAM) und Guanidin-Dendrimere, Phosphonsäure- und Dithiopyridin-funktionalisierte Polystyrole, funktonalisierte Polyethylenglykole (PEG: Polymerisationsgrad 4-10, insbesondere 5) wie PEG(5)-nitroDOPA, -nitrodopamin, -mimosin, -hydroxydopamin, -hydroxypyridine, - hydroxypyron und -carboxyl.
Komplexbildner:
Komplexone wie Nitrilotriessigsäure (NTA) und Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA), Phosphonsäuren wie [(2-Aminoethyl)hydroxymethylen]diphosphonsäure und [(5- Aminopentyl)hyroxymethylen]diphosphonsäure sowie Kronenether.
Metallkomplexe:
Übliche und bekannte Koordinations-, Sandwich- und Chelatkomplexe der vorstehend erwähnten Metalle und ihrer Kationen mit organischen und anorganischen Anionen, insbesondere Fluorid, Chlorid, Bromid, lodid, Ammoniak, Amine, Phosphine, Thiole, Sulfide, Cyanid, Cyanat, Isocyanat, Thiocyanat, Isothiocyanat, Borane, Kohlenmonoxid, Aromaten oder Heteroaromaten.
Die vorstehend aufgeführten funktionellen Gruppen und Materialien für die Hüllen der POM- Mikropartikel und POM-Nanopartikel sind nur beispielhaft und nicht abschließend aufgezählt. Die Aufzählung soll demnach die Vielfalt der Möglichkeiten verdeutlichen, und der Fachmann kann aufgrund seines allgemeinen Fachwissens ohne Weiteres weitere Möglichkeiten angeben.
Ein weiterer bevorzugter Bestandteil ist Wasser. Der Wassergehalt kann breit variieren und richtet sich ebenfalls im Wesentlichen nach dem jeweiligen Verwendungszweck. Beispielsweise kann das Wasser als Kristallwasser vorhanden sein und/oder an der Oberfläche der erfindungsgemäß zu verwendenden POM-Mikropartikel und POM- Nanopartikel adsorbiert sein.
Die erfindungsgemäß zu verwendenden POM-Mikropartikel und POM-Nanopartikel können an andere diamagnetische, nicht magnetisierbare Mikro- und/oder Nanopartikel, vorzugsweise aber Nanopartikel, angelagert oder mit ihnen vermischt sein. Die POM-Mikropartikel und POM- Nanopartikel und die diamagnetischen Mikro- und/oder Nanopartikel können durch kovalente und/oder ionische Bindungen, Wasserstoffbrückenbindungen, elektrostatische Anziehung und/oder Van-der-Waalskräfte aneinandergebunden sein.
Beispiele geeigneter Materialien, aus denen die diamagnetischen Mikro- und/oder '
Nanopartikel aufgebaut sein können, sind insbesondere
- Oxide aus der Gruppe, bestehend aus Scandiumoxid, Yttriumoxid, Titandioxid, Zirconiumdioxid, Yttrium-stabilisiertes Zirconiumdioxid, Hafniumdioxid, Vanadiumoxid, Nioboxid, Tantaloxid, Manganoxid, Eisenoxid, Chromoxid, Molybdänoxid, Wolframoxid, Zinkoxid, Oxide der Lanthanide, bevorzugt Lanthanoxid und Ceroxid, insbesondere Ceroxid, Oxide der Actinide, Magnesiumoxid, Calciumoxid, Strontiumoxid, Bariumoxid, Aluminiumoxid, zinkdotiertes Aluminiumoxid, Galliumoxid, Indiumoxid, Siliziumdioxid, Germaniumoxid, Zinnoxid, Antimonoxid, Bismutoxid, Zeolithe, Spinelle, Mischoxide aus mindestens zwei der genannten Oxide wie Antimon- Zinn-Oxid, Indium-Zinn-Oxid, Bariumtitanat, Bleititanat oder Bleizirkonattitanat;
- Phosphate wie Hydroxylapatit oder Calciumphosphat;
- Sulfide, Selenide und Telluride aus der Gruppe, bestehend aus Arsen-, Antimon-, Wismut-, Cadmium-, Zink-, Eisen-, Silber-, Blei- und Kupfersulfid, Cadmiumselenid, Zinnselenid, Zinkselenid, Cadmiumtellurid und Bleitellurid;
- Selen und Selendioxid (vgl. M. Shakibaie et al, »Anti-biofilm activity of biogenic selenium nanoparticles and selenium dioxide against clinical isolates of Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruguinosa, and Proteus mirabilis«, Journal of Trace Elements in Medicine and Biology, Bd. 29, Januar 2015, Seiten 235 bis 241);
- Nitride wie Bornitrid, Siliziumnitrid, Aluminiumnitrid, Galliumnitrid und Titannitrid;
- Phosphide, Arsenide und Antimonide aus der Gruppe, bestehend aus Aluminiumphosphid Galliumphosphid, Indiumphosphid, Aluminiumarsenid, Galliumarsenid, Indiumarsenid, Aluminiumantimonid, Galliumantimonid, Indiumantimonid;
Zintl-Phasen wie Na4Sn9, Na4Pb9, Na2Pbi0, Na3[Cu@Sn9], Na7[Ge9CuGe9] oder Nai2[Sn2@Cui2Sn20]; Kohlenstoff wie Fullerene, Graphen, Graphit, Diamant und funktionalisierte und nicht funktionalisierte Kohlenstoff-Nanoröhrchen, -Nanokonen und -Nanohörchen;
- Nanocellulose-Partikel aus der Gruppe, bestehend aus Cellulosenanofasern (CNF), mikrofibrilläre Cellulose (MFC), nanokristalline Cellulose (CNC) und bakterielle Nanocellulose (BNC), ausgewählt. Die Mikrocellulose-Partikel sind vorzugsweise die mikrokristallinen Cellulosen (MCC), wie sie beispielsweise von der Firma DFE Pharma unter der Marke Pharmacel® angeboten werden;
- metallorganische Gerüstverbindungen (MOFs);
- Mizellen, Liposome, mesoporöse Materialien, Membranen, DNA, RNA, Proteine, Peptide, Kohlenhydrate, Lignin oder Viren;
- Quantumdots, beispielsweise aus InGaAs, CdSe oder auch GalnP/lnP;
- Carbide wie Borcarbid, Siliziumcarbid, Wolframcarbid, Titancarbid oder Cadmiumcarbid;
- Boride wie Zirkonborid; sowie
- Silicide wie Molybdänsilicid.
Insbesondere werden Mikro- und/oder Nanopartikel aus physiologisch inerten Materialien verwendet.
Beispiele geeigneter magnetisierbarer, magnetischer und superparamagnetischer
Nanopartikel sind
Eisen, Kobalt, Nickel sowie Legierungen des Eisens mit mindestens einem Metall, das aus der Gruppe, bestehend aus Ruthenium, Osmium, Kobalt, Rhodium, Iridium, Nickel, Palladium, Platin, Kupfer, Silber, Gold, Zink, Cadmium Scandium, Yttrium, Lanthan, Cer, Praseodym, Neodym, Samarium, Europium, Gadolinium Terbiumoxid, Dysprosium, Holmium, Erbium, Thulium, Ytterbium, Lutetium, Titan, Zirkonium, Hafnium, Vanadium, Niob, Tantal, Chrom, Molybän, Wolfram, Mangan, Rhenium, Aluminium, Gallium, Indium, Thallium, Germanium, Zinn, Blei, Antimon und Wismut, ausgewählt ist; Beispiele geeigneter Metallegierungen sind weichmagnetische Metallegierungen wie Permalloy® auf der Basis von Nickel und Eisen, Nickel-Eisen- Zink-Legierungen oder Sendust auf der Basis von Aluminium, Silicium und Eisen; REi- yLay)Feioo-v-w-x-zCowMzBx, worin RE für ein Seltenerdmetall aus der Gruppe Cer, Praseodym, Neodym, Samarium, Europium, Gadolinium, Terbiumoxid, Terbiumoxid, Dysprosium, Holmium, Erbium, Thulium, Ytterbium und Lutetium und M für ein Metall aus der Gruppe Titan, Zirkonium, Hafnium, Vanadium, Niob, Tantal, Chrom, Molybän und Wolfram stehen und v = 5-15, w 5, x = 9-30, y = 0,05-0,5 und z = 0,1-5; die vorstehend genannten Metalle und Metallegierungen können noch mindestens ein weiteres Metall und/oder Nichtmetall, das oder die aus der Gruppe, bestehend aus Lithium, Natrium, Kalium, Rubidium, Cäsium, Beryllium, Magnesium, Calcium, Strontium, Barium, Bor, Kohlenstoff, Silicium, Stickstoff, Phosphor, Arsen, Sauerstoff, Schwefel, Selen, Tellur, Fluor, Chlor, Brom und Jod, ausgewählt ist oder sind, in nichtstöchiometrischen Mengen enthalten. Ein besonders gut geeignetes Material dieser Art ist NdFeB; sowie
Metalloxide, Granate, Spinelle und Ferrite; Beispiele besonders gut geeigneter Materialien dieser Art sind Fe304, CoFe204, NiFe204, MnFe204, SrFe204, BaFe204, CuFe20 , Y3Fe50i2, Cr02, MnO, Mn30 , Mn20, FeO, Fe203, NiO, Cr203, CoO, Co304, BaFei20i9, (Bi, La,Tb)(Fe,Mn,DyPr)03, Ba3Co2Fe2404i, Y3Fe50i2, NiZnFe204, Cuo,2Mgo,4Zn0,4Fe204 Fe30 (Cu,Ni,Zn)Fe204, TbMn2Os, PbNii/33Nb2/3TiC>3-CuNiZn, BaTi03-NiZnFe20 , dotiertes BaTi03, dotiertes SrTi03, (Ba,Sr)Ti03, Pb(Zr,Ti)C>3, SrBi2Ta20g, PbNii/3Nb2/3Ti03-PbTio3, PbMgi/3Nb2/3Ti03-PbTi03, Lanthan-modifiziertes und Lanthan-Strontium-modifiziertes Pb(Zr,Ti)03, Pb(ZrxTii-x)03, worin x größer als oder gleich 1 , PbHfOs, PbZr03, Pb(Zr,Ti)03, PbLa(Zr,Sn,Ti)03, PbNb(ZrSnTi)03, Pbi- xLax(ZryTii-y)(i.x)/403, worin x größer als oder gleich 1 und ygrößer als oder gleich 1 ,NaNb03, (K,Na)(Nb,Ta)03, KNb03, BaZrOs, Nao,25Ko,25Bio,5Ti03, Ag(Ta,Nb)03 oder Nao,5Bio,5Ti03-Ko,5Bio,5Ti03-BaTi03.
Die erfindungsgemäß zu verwendenden molekularen POM, POM-Mikropartikel und POM- Nanopartikel können homogen oder inhomogen in einer organischen und/oder anorganischen Matrix, insbesondere einer organischen und/oder anorganischen polymeren Matrix und/oder in einer anorganischen Keramikmatrix verteilt sein. Bei einer inhomogenen Verteilung ist der Gehalt an molekularen POM, POM-Mikropartikel und POM-Nanopartikel in der Matrix eine Funktion des Abstandes von der Oberfläche der Matrix. Beispielsweise kann die Konzentration an molekularen POM, POM-Mikropartikel und POM- Nanopartikeln mit dem Abstand zur Oberfläche kontinuierlich oder diskontinuierlich, stetig oder in Stufen ansteigen oder absinken.
Ein besonderer Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass bei dem mechanischen, physikalischen und/oder chemischen Abtragen des Materials des betreffenden Gegenstands immer wieder eine frische aktive, POM-haltige Oberfläche freigelegt wird.
Die erfindungsgemäß zu verwendenden POM können indes auch als separate Schicht auf der Oberfläche Matrix vorliegen. Diese Ausführungsform hat den Vorteil der Materialersparnis.
Darüber hinaus können beide Ausführungsformen miteinander kombiniert werden.
Die organische polymere Matrix kann aus üblichen und bekannten, thermoplastischen oder duroplastischen Polymeren aufgebaut sein.
Als thermoplastische Polymere kommen übliche und bekannte lineare und/oder verzweigte und/oder blockartig, kammartig und/oder statistisch aufgebaute Polyadditionsharze, Polykondensationsharze und/oder (Co)Polymerisate von ethylenisch ungesättigten Monomeren in Betracht.
Beispiele geeigneter (Co)Polymerisate sind (Meth)Acrylat(co)polymerisate und/oder Polystyrol, Polyvinylester, Polyvinylether, Polyvinylhalogenide, Polyvinylamide, Polyacrylnitrile Polyethylene, Polypropylene, Polybutylene, Polyisoprene und/oder deren Copolymerisate.
Beispiele geeigneter Polyadditionsharze oder Polykondensationsharze sind Polyester, Alkyde, Polylactone, Polycarbonate, Polyether, Proteine, Epoxidharz-Amin-Addukte, Polyurethane, Alkydharze Polysiloxane, Phenol-Formaldehyd-Harze, Harnstoff-Formaldehyd-Harze, Melamin-Formaldehyd-Harze, Cellulose, Polysulfide, Polyacetale, Polyethylenoxide, Polycaprolactame, Polylactone, Polylactide, Polyimide, und/ oder Polyharnstoffe.
Bekanntermaßen werden die Duroplaste aus mehrfach funktionellen, niedermolekularen und/oder oligomeren Verbindungen durch thermisch und/oder mit aktinischer Strahlung initiierte (Co)Polymerisation hergestellt. Als funktionelle niedermolekulare und/oder oligomere Verbindungen kommen die vorstehend aufgeführten Reaktivverdünner, Katalysatoren und Initiatoren in Betracht.
Auch hier ist die vorstehend aufgeführte Aufzählung von Thermoplasten und Duroplasten nicht abschließend, sondern soll insbesondere die Vielfalt der Möglichkeiten verdeutlichen. Weitere geeignete Materialien für die polymere Matrix kann der Fachmann aufgrund seines allgemeinen Fachwissens ohne Weiteres auswählen.
Ist die polymere Matrix aus Thermoplasten aufgebaut, werden die molekularen POM, POM- Mikropartikel und POM-Nanopartikel mithilfe üblicher und bekannter Methoden der Herstellung von Polymerblends in die Thermoplaste eingearbeitet.
Ist die polymere Matrix aus Duroplasten aufgebaut, werden die POM-Mikropartikel und POM- Nanopartikel in die Ausgangsprodukte der Duroplaste mithilfe üblicher und bekannter Mischmethoden eingearbeitet, wonach die resultierenden Mischungen polymerisiert und dadurch vernetzt werden.
Für die Vermischung der Materialien können die üblichen und bekannten Mischaggregate, wie schnell laufende Rührer, Ultraturrax, Inline-Dissolver, Homogenisierungsdüsen, statische Mischer, Mikrofluidizer, Extruder oder Kneter verwendet werden.
Die anorganische Keramikmatrix kann aus üblichen und bekannten Gläsern und/oder Keramikmaterialien aufgebaut sein.
Die Keramik kann aus einer Oxidkeramik und/oder Nichtoxidkeramik aufgebaut sein. Beispiele geeigneter Keramiken sind Aluminiumoxid-, Borcarbid-, Bornitrid-, Bornitridcarbid-, Calciumsilikat-, Hafniumcarbid-, Siliciumoxid-, Siliciumcarbid-, Siliciumnitrid-, Siliciumoxidnitrid-, Siliciumoxidcarbid-, Siliciumnitridcarbid-, Siliciumoxidnitridcarbid-, Glaskeramik, Tantalcarbid-, Zinkcarbid- oder Zirkonoxidkeramiken, die aus Aluminiumoxid, Borcarbid, Bornitrid, Bornitridcarbid, Calciumsilikat, Hafniumcarbid, Siliciumoxid, Siliciumcarbid, Siliciumnitrid, Siliciumoxidnitrid, Siliciumoxidcarbid, Siliciumnitridcarbid, Siliciumoxidnitridcarbid, Siliciumaluminiumoxidnitrid, Glaskeramik, Tantalcarbid, Zinkcarbid und/oder Zirkonoxid, aufgebaut sind.
Im Unterschied zu allen anderen Werkstoffen gilt, dass Keramikerzeugnisse, insbesondere Oxidkeramiken, erst aus den Rohstoffen geformt und dann (also nach der Formgebung) in einem Hochtemperaturprozess oder Sinter-Vorgang mit dem Ziel der Stoffwandlung zur Herstellung stoffschlüssiger Verbindungen zwischen den Rohstoffkörnern in den keramischen Werkstoff überführt werden. Die Rohstoffe haben also - abweichend von den anderen Werkstoffen - zwei grundsätzliche Aufgaben: Sie müssen einerseits die chemische Zusammensetzung der gewünschten keramischen Werkstoffe garantieren und andererseits zuvor deren Formgebung erlauben. Der Keramikrohling weist somit eine deutlich geringere mechanische Festigkeit als beispielsweise ein metallischer Rohling auf. Erträgt deshalb auch die Bezeichnung Grünling, was nichts mit der Farbe zu tun hat.
Die Herstellung der Keramikerzeugnisse umfasst, unabhängig von der Zusammensetzung, stets folgende Schritte:
(i) Erzeugung der Rohstoffe,
(ii) Herstellung der keramischen Masse,
(iii) Formgebung,
(iv) Entfernung der Hilfsmittel wie Wasser und/oder organische Additive für die Formgebung,
(v) Gegebenenfalls mechanische Bearbeitung der Rohlinge oder Glasieren,
(vi) keramischer Brand sowie
(vii) Unterschiedliche Verfahren der Nachbehandlung und Veredelung einschließlich Glasieren oder Dekorieren und nochmaliger Brand.
Thieme Römpp Online 2014, Version 3.45, »Keramik, Tabelle 1 : Formgebungsverfahren für tonkeramische Massen mit Produktionsbeispielen« gibt einen Überblick über die Herstellung von Oxidkeramiken. Beispiele geeigneter Oxidkeramiken gehen aus den deutschen Patentanmeldungen DE 196 28 820 A1 , ScienceDaily®, »Novel Ceramic Foam is Safe and Effective Insulation«, 18. Mai 2001 , der Firmenschrift »Promat High Perfomance Insulation, Theoretische Grundlagen der technischen Wärmedämmung«, oder dem Artikel von F. Luthardt und Jörg Adler, »A Ceramic Foaming Technology for High-Temperature Insulation Materials«, Fraunhofer IKTS Annual Report 2012/13, Seiten 32 und 33 hervor.
Nichtoxidkeramiken enthalten keinen Sauerstoff. Die Anionen sind stattdessen Kohlenstoff, Stickstoff, Bor und Silicium. Eine Ausnahme bilden einige wenige Mischkeramiken, die außer dem genannten Anion auch etwas Sauerstoff enthalten wie z.B. Siliciumaluminiumoxidnitrid. Aber auch die Kationen unterscheiden sich deutlich von den Oxidkeramiken. Wenn Silicium und wo als Kationen auftreten, herrscht die homöopolare Bindung vor, so dass man eigentlich nicht chemisch exakt von Kation und Anion sprechen kann. Befinden sich dagegen zum Beispiel Titan, Zirkonium, Niob oder Wolfram im Kristallgitter dann bilden diese im Werkstoff Schichten mit metallischer Bindung, die mit den in sich homöopolar gebundenen Kohlenstoff- , Stickstoff-, Bor- oder Siliciumschichten heteropolar gebunden sind.
Alkali- und Erdalkali-Kationen, die in sehr vielen Oxidkeramiken und nahezu allen Silicatkeramiken enthalten sind, findet man in Nichtoxidkeramiken nicht, es sei denn als Verunreinigung oder - in der Ausnahme - als Dotand.
Weitere Einzelheiten zu Nichtoxidkeramiken finden sich in Thieme Römpp Online 2014 Version 3.45, »Nichtoxidkeramik«. Beispiele geeigneter Nichtoxidkeramiken gehen des Weiteren aus der amerikanischen Patentanmeldung US 2014/0206525 A1 und den deutschen Patentanmeldungen DE 102 07 860 A1 und DE 10 2012 021 906 A1 hervor.
Glaskeramiken sind polykristalline Festkörper mit mehr als 30 % Glasphase die durch gesteuerte Kristallisation von Gläsern hergestellt werden. Die Kristalle entstehen durch Wärmebehandlung eines geeigneten Glases in der Regel farblos und bewirken eine räumliche Streuung des in den Werkstoff eintretenden Lichts.
Beispiele geeigneter Glaskeramiken sind das
- Mg0xAl203xnSi02-System (MAS-System),
- Zn0xAI203xnSi02 (ZAS-System),
- Li0xAI203xnSi02 (LAS-System) und
KMg3[(F, OH)2AISi3Oio] (Phlogopit).
Weitere Einzelheiten zu Glaskeramiken finden sich in Thieme Römpp Online 2014 Version 3.45, »Glaskeramik«, in der internationalen Patentanmeldung WO 2010/081561 A1 , »Optisch durchlässige Glas- und Glaskeramikschäume, Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung« sowie in dem Artikel von A. M. Marques und A. M. Bernardin, »Ceramic Foams made from Plain Glass Cullets«, Qualicer 2008, Seiten 89 bis 93. Ganz besonders bevorzugt werden Calciumsilicate verwendet. Die Calciumsilicate sind übliche und bekannte, am Markt erhältliche Produkte und können durch einen hydrothermalen Verfahrensprozess aus fein gemahlenen Rohstoffen Kalk und Sand in einer Wassersuspension mit geringem Feststoffanteil und Zusätzen hergestellt werden. Die mineralogischen Umwandlungen in die Hauptphasen Tobermorit 5CaO 6S1O2 5,5 H2O (etwa 10 % Wasser, bis 650°C beständig) und Xonolit 6CaO 6S1O2 · H2O (etwa 3 % Wasser, bis 850°C beständig) erfolgt in Autoklaven. Die wasserfreie Phase Wollastonit 3CaO 3Si02 erhöht als Zuschlagstoff die Temperaturbeständigkeit. Die Entwässerungsreaktionen bestimmen den den Grad der Schwindung und somit die Anwendungsgrenzen des Materials. Die vorstehend beschriebenen Matrices können Formteile wie Kugeln, dünne Scheiben, Netze, Quader, Rhomben, Pyramiden, Ikosaeder oder Dodecaeder sein. Die Matrices können auch Controlled-Release- Materialien sein.
Die erfindungsgemäß zu verwendenden POM können indes auch auf Fasern aufgebracht werden. Die Fasern können zu Geweben verarbeitet sein.
Beispiele geeigneter Fasern sind:
Samenfasern:
wie Baumwolle (CO), Kapok (KP), Pappelflaum, Akon, Bambusfaser, Brennnesselfaser, Hanffaser (HA), Jute (JU), Kenaf, Leinen (LI), Hopfen, Ramie (RA), Hanf,
Hartfasern:
wie Ananas, Caroä, Curauä, Henequen, Neuseeländer Flachs, Sisal (Sl), Kokos (CC),
Wollen und feine Tierhaare:
wie, Wolle von Schafen (WO), Alpaka, Lama, Vikunja, Guanako, Angora (WA), Kanin, Kamelhaar (WK), Kaschmir (WS), Mohair (WM), grobe Tierhaare:
wie Rinderhaar, Rosshaar, Ziegenhaar,
Seiden:
wie zum Beispiel Maulbeerseide (SE), Tussahseide (ST), Muschelseide,
Fasern aus natürlichen Polymeren: wie cellulosische Fasern, wie beispielsweise Viskose (CV), Modal (CMD), Lyocell (CLY), Cupro (CUP), Acetat (CA), Triacetat (CTA),
Gummifasern:
wie zum Beispiel Gummi,
Pflanzeneiweißfasern:
wie zum Beispiel Sojaproteinfaser, Zein und andere Prolamine,
Eiweißfasern:
Fasern auf der Basis von Casein, Albuminen, Kollagen, Glykoproteinen, Globuline, Elastin, Nucloproteinen, Histonen, Keratin, Chromoproteine, Protaminen, Fibrinogen, Phosphoproteinen, Prolaminen, Myosin, Lipoproteinen und Hydrophobin,
Fasern auf Basis Stärke bzw. Glukose:
wie zum Beispiel Alginatfasern (ALG) oder Chitosanfasern,
Fasern aus synthetischen biologisch abbaubaren Polymeren:
wie Polylactidfasern (PLA) und Polyester (vgl. Biologisch abbaubare Polyester - Neue Wege mit Bismutkatalysatoren, DISSERTATION zur Erlangung des Grades eines Doktors der Naturwissenschaften des Fachbereichs Chemie der Universität Hamburg, vorgelegt von Gesa Behnken, aus Hamburg, Hamburg 2008) und
Technische Fasern und anorganische Fasern:
wie Polyesterfasern, Polyamidfasern und sonstige Kunststofffasern, Kevlafasern, Glasfasern, Kohlenstofffasern, Metallfasern wie Stahlfasern und Mineralfasern wie Basaltsfasern.
Die molekularen POM, POM-Mikropartikeln und POM-Nanopartikel können auf porösen Körpern geträgert sein. Als poröse Körper kommen Zeolithpartikel, poröse POM-Partikel, poröses Glas, poröse Kunststoffmaterialien oder poröse metallorganische Netzwerkverbindungen (vgl. »Poröse Metallorganische Netzwerkverbindungen als Trägermatrices für funktionelle Nanopartikel«, Dissertation von Stefan Hermes, Ruhr- Universität Bochum, 2006) in Betracht. Außerdem kommen Kohlepartikel, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Biokohlen, pyrogenem Kohlenstoff, Pflanzenkohlen, Holzkohlen, Siebrückständen von Holzkohlen, Holzaschen, Aktivkohlen, Steinkohlen, Tierkohlen, Tierabfallkohlen, pyrogenem Kohlenstoff unterschiedlichen Pyrolysegrades, funktionalisierten Kohlen, vorbehandelten Kohlen, gewaschenen Kohlen und extrahierten Kohlen, in Betracht. Insbesondere wird Biokohle und/oder pyrogener Kohlenstoff verwendet. Diese Materialien sind üblich und bekannt und gehen beispielsweise aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2015 010 041 A1 , Absätze [0055] bis [0064], hervor.
Die molekularen POM, POM-Mikropartikeln und POM-Nanopartikel können mit Ultraschall in und/oder auf die vorstehend beschriebenen Materialien aufgebracht werden.
Des Weiteren kommen ionische Flüssigkeiten in Betracht, die vorzugsweise alkylierte und nicht alkylierte Kationen aus der Gruppe, bestehend aus Imidazolium, Pyridinium, Pyrrolidinium, Guanidinium, Uronium, Thiouronium, Piperidinium, Morpholinium, Ammonium und Phosphonium. Als Anionen kommen Halogenide und komplexere Ionen, wie POM, Tetrafluoroborate, Trifluoracetate, Triflate, Hexafluorophosphate, Phosphinate und Tosylate in Frage. Auch organische Ionen, wie beispielsweise Imide und Amide, können Anionen sein.
Außerdem kommen die Vorstufen von oxidativen Stressoren wie
Singulett-
102 angeregtes Sauerstoffmolekül
Sauerstoff
H2O2 Wasserstoffperoxid Edukt zur Bildung anderer ROS, sekundärer Botenstoff111
Hydroperoxyl-
HOO· freies Radikal
Radikal
HO· Hydroxyl-Radikal freies Radikal, hochreaktiv
freies Radikal, sekundärer Botenstoff, alte Bezeichnung:
O2· Hyperoxid-Anion
Superoxid-Anion
O3 Ozon
OOG Hypochlorit-Anion
ROOH Hydroperoxid
freies Radikal, Zwischenstufe bei der sensibilisierten
ROO- Peroxylradikal
Photooxidation, Autoxidation
freies Radikal, bei Lipiden
RO- Alkoxylradikal
Ferner kommen die Stickoxidradikale NO. und NO2., das Stickstoffdifluoridradikal NF2. und seine Vorstufe N2F4 sowie die Vorstufen des Peroxynitritanions als oxidative Stressoren in Betracht. Nicht zuletzt kommen Radikalfänger, die vorzugsweise aus der Gruppe, bestehend aus Natriumpyruvat, Mannitol, Carboxy-PTIO, Trolox, a-Tocopherol, Ebselen, Harnsäure, Natriumazid, Ascorbinsäure, Glutathion, Cystein, Thiomilchsäure, Semichinone, Chinone, Transferrin, Albumin, Coeruloplasmin, Hämopexin und Haptoglobin, Superoxiddismutase (SOD), die Glutathionperoxidase (GPX) und Katalase, Ubichinon-10,), Betacarotin (Provitamin A), Carotinoide und verschiedensten polyphenolischen Verbindungen wie Flavonoide, Anthocyane, Phytoöstrogene, Nordihydroguajaretsäure, Gallate, Butylhydroxyanisol (BHA) und Butylhydroxytoluol (BHT), Ascorbylpalmitat, Ascorbylstearat undTocopherolacetat, ausgewählt werden.
Des Weiteren kommen die Medizinprodukte aus der Gruppe, bestehend aus den Medikamenten, inklusive Hormonen, die in der„GELBEN LISTE Pharmaindex“ und der„Roten Liste“ aufgeführt sind, nicht humanzugelassenen Medikamenten, Veterinärmedikamenten, Medikamenten im Forschungsstadium, in der Entwicklung und in der klinischen Prüfung sowie ihren Metaboliten, ausgewählt.
Bevorzugt kommen Chemotherapeutika, Antibiotika, Antiinvektiva, Viruzide biozide Materialien, DNA, RNA, Cer- Silber-, Gold- und/oder Platinverbindungen und/oder die nachstehend näher beschriebenen Nährmedien und/oder Hilfsmedien für die Zellbiologie in Betracht.
Beispiele für Biozide sind 10,10‘-Oxybisphenoxoarsin (OBPA), Octylisothiazolinon (OIT), Dichlorctylisothiazolinon (DCOIT), Butylbenzisothiazolinon (BBIT), lodocarb (3-lod-2- propinylbutylcarbamat), Zink-Pyrithion (Zinksalz von Pyridin-2-thiol-1-oxid), Trichlosan (polychlorierte Phenoxyphenole), Silberionen und Silber, insbesondere in der Form von Silbernanopartikeln.
Als Chemotherapeutika, Antibiotika, Antiinvektiva, Viruzide und Biozide kommen im Grunde alle Medikamente und/oder Giftstoffe und/oder Metaboliten in Betracht, wie sie beispielsweise in dem Lehrbuch »Allgemeine und spezielle Pharmakologie und Toxikologie«, siebte Auflage, 1998, Spektrum Akademischer Verlag Heidelberg, Herausgeber W. Forth, D. Henschler, W. Rummel und K. Starke, beschrieben werden oder. Insbesondere handelt es sich bei den Medikamenten um Chemotherapeutika und Antibiotika wie
Chemotherapeutika auf der Basis von Platin: Carboplatin und Cisplatin,
Alkylierende Chemotherapeutika auf der Basis von Senfgas
Nitrosoharnstoffderivate:
Carmustin (BCNU),
Antimetabolite:
Methotrexat,
Purinanaloge Metabolite,
Pyrimidinanaloge Antimetabolite:
Fluorouracil (5-FU) und Gemcitabin,
Hormonale antineoplastische Verbindungen:
Goselerin, Leuprolid und Temoxifen,
Natürliche antineoplastische Verbindungen:
Taxane, Doclitaxel und Paclitaxel,
Leukine:
Aldesleukin, lnterleukin-2, Etoposid (VP-16), Interferon alfa und Tretinoin (ATRA),
Antibiotische natürliche neoplastische Verbindungen:
Bleomycin, Dactinomycin, Daunarubicin, Doxorubicin und Mitomycin,
Vinca alkaloid natural antineoplasics:
Vinblastin und Vincristin,
Weitere Medikamente:
Daunarubicin HCl, Docetaxel, Doxorubicin HCl, Epoetin alpha, Ganciclovir Natrium, Gentamicinsulfat, Interferon alpha, Leuprolidacetat, Meperidin HCl (Phetidin), Methadon HCl, Ranitidin HCl, Vinblastinsulfat, Zidovudin (AZT) und Fluorouracil + Epinephrin + Bovinecollagen und Antibiotika und Antiinvektiva:
Penicilline, Neomycine, beta-Lactamantibiotika, Glycopeptide, Polyketide, Tetracycline, Macrolid-Antibiotika, Pyridopyrimidine wie Pipemidinsäure, Aminoglykoside, Polypeptid- Antibiotika, Chinolone, Sulfonamide und Gentramycine.
Antiseptika:
Die vorstehend genannten Monoalkohole und Polyalkohole, Benzalkoniumsalze, Benzethoniumsalze, Brilliantgrün, Cetyltrimethylammoniumsalze, Cetylpyridiniumsalze, Octenidinsalze, Polyhexanid, Povidon-Iod, Jodtinktur, Trichlosan, Chlorhexidin 2,4- Dichlorbenzylalkohol, Ambazon, Hexachlorophen, Merbromin und Thiomersal.
Die vorstehend beschriebenen POM können erfindungsgemäß als reine Verbindungen, POM Nanopartikel und POM-Mikropartikeln genutzt werden. Außerdem können sie in der Form der POM-Präparationen, die mindestens eines der vorstehenden Materialien enthalten, verwendet werden. Insbesondere können die POM-Präparationen das mindestens eine POM als Säure, Salz, Soft-Oxometallat (SOMS), Beschichtung und/oder molekulardispers gelöst, gepuffert, insbesondere mit Dikaliumhydrogenphosphat und/oder Kaliumdihydrogenphosphat gepuffert, suspendiert, lipophilisiert und/oder mit organischen Gruppen fluidisiert, in und/oder auf kompakten und/oder porösen Partikeln, Folien, Fasern und/oder Schwämmchen und/oder in Hydrogelen, in Micellen, in Vesikeln, in Mikrokapseln, in Gelen, in Pulvern, in und auf Beschichtungen, in und auf Kunststoffen, in und auf Tabletten, in Cremes, Lotions, Salben und/oder Schäumen und/oder in Mischungen und/oder in Verbindung mit funktionalen Materialien, Antibiotika, bioziden Materialien und/oder Nährmedien und/oder Hilfsmedien für die Zellbiologie vorliegen.
Somit können die POM ganz allgemein in den folgenden Darreichungsformen vorliegen:
- Reine („nackte“) POMs mit den verschiedenen Strukturen,
- POMs als Organo-Hybrid Systeme,
- POMS und Organohybrid POMs mit Antibiotika als Mischung,
- POMS und Organohybrid POMs mit Antibiotika als Hybridsysteme/Komposit,
- POMS und Organohybrid POMs mit Antiseptika als Mischung,
- POMS und Organohybrid POMs mit Antiseptika als Hybridsysteme/Komposit,
- POMS und Organohybrid POMs mit positiv geladenen biomembranaktiven Verbindungen als Mischung, - POMS und Organohybrid POMs mit positiv geladenen biomembranaktiven Verbindungen als Hybridsystem/Komposit,
- POMS und Organohybrid POMs mit biomembranaktiven Carrieren und Phagen als Hybridsystem/Komposit,
- POMS und Organohybrid POMs mit biomembranaktiven Carrieren und Phagen als Mischung,
- POMS und Organohybrid POMs mit Nanomaterialien als Mischung,
- POMs und Organohybrid POMs mit Nanomaterialien als Hybridystem/Komposit,
- POMS und Organohybrid POMs mit ROS reduzierenden und erhöhenden Verbindungen als Mischung,
- POMS und Organohybrid POMs mit ROS reduzierenden und erhöhenden Verbindungen als Hybridsysteme/Komposite,
- POMs und Organohybrid POMs mit Oberflächen aktiven Verbindungen als Mischung,
- POMs und Organohybrid POMs mit Oberflächen aktiven Verbindungen als Hybridystem/Komposit und
- POMs und Organohybrid POMs mit ionischen Flüssigkeiten.
Es ist insbesondere von Vorteil, den POM oder den POM-Präparationen oder den Kulturen, die POM und/oder POM-Präparationen enthalten, Puffer zuzusetzen. Beispiele geeigneter Puffer sind
Phosphatgepufferte Salzlösungen:
(kurz PBS von englisch phosphate buffered saline) ist eine Pufferlösung, die in der Biochemie verwendet wird. Die Lösung enthält 137 mM Natriumchlorid, 2,7 mM Kaliumchlorid und 12 mM Gesamt-Phosphat (in Form von HP04 2‘ und H2R04 ~). Der pH-Wert der eingestellten Pufferlösung ist 7,4. Die Eigenschaft als Pufferlösung ermöglicht das Arbeiten bei diesem konstanten pH-Wert. Durch die verschiedenen Salze besitzt die Lösung den osmotischen Druck des menschlichen Organismus (isotonische Salzlösung). Insbesondere wird Dulbecco’s Phosphate Buffered Saline (PBS) - als Lösung und Pulver - verwendet
Balanced Salt Solutions:
Alsever's solütion
Gey's balanced salt solütion (GBSS)
Puck's balanced salt solütion
Ringer's balanced salt solütion (RBSS)
Simm's balanced salt solütion (SBSS) TRIS-buffered saline (TBS)
Tyrode's balanced salt solution (TBSS
Hanks’ Salzlösung: Hanks’ Balanced Salt Solution (HBSS) - als Lösung und Pulver
Earle’s Salzlösung: Earle’s Balanced Salt Solution (EBSS) - als Lösung
Natriumhydrogencarbonat:
Für Zellen, die sich in der Kultur schnell vermehren, eignen sich Medien mit einem hohen hydrogencarbonatgehalt oder der entsprechende Zusatz von Natriumhydrogencarbonat zu hydrogencarbonatfreien Medien, wenn die Zellkultur in einem C02-Brutschrank erfolgt. Die erforderliche C02-Konzentration steht in Bezug zum gewünschten pH-Wert und der
NaHCOrKonzentration des Mediums.
Die POM und/oder die POM-Präparationen können mit den vorstehend beschriebenen Materialien, insbesondere aber mit den nachstehend beschriebenen zellbiologischen Nährmedien und/oder zellbiologischen Nährsystemen und/oder zellbiologischen Hilfsmedien durch Rühren, Verquirlen, Ultraschallbehandlung, Vortexvermischung, Einträgen, Einblasen und/oder Vernebeln, als sich dispergierende, teilweise auflösende, nicht auflösende oder völlig auflösende Beschichtungen, Coatings, Releasematerialien, Schwämmchen, Plättchen, Folienstückchen, Textilstückchen, Gewebestückchen, Tabletten, Glaskügelchen und/oder als Beschichtung, die die Oberfläche hart und glatt macht und/oder diffusionsgeschlossen wie anorganisch-organische Hybridpolymere (zum Beispiel Worlee® protect) und/oder als Gegenstand, der mit einer solchen Beschichtung beschichtet ist, vermischt und/oder in Kontakt gebracht werden.
Die Konzentrationen der Polyoxometallate in den zellbiologischen Nährmedien und/oder den Nährsystemen und/oder den Hilfsmedien liegen vorzugsweise bei 0,001 bis 99,99 Gew.-%, bevorzugt 0,01 bis 99,9 Gew.-% und insbesondere bei 0, 1 bis 99 Gew.-%, jeweils bezogen auf die jeweilige Gesamtmenge des Nährmediums, des Mehrsystems oder des Hilfsmediums.
Erfindungsgemäß müssen die zellbiologischen Nährmedien und/oder den Nährsystemen und/oder den Hilfsmedien in solchen Mengen verwendet werden, dass die POM in den experimentell ermittelbaren Grenzkonzentrationen in die Kulturen eingebracht werden, d.h. in Konzentrationen, bei denen die Eukaryoten, die Wirtszellen und die Viren und die Mikroorganismenpopulationen keine kurzzeitigen und/oder dauerhaften Veränderungen erleiden. Wenn indes das erfindungsgemäße Sterilisationsverfahren zur Dekontamination und Sterilisation von Verfahren zur Dekontaminierung und Sterilisierung von Arzneimitteln, zellbiologischen Nährsystemen, zellbiologischen Nährmedien sowie von Laboratorien für die Zellbiologie, Mikrobiologie, Pharmakologie, Toxikologie und Medizin und von Gegenständen, Kleidung, Gerätschaften und Apparaturen für und in diesen Laboratorien durchgeführt werden soll, wird mindestens ein Reinigungsmittel, das mindestens ein POM und/oder mindestens eine POM in Dosierungen > der Grenzkonzentrationen enthält, verwendet.
Zur Herstellung der zellbiologischen Nährmedien, der zellbiologischen Nährsysteme und der zellbiologischen Hilfsmedien können die Nähr- und Zusatzstoffe gemäß der gewählten Rezeptur zusammen gemischt und in Wasser und erforderlichenfalls mit Erhitzen mit heißem , strömenden Wasserdampf gelöst werden. Anschließend erfolgt die Stabilisierung , üblicherweise durch Erhitzen im Autoklaven. Sofern thermolabile Zusatzstoffe zugegen sind , die durch die Hitze Sterilisierung zerstört würden, kann die Sterilisierung auch durch Sterilfiltration mit einem Membranfilter erfolgen, wonach die sterilisierten Zusatzstoffe den erkalten sterilisierten Nährmedien, Nährsysteme und Hilfsmedien zugesetzt werden. Hierbei können die POM und/oder die POM-Präparationen bei beiden Verfahren direkt eingesetzt werden, da sie nicht thermisch labil sind.
Das Wasser wird vorzugsweise in folgenden Qualitätsstufen verwendet:
• Bio-Science grade
• Nuklease frei
• Autoklaviert
• DEPC behandeltes Wasser.
Mykoplasmeninfizierte und mykoplasmenfreien Kulturen von Eukaryoten, Viruskulturen und Kulturen von Mikroorganismenpopulationen werden der Langzeit- Inkubation und der Kurzzeit- Inkubation mit Medien unterschiedlicher POM-Grenzkonzentrationen unterworfen.
Dies kann im Dunkeln und/oder unter Bestrahlen mit elektromagnetischer Strahlung, insbesondere fernes Infrarot, nahes Infrarot (NIR), sichtbares Licht und/oder UV-Strahlung erfolgen. Vorzugsweise wird sichtbares Licht, insbesondere Tageslicht, verwendet. Dabei können bei der Ermittlung der Grenzkonzentration und bei den nachfolgenden Versuchen nur im Dunkeln, abwechselnd im Dunkeln und unter Bestrahlen mit elektromagnetischer Strahlung oder nur unter Bestrahlen gearbeitet werden. Dabei können die Versuche auch noch bei Atmosphärendruck oder Überdruck oder abwechselnd Atmosphärendruck und Überdruck durchgeführt werden.
Des Weiteren können die Versuche am getrockneter oder feuchter Luft oder unter Inertgas wie Kohlendioxid, Stickstoff, Helium, Neon, Argon, Krypton und/oder Xenon durchgeführt werden.
Ferner können die Versuche bei 0 °C bis 100 °C, vorzugsweise 15 °C bis 80 °C und insbesondere 20 °C bis 50 °C durchgeführt werden.
Bei der erfindungsgemäßen Verwendung werden die POM und/oder die POM in einer experimentell ermittelbaren Grenzkonzentration oder einer Konzentration < die Grenzkonzentration angewandt, die nach einer Inkubationszeit der Kulturen von 10 Minuten bis 100 Tagen, vorzugsweise von 30 Minuten bis 100 Tagen, bevorzugt von 30 Minuten bis 50 Tagen und insbesondere 30 Minuten bis 10 Tagen und einer Mycoplasmendetektion nach einer Standzeit der inkubierten Kulturen von 10 Minuten bis auf Dauer, vorzugsweise von 30 Minuten bis 100 Tagen, vorzugsweise 30 Minuten bis ich 50 Tagen und insbesondere 30 Minuten bis 10 Tagen die Proliferation der einzelligen und/oder mehrzelligen Eukaryoten, der Wirtszellen und der Viren sowie der Mikroorganismenpopulationen in den entsprechenden Kulturen nicht inhibieren. Diese Grenzkonzentrationen werden in separaten Versuchsreihen mit mykoplasmenfreien oder mit Mykoplasmen infizierten Kulturen der zu untersuchenden einzelligen und/oder mehrzelligen Eukaryoten, Wirtszellen und Viren sowie Mikroorganismenpopulationen ermittelt. Die Bedingungen der Inkubation und die Geräte hierfür richten sich nach den jeweils zu untersuchenden einzelligen und/oder mehrzelligen Eukaryoten, den Viren und den Wirtszellen sowie den Mikroorganismenpopulationen und sind dem Fachmann bekannt.
Beispielsweise liegt für die Kulturen der Zelllinie A549 (Zellen eines explantierten Adenokarzinoms), die mit Mykoplasma hominis infiziert ist, diese Grenzkonzentration für Wolframatophosphorsäure (Wo-Pho), Ammoniumheptamolybdat (AHMT) und Wolframatokieselsäure (WKS) jeweils unter 10 mM. Für die Kulturen der Zelllinie 3T3-L1 (Swiss-Albino-Zellen), die mit Mykoplasma hominis infiziert ist, liegt diese Grenzkonzentration für Wo-Pho unter 10 mM und für WKS unter 5 mM.
In einer Ausführungsform ist die POM-Grenzkonzentration für eine Inkubationszeit der infizierten Kulturen von 30 Minuten und einer Mykoplasmendetektion nach weiteren 5 Tagen <15 mM. Bei einer Inkubationszeit von 4 Tagen und mit einer Mykoplasmadetektion nach weiteren 5 Tagen ist sie <1 ,0 mM.
Im Folgenden werden Beispiele für geeignete Materialien, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung für die erfindungsgemäße Verwendung, die erfindungsgemäßen Kulturen, die erfindungsgemäßen Kits, das erfindungsgemäße Proliferationsverfahrens, das erfindungsgemäße Sterilisierungsverfahrens und die erfindungsgemäßen Gegenstände und Fluide verwendet werden, aufgeführt.
Da Mykoplamen sich auch innerhalb der Zellen befinden (intrazellular) ist es sinnvoll, die POM mit Carrieren, die diese durch die Membran transportieren, zu kombinieren. Dadurch können die vorteilhaften Effekte der POM noch verstärkt werden. Im Folgenden werden geeignete Carrier tabellarisch aufgelistet.
Chemische Carrier DMSO DMF
Physikalische Carrier
■ Electrophorese
Elektroschock
■ Scherkräfte
Nanocarrier Polymere Konjugate
■ Polymeren Nanopartikeln,
Carrier auf der Basis von Lipiden, insbesondere Carrier, die Lipide und Mizellen enthalten
■ Dendrimere
Kohlenstoff-Nanoröhrchen
Gold-Nanopartikeln, Gold-Nanohüllen, Gold-Nanokäfige
Virushüllen, z.B. vom Tabakmosaikvirus
Biologische Carrier Transporter (auch: Carrier oder Permeasen) sind membranständige Transportproteine: Major Facilitator-Proteine (mit den Glucosetransportern),
Solute: Natrium-Symporter (SSS),
Mitochondriale Carrier,
Chloridcarrier/-kanäle,
Organo-Anion-Transporter und
Oligopeptid-Transporter
Die für die erfindungsgemäße Verwendung geeigneten Nährmedien lassen sich nach den folgenden Kriterien unterteilen:
I. Zussammensetzung,
II. Nährstoffansprüche,
III. Arbeitsaufwand,
IV. Untersuchungsziel,
V. Replica Plating,
VI. Beispiele und
VII. Hilfsmedien.
Zusammensetzung in listenförmiger Aufzählung:
Im Allgemeinen können die Nährmedien die folgenden Bestandteile aufweisen o Wasser (siehe oben)
o Eine für den jeweiligen Organismus verwertbaren Energiequelle (siehe Chemotrophie), beispielsweise organische Verbindungen oder schwefelhaltige Verbindungen, o Von ihm benötigte Nährstoffe (organische oder anorganische Kohlenstoff-, Stickstoff-, Schwefel- und Phosphat-Quellen sowie andere essentielle Nährstoffe)
o Kohlenhydrate („Zucker“),
o Proteinhydrolysate (Peptone) und
o Fettsäuren.
o Salze, wie z. B. Ammonium, Kalium, Natrium, Phosphat, Sulfat sowie Spurenelemente. [2]
o Farbstoffe bzw. deren Vorstufen (Mikroskopiefarbstoffe, chromogene Substrate) o Geliermitel (Verfestigungsmitel), wie Agar-Agar oder (seltener) Gelatine,
o Hemmstoffe (zum Beispiel Antibiotika)
o Selektive Agentien, um das Wachstum unerwünschter Mikroorganismen zu verhindern (z. B. Chloramphenicol für Hefen/Schimmel-Nährböden)
o Indikatoren, um Änderungen anzuzeigen, wie z. B. beim pH-Wert, aber auch um gewisse Stoffwechselprodukte oder Stoffwechselaktivitäten anzuzeigen
o Puffersubstanzen, um den pH-Wert zu stabilisieren
o Wachstumsfaktoren (Suppline genannt), wie Hormone, Vitamine und dergleichen o Feste Nährmedien enthalten mindestens 1 % Agar-Agar, je nach Rezeptur variiert die Konzentration zwischen 10 und 20 g Agar/I Nährmedium (Gramm pro Liter)
o Für einen sogenannten„Weichagar“ sind 1-4 g/l üblich
o Wässrige Lösungen komplexer, organischer Substrate von Bouillon
o Vorsterilisiert, ready to use, und nicht steril
o Mit und ohne Phenolrot oder anderen Indikatoren
o Mit und ohne Puffer
o Als Pulver, Fluessigkeit, lypophilisiert, gefriergetrocknet oder Gel
o Vorsterilisiert, ready to use, und nicht steril
o DNAse-, Protease- und RNAse-frei oder DNAse-, Protease- und RNAse-haltig
Besondereheiten:
• USP (United States Pharmacopeia)
• Steril
• Pyrogenfrei
• Hypotonisch
• Niedrige oder keine Endotoxine
• Isotonisch
• Verschiedene pH-Werte von sauer bis basisch, bevorzugt 7,2
• Bakteriengefiltert
• Destilliert
• Demineralisiert
• Dekontaminiert
• Steril filtirert und dampfsterilisiert
Weitere Inhaltsstoffe: Glycin
Thiamin
Pyridoxin
Nicotinsäure
Inosit
Agar
Saccharose
Phenolrot oder anderen Indikatoren
Puffer
L-Gluatimin
mit high, low und keiner Glykose
reduziertes Serum medium
HEPES (2-(4-(2-Hydroxyethyl)-1-piperazinyl)-ethansulfonsäure
Glutamin
stabilem Glutamat
Pyruvat
Nukleoside
Galactose
Ca/Mg
Bicarbonat- Glucose
MEM-NEAA (Minimum Essential Medium -Nichtessentielle Aminosäuren)
Hank’s BSS (Balanced Salt Solution)
DPBS (Dulbeccos Phosphatgepufferte Salzlösung)
Albumin
Albumin, endotoxin geprueft
Albumin Franktion V, endotoxinarm
Dimethylsulfoxid
Flavin-adenine-dinucleotid dinatriumsalz
Pufferen
Lactalbumin
Phosphat gepufferte Salze
Proteinhydrolysate (Peptone) und
Fettsäuren.
Salze, wie z. B. Ammonium, Kalium, Natrium, Phosphat, Sulfat sowie Spurenelemente o Farbstoffe bzw. deren Vorstufen (Mikroskopiefarbstoffe, chromogene Substrate) o Geliermittel (Verfestigungsmittel), wie Agar-Agar oder (seltener) Gelatine, o Hemmstoffe (zum Beispiel Antibiotika)
o Selektive Agentien, um das Wachstum unerwünschter Mikroorganismen zu verhindern (z. B. Chloramphenicol für Hefen/Schimmel-Nährböden)
o Indikatoren, um Änderungen anzuzeigen, wie z. B. beim pH-Wert, aber auch um gewisse Stoffwechselprodukte oder Stoffwechselaktivitäten anzuzeigen o Puffersubstanzen, um den pH-Wert zu stabilisieren
o Wachstumsfaktoren (Suppline genannt), wie Hormone, Vitamine und dergleichen o Feste Nährmedien enthalten mindestens 1 % Agar-Agar, je nach Rezeptur variiert die Konzentration zwischen 10 und 20 g Agar/I Nährmedium (Gramm pro Liter) o Für einen sogenannten„Weichagar“ sind 1-4 g/l üblich
o wässrigen Lösungen komplexer, organischer Substrate von Bouillon
o L-Glutamin
Natriumpyruvat
o Nichtessentielle Aminosäuren
o Natriumbicarbonat
o Phenolrot
o Serum/ fetales Kälberserum, menschliches
o anorganische Salze
o Aminosäuren
o Kohlenhydrate
o Vitamine
o Peptide und Proteine Lipide und Fettsäuren Spurenelemente
Puffer:
o ACES (N-(1-Acetamido)-2-aminoethansulfonsäure),
o Acetat (Natriumacetat),
o ADA (N-(2-Acetamido)-iminodiessigsäure),
o AMP (2-Amino-2-methyl-1-propanol),
o AMPD (2-Amino-2-methyl-1 ,3-propandiol),
o AMPSO (N-(1 , 1 -Dimethyl-2-hydroxyethyl)-3-amino-2-hydroxypropansulfonsäure), o BES (N,N-Bis-(2-hydroxyethyl)-2-aminoethansulfonsäure),
o Bicarbonat (Natriumhydrogencarbonat),
o Bicin (N,N-Bis-(2-hydroxyethyl)-glycin),
o Bis-T ris (Bis-(2-hydroxyethyl)-imino-tris-(hydroxymethyl)-methan),
o Bis-Tris-Propan (1 ,3-Bis-[tris-(hydroxymethyl)-methylamino]-propan), o CAPS (3-Cyclohexylamino)-1-propansulfonsäure),
o CAPSO (3-(Cyclohexylamino)-2-hydroxy-1-propansulfonsäure),
o CHES (2-(N-Cyclo-hexylamin)-ethansulfonsäure),
o Citrat (tri- Natrium citrat),
o DIPSO (N,N-Bis-(2-hydroxyethyl)-3-amino-2-hydroxypropansulfonsäure), o HEPES (4-(2-Hydroxyethyl)-piperazin-1-ethan-sulfonsäure),
o HEPPS (4-(2-Hydroxyethyl)-piperazin-1-propansulfonsäure),
o HEPPSO (4-(2-Hydroxyethyl)-piperazin-1 (2-hydroxy)-propansulfonsäure), o MES (2-Morpholinoethan-sulfonsäure),
o MOPS (3-Morpholinopropansulfonsäure),
o MOPSO (3-Morpholino-2-hydroxypropansulfonsäure),
o PIPES (Piperazin-1 ,4-bis-(2-ethansulfon-säure)),
o POPSO (Piperazin-1 ,4-bis-(2-hydroxy-propansulfonsäure)), TAPS (N-[Tris- (hydroxymethyl)-methyl]-3-aminopropansulfonsäure),
o TAPSO (N-[T ris-(hydroxymethyl)-methyl]-3-annino-2-hydroxypropan-sulfonsäure), o TES (N-[T ris-(hydroxymethyl)-methyl]-2-aminoethansulfonsäure),
o Tricin (N-[Tris-(hydroxymethyl)-methyl]-glycin),
o Tris (Tris-(hydroxymethyl)-aminomethan)
o Tris-HCI
o TEA, Triethylamin
o Maleat
o Phosphatdihydrate
o Glycin
o Citrat
o Glycylycin
o Malat
o Succinat
o Acetat
o Propionat
o Cacodylsaeure
o Imidazol
o Ammoniumhydroxid
Aminosäuren:
Aliphatische Aminosäureseitenketten • Alanin
• Glycin
• Isoleucin
• Leucin
• Methionin
• Prolin
• Valin
Aromatische Aminosäureseitenketten
• Histidin
• Phenylalanin
• Tryptophan
• Tyrosin
Amidierte Aminosäureseitenketten
• Asparagin
• Glutamin
Schwefel-enthaltende Aminosäureseitenketten
• Cystein
• Methionin
•
Hydroxylierte Aminosäureseitenketten
• Serin
• Threonin
• Tyrosin
Basische Aminosäureseitenketten
• Lysin
• Arginin • Histidin
Saure Aminosäureseitenketten
• Asparaginsäure (dissoziiert zu Aspartat)
• Glutaminsäure (dissoziiert zu Glutamat)
Nichtproteinogene Aminosäuren:
• Thyroxin,
• GABA, (g-Aminobuttersäure)
• L-Homoserin
• Ornithin
• Citrullin
• Arininosuccinat
• L-DOPA, (L-3,4-Dihydroxyphenylalanin)
• 5-Hydroxytrythophan
• b-Alanin
• b-Methylamino-Alanin
Nicht kanonische Aminosäuren
• Pyrrolysin
• Selenocystein
Spezifische Aminosäeren
• L-Alanyl-L-Glutamin
• L-Arginin
• L-Arginin-Monohydrochlorid
• L-Aspargin Monohydrat
• L-Asparaginsaeure
• L-Cysteine
• L-Cysteine Hydrochlorid Monohydrat
• L-Glutamin
• L-Glutaminsaeure • L-Glutathion reduziert
• Glycin
• L-Histidin
• L-Histidin Hydrochlorid Monohydrat
• L-Isoleucin
• L-Lysin hydrochlorid
• L-Lysin Monohydrat
• L-Methionin
• L-Orithin Monohydrat
• L-Phenylalanin
• L-Prolin
• Glutamin
• L-Serin
• L-Threonin
• L-Tryptophan
• L-Tyrosin
• L-Valin
Antibiotika, allgemein, insbesondere:
• Ampicillin und das Natriumsalz
• Geneticindisulfat G418
• Gentamycinsulfat
• Hygromycin und als B-Loesung
• Penicillin und als G-Kaliumsalz
• Penicillin und als G-Natriumsalz
• Streptomycinsulfat
• Tetracylin-Hydrochlorid
• Vancomycin-Hydrochlorid
• Pen-Strepmischungen
Zucker und Salze allgemein, insbesondere: o Calciumchlorid und das Dihydrat
o Glycose und die D(+) Glycose und das auch wasserfrei o Kaliumacetat
o Kaliumchlorid
o Magnesiumacetat und das Tetrahydrat
o Natriumacetat und das Trihydrat
o Natriumchlorid
o Natrium citrat, tri-Natriumcitrat und das Dihydrat
o Natriumhydrogencarbonat
o Bicarbonat
o Glucose
Insbesondere für Bakterien, aber nicht ausschliesslich, folgende Bestandteile:
Ammoniumeisen-I I l-citratloesung
Bacillus cereus Zusatz
Campylobacter-Zusatz
Campylobacter-Preston Zusatz
Clostridium perfringes Zusatz
Eigelb-Emulsion
Eigelb-Tellurit Emulsion
Legionelle GVPC Zusatz
Legionelle Wachstumszusatz
Listeria-chromo-Lipase C, Selektix, Oxfort
Listeria Palcam
MRSA Celxitin
RPF (Rabbit Plasma Fibrinogen)
TTC (2,3,5-Triphenyl-Tetrazoliumchlorid, Tetrazoliumrot)
Yersinia
Bengalrosa B
Brilliantgruen
4-Bromo-4-chloro-3-indoxyl-N-acetyl-b-D-glucosamid
Bromkresolgrün, auch als Natrium- und Kaliumsalz
Bromkresolpurpur
Bromthymolblau, auch die Salze
Cholsaeure
Dextrin
Eisen-ll-sulfatHeptahydrat Esulin Sesquihydrat
Fuchsin
Gelantine
Glycerin
IPTG (Isopropyl-ß-D-thiogalactopyranosid)
Kresolrot
Kristallviolett
Lactose Monohydrat
Methylrot
4-Methylumbelliferyl-n-acetyl-b— D-galactosamid
4-Methylumbelliferyl-n-acetyl-b-D-galactosamid
4-Methylumbelliferyl-b-D-glucopyranosid
4-Methylumbelliferyl-phosphat
Natriumdisulfit
Natriummolybdat-dihydrat
Neutral rot
4-Nitrophenyl-N-acetyl-b-D-glucosaminid
4-nitropheyl-b-D-galactopyranosid
Phenolrot
Saccharose (und alle anderen Zucker)
Tetraxoliumblauchlorid
2,3,5-Triphenyltetrazoliumchlorid
X-b-Gal
X-Glc
X-Glu
X-glucuro CHAsalz
Spezifische Zellkulturhilfsstoffe: o DPBS mit und ohne EDTA
o PBS mit und ohne EDTA
o EDTA
o Trypsin
o Trypsin-Inhibitor Zellisolierungsmittel Ficoll 400
Polysucrose 400
Sep 1077
T ransfektionsmittel o DOTAP (N-[1-(2,3-Dioleoyloxy)]-N,N,N-trimethylammonium propan methylsulfat) o DEAE Dextran (Diethylaminoethyldextran)
o Fect RNAi und der Kit
o Fect Plus
o Insectofect
Zellanalyse, wie Vital itätsassay und Zellzählung o Neutralrot
o Loefflers Methylenblauloesung und Methylenblauloesung
o Tryphanblau, besonders (C.l. 23850)
o Testloesungen zur Bestimmung der Zellproliferation wie Rotitest Vital
Proliferationsassays für: Imaging
Flow Cytometry
High Throughput Screening: o 5-Brom-2’-desoxyuridin
o PBST (Phosphat-gepufferte Salzlösung mit Tween)
o Tween 20, und andere Tween
o Histofix
o DAPI (4',6-Diamidin-2-phenylindol)
o Methanol
Apoptoseassay: o Annexin V
o PBS
o Blockierung
o ImmunoBlock
o Albunim
o Albumin, IgG-frei
Immundetektionen: o BCIP (5-Brom-4-chlor-3-indolylphosphat) und das Natriumsalz
o BCIP-Touidinsalz
o NBT (p-Nitrotetrazoliumblauchlorid)
o Rose-phos-Toluidinsalz
o DAB (3,3'-Diaminobenzidin Tetrahydrochlorid)
o Phosphatase
o Meerrettisch-Peroxidase
Zellpassage: o DPBS/EDTA mit und ohne Ca/Mg
o PBS/EDTA
o Trypsin, z.B. BSE (Bovine Spongiform Encephalopathy) und oder TSE (Transmissible Sponigforme Encephalopathie) frei, auch salzfrei
o Trypsin Inhibitor wie BAEE (Benzoyl-L-arginine ethyl ester), z.B. salzfrei
Zellisolierung: o Ficoll 400
o Polysucrose 400
o Sep 1077
Tween: o Tween 20, 40 etc. Hilfschemikalien:
Organisch:
• Kohlenwasserstoffe ohne funktionelle Gruppe
• Halogenkohlenwasserstoffe
• Sauerstoff- und Hydroxyverbindungen
• Alkohole, wie Methanol, Ethanol, Propanol
• Aldehyde, wie Formaldehyd
• Ester, wie Essigsaeureester, milchsäure ethylester
• Ether, wie Diethylether
• Ketone wie Isobutylmethylketon, Aceton, Butanon
• Carbonsäuren, wie Essigsauere
• Stickstoffverbindungen
• Amine, wie Adamantan
• Amide
• Diazoniumsalze
• Nitroverbindungen, beispielsweise TNT
• Nitrile
• Schwefelverbindungen
• Alkanthiole
• Sulfide
• Disulfide
• Ester der Schwefelsäure
• Sulfone
• Sulfoxide
• Thionamide
• Thiolester
• Thiosäure Phosphorverbindungen
• Ortho-Phosphorsäure
• Phosphorsäureester
• Phosphine, beispielsweise Triphenylphosphin
Metallorganische Verbindungen
• Ferrocen
Aliphatische Kohlenwasserstoffe (Aliphaten)
• Acyclische Kohlenwasserstoffe
■ gesättigt (Alkane)
■ ungesättigt (Alkene und Alkine)
• Cyclische Kohlenwasserstoffe
gesättigt (Alkane)
■ ungesättigt (Alkene und Alkine
• Aromatische Kohlenwasserstoffe (Aromaten)
einfache Aromaten
■ kondensierte Aromaten
• Heterocyclen
• Biochemische Verbindungen
■ Alkaloide,
Aminosäuren,
■ Kohlenhydrate,
■ Proteine,
■ Steroide,
■ Terpene,
■ Vitamine
• Anorganische Stoffe
• Wasserstofffreie Chalkogenide des Kohlenstoffs (Kohlenstoffmonoxid, Kohlenstoffdioxid, Schwefelkohlenstoff), Kohlensäure und Carbonate, Carbide sowie die ionischen Cyanide, Cyanate und Thiocyanate, Blausäure, Wasserstoffperoxid
• Stoffe zusammengesetzt aus dem Periodensystem der Elemente
• Metalle, wie Aluminium, Titan, Eisen, Kupfer
• Legierungen, wie Bronze
• Halbleiter
• Salze
• Kationen
• Anionen
• Liganden
• Mineralien und Keramiken, wie Silikate
• Gläser
• Säuren und Basen, wie Schwefelsäure, Salzsäure, Salpetersäure, Phosphorsäuren, Phosphonsäuren, traust Du Natronlauge, Ammoniak
• Gase
Weitere funktionelle Materialien
• Molekularsiebe
• Nanopartikel: Aluminiumoxid, Kupfer, Titanoxid, Zinkoxid, Zirkoniumoxid
• Quantumpunkte und -dots (hydrophob und hydrophil)
• DC-Platten
• Elektrophoreseplatten
• Xylan
• Öle und Fette
• Esculin-Sequihydrat
• Azidoaminosaueren:
• Fmoc-geschuetze Aziodaminosauere
• Agarosen
• Chlorophyll
• Carotin
• Abscisinsäure
• Cyanidin
• Szintillationscocktail · Albumin:
Albumin Fraktion V • Albumin fettsäurefrei
• Albumin IgG frei
• Albumin nukleasefrei
• Albumin endotoxinarm und/oder geprüft
• Albumin pH 5,2
• Cetyltrimethylammoniumbromid
• DEPC (Diethyldicarbonat)
• Dextran 70, 500
• Dodecyl-beta-D-maltosid
• Glycin
• Guainidn hydrochlorid
• Guanidinthiocyanant
• Harnstoff
• Lecithin
• Luminol
• Naphtyl-ethylendiamin dihydrochlorid
• SDS (Natriumdodecylsulfat), auch als Pellets
• SDS-PAGE, eine Variante der Polyacrylamid-Gelelektrophorese
• Thioharnstoff
• T ris-carboxethyl-phosphin-hydrochlorid
• Reagenzien für die Molekularbiologie
• Reagenzien zur Beseitigung von RNasen, wie RNase AWAY
• Amplicillin-Natriumsalz
• IPTG
• X-Beta-Gal
• Nucleinsäurefreie Lösung zur Beseitigung von Nukleinsäueren
• DNA-Beseitigerlösungen wie DNA AWAY
• PCR Mixturen
• dNTP-Sets
• Ribonuklease A · Blotting-Papiere und -Membranen • Histologiereagenzien:
• Formaldehyd
• Histofix
• Osmiumtetroxid
• Paraffin
• Mikroskopieloesungen
• Trockenmedien, auch granuliert
Eventuelle Mehrfachnennungen von Materialien haben ihren Grund in Mehrfachfunktionen.
II. Nährmedien gemäß den Nährstoffansprüchen
Minimalmedium
Es enthält die absolut notwendigen Nährstoffe für das Wachstum des betreffenden Mikroorganismus. Z.B. enthält diese D-Glucose als Kohlenstoffquellen, Ammoniumionen als Stickstoffquelle und Sulfationen als Schwerfelquelle. Das Medium dient der Selektion und Beschreibung eines bestimmten Mikroorganismusses.
Das Minimalmedium - auch M-Medium oder MM - ist ein Nährmedium, das in Laboratorien meist zur Untersuchung der Wechselwirkungen zwischen Pflanzen und mykorrhizierenden Pilzen eingesetzt wird. Es wurde von G. Becard und J.A. Fortin zur Analyse der genauen Abläufe nach beginnender Mykorrhizierung einer Karottenwurzel mit der Pilzart Glomus entwickelt. Es wird auch allgemein in Gewebekultur-Experimenten eingesetzt, in denen nährstoffarme Medien erforderlich sind.
In der Mikrobiologie werden Minimalmedien allgemein verwendet, um herauszufinden, welche Nährstoffansprüche ein Mikroorganismus beim Wachstum hat.
Die meisten Nährmedien, wie das häufig verwendete MS-Medium, bieten zwar ausreichend Nährstoffe für ein gesundes und schnelles Wachstum der Pflanzen, doch die hohe Konzentration an Saccharose, Phosphat und weiteren Inhaltsstoffen verhindern eine Keimung der Pilzsporen. Eine duale Kultur aus Pflanze und Pilz, sowie die Untersuchung derer Wechselbeziehungen ist somit nicht möglich. Becard und Fortin haben deswegen für ihre Experimente ein Nährmedium entwickelt, welches gerade noch genügend Nährstoffe liefert um die Pflanzen oder Pflanzenorgane am Leben zu erhalten, während die Pilzsporen noch auskeimen und eine mykorrhizierende Verbindung mit dem Wirt eingehen können.
Inhaltsstoffe:
Makronährstoffe
• Magnesiumsulfat (MgS04 · 7H2O) 731 mg/l
• Kaliumnitrat (KNO3) 80 mg/l
• Kaliumchlorid (KCl) 65 mg/l
• Kaliumdihydrogenphosphat (KH2PO4) 4,8 mg/l
• Calciumnitrat (Ca(N03)2 4H20) 288 mg/l
Mikronährstoffe
NaFeEDTA 8 mg/l
Kaliumiodid (Kl) 0,75 mg/l
Manganchlorid (MnCh 4H2O) 6 mg/l
Zinksulfat (ZnS04 7H20) 2,65 mg/l
Borsäure (H3Bo3) 1 ,5 mg/l
Kupfersulfat (CuS04 5H2O) 0,13 mg/l
Natriummolybdat (Na2Mo04 2H20) 0,0024 mg/l
Organische Additive
Glycin 3 mg/l
Thiamin 0,1 mg/l
Pyridoxin 0, 1 mg/l
Nicotinsäure 0,5 mg/l
Inosit 50 mg/l
Agar 10.000 mg/l
Saccharose 10.000 mg/l
Der optimale pH-Wert der Minimalmedien liegt bei 5,5.
Voilmedium Über die Stoffe im Minimalmedium hinaus enthält das Vollmedium wachstumsfördernde Stoffe und Suppline. Dieses sind z.B. mehrere Aminosaeuren als Stickstoffquelle, schwefelhaltige Aminosaeuren als Schwefelquelle. Es ahndelt sich also um Anwendungen wie der Kultivierung zahlreicher Mikroorganismen.
III. Medien gemäß dem Arbeitsaufwand:
Fertige Mischungen
Bei häufig verwendeten Nährmedien werden die festen Bestandteile samt Geliermittel industriell zusammengestellt, um zu erreichen, dass die Zusammensetzung immer einheitlich gleichbleibt. Derartige Fertigmischungen liegen als Pulver, Granulat, Tabletten oder Lyophilisat vor. Diese vorgefertigten Mischungen müssen bei Bedarf nur noch in erhitztem Wasser gelöst und sterilisiert werden.
Fertigmediem
Beim Fertigmedium ist das Medium bereits industriell hergestellt und in Petrischalen oder Röhrchen abgefüllt worden. Das Fertigmedium kann ohne weitere Vorbereitung direkt eingesetzt werden.
IV. Medien gemäß dem Untersuchungsziel: Man verwendet Medien auch, um Mikroorganismen anhand bestimmter Eigenschaften zu selektieren. Dafür gibt es zwei Ansätze
Selektivmedien Selektivmedien erlauben nur das Wachstum von bestimmten Mikroorganismen, die besondere Eigenschaften aufweisen, um sich in diesem Medium zu vermehren. Ein Beispiel sind Medien, die mit Antibiotika angereichert sind. In ihnen können nur solche Mikroorganismen wachsen, die gegen das verwendete Antibiotikum resistent sind. Differentialmedien Differentialmedien (auch Differenzierungsmedien oder Indikatornährböden genannt) erlauben das Wachstum von mehreren eingesetzten Mikroorganismen. Sie sind jedoch so zusammengesetzt, dass sich die entstehenden Kolonien der verschiedenen Mikroorganismen im Aussehen voneinander unterscheiden, so dass sie sich differenzieren lassen. Beispielsweise können auf Blutagar Bakterienstämme, die zur Hämolyse fähig sind, von anderen durch den Klärungshof um ihre Kolonien unterschieden werden.
Ein bekanntes Medium, das beide dieser Prinzipien vereint, ist der MacConkey-Agar. Er enthält Gallensalze und Kristallviolett und verhindert dadurch das Wachstum von grampositiven Bakterien und wirkt so als Selektivmedium. Für seine Wirkung als Differentialmedium ist Lactose und Neutralrot enthalten, so dass Lactose-fermentierende Bakterien anhand eines Farbumschlages des pH-lndikators Neutralrot identifiziert werden können. Ein weiteres häufig verwendetes Kulturmedium, das sowohl als Selektivmedium wie auch als Differentialmedium wirkt, ist der XLD-Agar.
V. Medien für Replica Plating:
Replica Plating (zu deutsch etwa Replikationsausplattierung) bezeichnet den Transfer aller Kolonien von einem festen Nährmedium zu einem anderen festen Nährmedium unter Erhalt der Anordnung der einzelnen Kolonien zueinander. Auf einen Lederberg-Stempel wird hierzu ein steriles Sämttuch gespannt, das zuerst auf eine mit Kolonien bewachsene Platte und anschließend auf eine unbewachsene Platte durch sanftes Aufdrücken übertragen wird. Durch den Abdruck entsteht eine Kopie der Kolonien auf dem festen Nährmedium, die zum Heranwachsen der Kolonien kultiviert wird. Die Florfasern des Samtes vermeiden ein Verschmieren der Kolonien. Vor der Verwendung von Samt wurde der T ransfer von Kolonien mit sterilen Zahnstochern oder mit sterilem Filterpapier durchgeführt.
VI. Beispiele für die Medien: Dulbecco's Minimum Essential Medien: Dulbecco’s Modified Eagle Medium
> DMEM (Well supported for the growth of a spectrum of mammalian cell lines.)
> DMEM / F-12 (1 :1 Mix of DMEM and Ham’s F-12)
> KnockOut DMEM
> DMEM/F-12 Und besonders
> KnockOut™ D-MEM/F-12 > Opti-MEM medium (Ideal for use during cationic lipid transfections.)
> DMEM, high glucose, GlutaMAX™ Supplement
> DMEM, high glucose, GlutaMAX™ Supplement, HEPES
> DMEM, high glucose, GlutaMAX™ Supplement, pyruvate
DMEM/F-12, GlutaMAX™ Supplement
Iscove’s Modifizierte Dubelcco Medien
> MEM
> MEM (Patterned after Eagle's Media, well suited for mammalian cells.)
> MEM a, GlutaMAX™ Supplement, no nucleosides
> MEM a, nucleosides, GlutaMAX™ Supplement
> GlutaMAX™ Supplement
> MEM, GlutaMAX™ Supplement
> MEM, HEPES, GlutaMAX™ Supplement
> Opti-MEM™ Reduced Serum Medium, GlutaMAX™ Supplement
IMDM (Highiy enriched synthetic media, well suited for rapidly proliferating, high- density cell cultures.)
RPMI (Roswell Park Memorial Institute) Medien
> Medien RPMI 1640 (Enriched media with extensive applications for mammalian cells.)
> RPMI 1640 Medium, GlutaMAX™ Supplement
> RPMI 1640 Medium, GlutaMAX™ Supplement, HEPES
Spezialmedien
> GlutaMAX media
> HAM’s
> HAMs F-12
> Ham's F-12 Nutrient Mix, GlutaMAX™ Supplement
IMDM, GlutaMAX™ Supplement
McCoy's 5A > Williams' Media E
> CMRL
> Glasgow (G-MEM)
> Improved MEM
Modified Eagle Medium (MEM)
> BME
> CC Independent Medium
> Waymouth's MB 752A
> BGJb (Fitton-Jackson Modification) > Brinster's BMOC-3
MCDB 131
MEM Regar 3
Fischers Medium
NCTC-135
Leibovitz’s L15
McCoy’s 5A
Medium 199/Earle’s
TC100
William’s E
Mammalian classical media
> DMEM Media
> Minimum Essential Media (MEM) > RPMI Medium 1640
> DMEIV -12 Media
> Media 199
> F-12 Nutrient Mixture
> Iscove's (IMDM)
Mammalian protein expression media Hybridoma media
Primary cell media
Stern cell media
Neurobiology media Insect media
• Sf9 & Sf21 Cell Culture
• High Five™ Cell Culture
• Drosophila S2 Cell Culture
Reduced-serum media
Cytogenetics media
Bioproduction media
PSC (pluripotent stems cells) Neural Induction Medium
MesenPRO RS™ Medium
DMEM/F-12, HEPES
Ham's F-12K (Kaighn's) Medium
Brinster's, No Glutamine, No Phenol Red
Stern Pro™ -34 SFM (1X)
PFHM-II Protein-Free Hybridoma Medium
RPM1 1640 Medium, GlutaMAX
Essential 8
Oxoid Saline
Medium 199
DMEM, High Glucose, No Glutamine, No Methionine, No Cystine MEM, Suspension, No Calcium, No Glutamine
Intestinal Epithelium Differentiation Medium
Hibernate™-E Medium
VII. Hilfsmedien: o DPBS mit und ohne EDTA
o PBS mit und ohne EDTA
o EDTA
o Trypsin
o Trypsin-Inhibitor
Medien für Zellisolierungsmittel o Ficoll 400
o Polysucrose 400 o Sep 1077
Medien mit Transfektionsmittel o DOTAP
o DEAE Dextran
o Fect RNAi und der Kit
o Fect Plus
o Insectofect
Medien zur Zellanalyse, wie Vitalitätsassay und Zellzählung o Neutralrot
o Loefflers Methylenblauloesung und Methylenblauloesung
o Tryphanblau, besonders (C.l. 23850)
o Testloesungen zur Bestimmung der Zellproliferation wie Rotitest Vital
Medien zum Proliferationsassays für o Imaging
o Flow Cytometry
Medien fuer High Throughput Screening o 5-Brom-2’-desoxyuridin
o PBST
o Tween 20, und andere Tween
o Histofix
o DAPI
o Methanol
Apoptoseassay o Annexin V
o PBS
o Blockierung o ImmunoBlock
o Albunim
o Albumin, IgG-frei
Medien fuer Immundetektionen o BCIP und das Natriumsalz
o BCIP-Touidinsalz
o NBT
o Rose-phos-Toluidinsalz
o DAB
o Phosphatase
o Meerrettisch-Peroxidase
Medien fuer Zellpassage o DPBS/EDTA mit und ohne Ca/Mg
o PBS/EDTA
o Trypsin, z.B. BSE und oder TSE frei, auch salzfrei
o Trypsin Inhibitor wie BAEE, z.B. salzfrei
Medien fuer Zellisolierung o Ficoll 400
o Polysucrose 400
o Sep 1077
Medien zum Abbau o Tween 20, 40 etc.
Medien zur Analyse
Medien in der Mikrobiologie, teilweise nach Europäischer Pharmakopoe o 2x YT Agar o Yersinia Selektirv Agar
o YPD Agar und Medium
o Tryphan-soja Agar
o Thyphan Bouillon und Agar
o Tryphon-Galle-Agar und Bouillon
Beispiele für wichtige Zellkulturen sind in der Tabelle 2 aufgeführt.
Tabelle 2: Kulturen menschlicher und tierischer Zellen
Beispiele für wichtige Bakterienkulturen und mikrobiologische Kulturen sind in der Tabelle 3 aufgeführt. Tabelle 3: Bakterienkulturen und mikrobiologische Kulturen
Unterordnung Frankineae
Unterordnung Propionibacterineae
Ordnung Thermoleophilales
Familie Fla meovirgaceae
Familie Ignavibacteriaceae
Familie Sphaerobacteraceae
Ordnung Bacillales
Familie Halanaerobiaceae
Klasse Oligosphaeria
Familie Brucellaceae
Ordnung Methylophilales
Familie Chromatiaceae
Familie Piscirickettsiaceae
Familie Cystobacteraceae
Ordnung Synergistales
Ordnung Puniceicoccales
Beispiele für wichtige Pilzkulturen finden sich in der Tabelle 4 Tabelle 4: Pilzkulturen
Beispiele wichtiger Viren für Virenkulturen und Erkrankungen, die von Ihnen hervorgerufen werden, finden sich in der Tabelle 5.
Tabelle 5: Überblick über die Virenfamilien, Virenunterfamilien und Virengattungen
• Familie Hepadnaviridae Louping-ill-Virus (LIV) - Louping-ill-Enzephalitis
St.-Louis-Enzephalitis-Virus (SLEV) - St.-Louis-Enzephalitis
Japan-Enzephalitis-Virus (JEV) - Japanische Enzephalitis
Usutu-Virus (USUV) - unspezifische Symptome wie Fieber u
Hautausschläge
Kyasanur-Forest-Disease-Virus (KFDV) - Kyasanur-Wald-Fie
Powassan-Virus (POWV) - Powassan-Enzephalitis
FSME-Virus [englisch: tick-borne encephalitic virus (TBEV)] - (Frühsommer-Meningoenzephalitis)
Subtyp European / Western tick-borne encep
(WTBEV)
Subtyp Siberian tick-borne encephalitis virus (STBEV)
Subtyp Far-Eastern tick-borne encephalitis virus (Far-Eastern TBEV); ehemals Russian-Spring-Summer-Enzephalitis-Virus (RSSEV) - RSSE, auch RFSE (Russian-Spring-Summer- Enzephalitis, Russische Frühsommerenzephalitis)
V) (2 Hauptgruppen; diverse Subtypen) - m
, Fieber, Gelenkschmerzen, Konjunktivitis
o Gattung Ebolavirus
Zaire-Ebolavirus (ZEBOV) Serogruppe - Ebolafieber (hämorrhagisches Fieber)
Sudan-Ebolavirus (SEBOV) Serogruppe - Ebolafieber (hämorrhagisches Fieber)
o Reston-Ebolavirus (REBOV) Serogruppe - nicht humanpathogen, nur bei
o Unterfamilie Paramyxovirinae
Humanes Parainfluenzavirus (Typ 2, 4) - Erkältung, Parainfluenza
Rabiesvirus (RABV) (ehemals Genotyp 1 ) = Tollwutvirus - Tollwut, bei Tieren, auch auf den Menschen übertragbar
Mokola-Virus (MOKV) (ehemals Genotyp 3) - Tollwut, bei Tieren, auch auf den Menschen übertragbar
Duvenhage-Virus (DUW) (ehemals Genotyp 4) - Tollwut, bei Tieren, auch auf den Menschen übertragbar
> Einzel
• Familie Parvoviridae
Die enorme Anzahl an schwere Krankheiten verursachenden Mykoplasmen, Viren und anderen Mikroorganismen unterstreichen die Bedeutung, die reinen, von mykoplasmenfreien Eukaryotenkulturen, Virenkulturen und. Kulturen von Mikroorganismenpopulationen bei der Bekämpfung und Erforschung von Krankheiten beigemessen werden muss.
Laboratorien für die Biochemie, Molekularbiologie, Gentechnologie, Zellbiologie Mikrobiologie, Virologie, Pharmakologie, Toxikologie und Medizin sowie Gegenstände, Kleidung, Gerätschaften und Apparaturen für und in diesen Laboratorien
Die im Folgenden beispielhaft und nicht abschließend aufgezählten Laboratorien für die Biochemie, Molekularbiologie, Gentechnologie, Zellbiologie Mikrobiologie, Virologie, Pharmakologie, Toxikologie und Medizin sowie die Gegenstände, die Kleidung, die Gerätschaften und die Apparaturen für und in diesen Laboratorien können zu Zwecken
- der Prophylaxe und/oder der Nachbehandlung von Mollicuteninfektionen und/oder Mollicutenkontaminationen, insbesondere Mykoplasmeninfektionen und Myköplasmenkontaminationen,
- der temporären oder dauerhaften Abtötung und/oder Dekontaminierung von Mollicutenkontaminationen, insbesondere Mykoplasmenkontaminationen
- des temporären oder dauerhaften Abstoppens und/oder der temporären oder dauerhaften Inhibierung der Vermehrung von Mollicuten, insbesondere Mykoplasmen, in Kulturen und/oder
- der temporären oder dauerhaften Einstellung einer konstanten Konzentration von Mollicuten, insbesondere Mykoplasmen, mit den vorstehend beschriebenen POM und/oder den POM-Präparationen vermischt, behandelt, gereinigt und/oder beschichtet werden. Dabei können diese separat in verschiedenen Reihenfolgen und als
- in Form einer Säure, eines Salzes, eines Hydrats, eines Soft-Oxometallats (SOMS), einer Beschichtung und/oder eines organischen, anorganischen und/oder metallorganischen Polyoxometallat-Nanokomposits, und/oder
- in molekulardispers gelöster, gepufferter, suspendierter, lipophilisierter und/oder mit organischen Gruppen fluidisierter Form und/oder
- in und/oder auf als sich dispergierenden, teilweise auflösenden, nicht auflösenden oder völlig auflösenden, kompakten und/oder porösen Partikeln, Beschichtungen, Coatings, Releasematerialien, Schwämmchen, Plättchen, Folienstückchen, Textilstückchen, Gewebestückchen, Cellulosefasern, Cellulosemikropartikeln, Cellulosenanopartikeln, Nanosomen, Mikrosomen, Liposomen, Tabletten, Glaskügelchen, Sprühgeräten, Verneblern und/oder als Beschichtung, die die Oberfläche hart und glatt und/oder diffusionsgeschlossen macht, und/oder
- in Aerosolen, in Nebeln, in Hydrogelen, in Liposomen in Micellen, in Vesikeln, in Mikrokapseln, in Mikrosphären, in Gelen, in Cremes, Lotions, Salben und/oder Schäumen und/oder
- in Verbindung mit funktionalen Materialien, Antibiotika, bioziden Materialien und/oder Nährmedien und/oder Hilfsmedien für die Zellbiologie und/oder
- in Form seiner Ausgangsprodukte, die sich spontan zu dem mindestens einen Polyoxometallat zusammenfügen, eingebracht werden.
Im Folgenden werden Gegenstände, Kleidung, Gerätschaften, Möbel, Abzüge und Apparaturen, wie sie üblicherweise in den vorstehend genannten Laboratorien verwendet werden, beispielhaft aufgezählt.
Gemäß der erfindungsgemäßen Verwendung und werden die POM und/oder die POM- Präparationen in einer Dosierung zugesetzt, dass sich die Mollicuten abtötenden und/oder inhibierenden Grenzkonzentrationen einstellen.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Sterilisationsverfahren werden die POM und/oder die POMI- Präparationen in Dosierungen zugesetzt, dass sich Konzentrationen > die Grenzkonzentrationen einstellen. o Diverse Gerätschaften und Apparaturen
o Deckel von Flaschen die in der Zellkultur verwandet werden, auch Spritz- und Sprühflaschen
o In einem separaten Dichtungsring oder Inlet in Flaschen oder Kulturgefäßen o im 3D-Printmaterial
o Flaschen Innenbeschichtung und Aussenbeschichtung
o Eine Sprühloesung zur Desinfektion
o Eine Sprühloesung, Suspension, etc. in Kombination mit Ethanol, 95% und jede andere Konzentration
o Laborglas, Gefäße
o Becher o Erlenmeyerkolber
o Messbecher
o Abdichtungen
o Inlets für Abdichtungen
o Mischzylinder
o Messkolben
o Stopfen aus Kunststoff und Glashohlstopfen o Pyknometer
o Sedimentiergefäße
o Glasflaschen und Kunststoffflaschen o Abklärflaschen
o T ropfflaschen
o Gewindeflaschen
o Ausgiessringe
o Oliven
o Septen
o Flaschenmehrfachverteiler
o Rührreaktoren
o Exsikkatoren
o Probenflaeschchen
o Autosamplervials
o Analysen und Szintillationsgefäße
o Rührstaebe
o Wischer
o Probenroehrchen
o Reagenzglaeser
o Stopfen
o Zentrifugenroeehrchen
o Zentrifugenflaschen
o Sicherheitsflaschen
o Fässer
o Kanister
o Ballonflaschen
o Sprühflaschen
o Dosen
o Proben und Versandgefaesse o Reagenzien
o Fixierung
o Einbettung
o Färbung
o Einschlussmittel
o Zubehöhr für Mikroskopie
o Hilfsmittel für die Zellbiologie
o Hygienekontrolle
o Fertignährmedien
o Trockennährmedien
o Nahermedienzusaetze
o Pinzetten
o Petrieschalen
o Aufbewahrungsgefäße
Zellkulturflachen
Zellkulturflaschen mit Filter-Schraubverschluss, z.B. transparent
Filter in den Zellkulturflaschen
Suspensionskulturflaschen, aus z.B. PS, z.B. transparent
Zellkultur-Multiwellplatten
Mit Oberflächenbehandlungen wie DNase, RNase und/oder Human-DNA-frei o Adhäsionsobjektträger
o Handschuhe, Nitrilix und Latex, gepudert und ungepudert
o Unterhandschuhe
o Einweg- und Mehrweghandschuhe
o Gesichtsmasken und Mundschutz, einweg und mehrweg, mit Filter und ohne Filter o Filter der Mundmasken
o Arbeitskleidung, insbesondere Laborkittel, Laborhose, Laborschuhe
o Laborhaarbedeckung und Netze
o Ganzkörperanzüge und Schutzanzüge
o Überschuhe und Schuhschutze
o Knöpfe für Laborkleidung
o Seal für die Mikroskopie
o Mikroskopierträger
Insbesondere eignen sich die folgenden Gerätschaften und Apparaturen für die Beschichtung mit POM und/oder mit POM-Präparationen. Gegenstände und Apparaturen für die Beschichtung o Mikrotiterplatten
o Lösemittelpumpen
o Pericyclische Pumpen
o Dispenser
o Pipetten
o Automatische Pipetten
o Rotatoren
o Mikrowelle
o Becher
o Schmelztiegel
o Schüttler
o Vortexer
o Kanister
o Auslaufhähne
o Mikroklingen
o Klingenhalter
o Gewebezangen
o Lupenbrillen
o Arbeitsplatzleuche
o Steriomikroskope
o Gluko-Sets
o Trichter, Büchnertricher
o Saugflaschen
o Spritzenfilter
o Vakuumpumpen
o Filtrations und Dialysesysteme
o Reaktionsgefässe
o Autotube-Racks
o Pipettierhilfen
o Kühlwasserwächter
o Stativmaterial wie Laborhebebühnen
o Steckdostenleisten
o Brutschränke o Magnetische Aufbewahrungsbehälter
o Kombi-Racks
o Wägeschalen
o Mikrozentrifugen
o Kleinzentrifugen
o Reinigungs- und Pflegeaufsteller wie Wischtuschhalter,
o Ultraschallgeräte
o Magnesiarinnen und -Stäbchen
o Siedesteinchen
o Wischtücher
o Laborhocker
o Etagenwagen
o Handkorb
o Gehörschutz
o Pflasterspender
o Augenduschen
o Sicherheitsabfallsysteme
o Entsorgungsbeutel
o Reaktionsgefäßständer
o Seifenspender
o Handtuchhalter
Die vorstehend aufgeführten Laboratorien, Gegenstände, Möbel, Abzüge und Apparaturen sind beispielhaft und nicht abschließend aufgelistet. Die Zusammenstellung dient der Illustration der vielfältigen Verwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung. Sie werden in erster Linie im Rahmen der erfindungsgemäßen Verwendung, der erfindungsgemäßen Kulturen, der erfindungsgemäßen Kits, des erfindungsgemäßen Proliferationsverfahrens und des erfindungsgemäßen Sterilisierungsverfahrens und der erfindungsgemäßen Gegenstände und Fluide verwendet.
Es können aber auch alltägliche Gegenstände, Apparaturen und Anlagen Gegenstand der erfindungsgemäßen Verwendung, der erfindungsgemäßen Kulturen, der erfindungsgemäßen Kits, der erfindungsgemäßen Proliferationsverfahren, der erfindungsgemäßn Sterilisierungsverfahrens und der erfindungsgemäßen Gegenstände und Fluide sein. Nachstehend werden solche alltäglichen Gegenstände, Apparaturen und Anlagen beispielhaft aufgeführt: o Prothesen,
o Kopfhörer,
o Hörgeräte,
o Ohrstöpsel,
o Brillen,
o Sexspielzeuge,
o Toiletten,
o Schalter,
o Handys,
o Telefonhörer, Mobiltelefone, IPads, Laptops, PCs, Bildschirme
o Keyboards, Tastaturen
o Musikinstrumente jeder Art,
o Wände,
o Holz,
o Möbel jeglicher Art,
o Fliesen,
o Fußböden,
o Türen und Türgriffe,
o Geländer,
o Badutensilien wie Duschköpfe und Wasserhähne,
o medizinische und nicht medizinische Implantate,
o Glasrahmen,
o Schuhe und Schuheinlagen,
o Schutzkleidung,
o Laboratorien, insbesondere biologische und mikrobiologische Laboratorien, o Zellkulturen,
o Gewebekulturen,
o Nährmedien,
o flüssige und feste, insbesondere pulverförmige, Vorprodukte für Zellkulturen, Gewebekulturen und Nährmedien,
o Krankenhäuser, insbesondere Operationssäle, Arztpraxen, medizinische Geräte, o Imprägnierungen, die durch Aufsprühen eines POM-Mikro- und/oder - Nanopartikel enthaltenden Aerosols aufgetragen werden, Griffe an Einkaufswagen,
Bestecke,
Geschirr,
sterile Folien und Behälter aus Glas, Metall oder Kunststoff, insbesondere für Zellkulturen, Getränke und Lebensmittel,
Unterwasser-Antifouling-Ausrüstung,
Fahrradgriffe und Motorradgriffe,
das Innere von Transportmitteln wie Boote, Schiffe, Züge, Automobile, Lastwagen oder Flugzeuge,
Innenräume im Allgemeinen, insbesondere in lebensmittelverarbeitenden Betrieben
Klimaanlagen,
Heizungen, insbesondere Öfen und Blockheizungen,
Lüftungssysteme,
befeuchtende oder entfeuchtende Raumbelüfter,
kaschierte Folien, insbesondere aus Kunststoff,
Glasuren für Keramiken,
Füllstoffe, insbesondere Füllstoffe für Kissen, Polster oder Matratzen, Tone, Lehme und Böden,
Beton, Baustoffe,
Saatgut,
Biosaatgut,
Pflaster und Wundauflagen und Bandagen, einseitig und beidseitig,
Silikon zur Abdichtung,
Silikonspray,
Antibaktereille Textilien,
3D-Printing Material,
Antibakterielle Kunststoffe,
Lacke und Oberflächenbeschichtungen,
Keramiken,
Fugenmaterial für Kacheln/Fliesen,
Zusatz bei Medikamenten, um diese antibakteriell zu machen,
Kombination mit Antispasmolytika und Cortikoiden zur Inhalation um multiresistente Baktereine und Viren z.B. bei der Lungenentzündung zu bekämpfen,
Fischfarmen, o Krebs und Lobsterfarmen,
o Insektenfarmen,
o Vorrichtungen für die Tierhaltung,
o Aquarien,
o Terrarien,
o Ställe,
o Gesichtsmasken, Mundschutz,
o Schwimmingpools,
o Antibakterielle Einlagen für Schuhe, Stiefel,
o Antibakterelle Zahlnbürsten,
o Lebensmittelverpackungen,
o Antibakterelle Papiere,
o Glasbeschichtungen,
o Tabs und Salzmischungen, die auch temperaturstabil sind,
o Waschtabs in Geschirrspülern,
o Autoinnenausstattung,
o Öffentliche Toiletten, Badezimmerzubehör,
o Putzmittel,
o Mülleimer,
o Textilspray für Textilien, die nicht gewaschen werden können.
Erfindungsgemäß wird oder werden die extrazelluläre und/oder intrazelluläre, vorzugsweise die extrazelluläre und intrazelluläre, Verwendung mindestens eines POM, mindestens einer POM-Präparation und/oder mindestens eines Gemischs aus mindestens zwei POM und/oder mindestens zwei POM-Präparationen
- für die Prophylaxe und/oder die Nachbehandlung von Mollicuteninfektionen und/oder Mollicutenkontaminationen, insbesondere Mykoplasmeninfektionen und/oder Mykoplasmenkontaminationen,
- zur temporären oder dauerhaften Abtötung und/oder Dekontaminierung von Mollicutenkontaminationen, insbesondere Mykoplasmenkontaminationen,
- zur temporären oder dauerhaften Inhibierung der Vermehrung von Mollicuten, insbesondere Mykoplasmen, und/oder
- zur temporären oder dauerhaften Einstellung einer konstanten Konzentration von Mollicuten, insbesondere Mykoplasmen von und in Viruskulturen, Kulturen einzelliger und mehrzelliger Eukaryoten sowie von und in Mikroorganismenpopulationen, wobei das mindestens eine Polyoxometallat höchstens in einer an Testkulturen ermittelten Grenzkonzentration angewandt.
Die jeweilige Grenzkonzentration ist die Konzentration, in der das mindestens eine POM und/oder die mindestens eine POM-Präparation nach einer Inkubationzeit einer gegebenen Eukaryotentestkultur, einer gegebenen Virustestkultur oder einer von einer gegebenen Mikroorganismenpopulation stammenden Testkultur von 0 Stunden bis auf Dauer, vorzugsweise 30 Minuten bis 100 Tagen, bevorzugt 30 Minuten bis 40 Tagen und insbesondere 30 Minuten bis 50 Tagen und insbesondere 30 Minuten bis 10 Tagen und nach einer Mykoplasmendetektion nach einer Standzeit von 0 Stunden bis auf Dauer, vorzugsweise 30 Minuten bis 100 Tagen, bevorzugt 30 Minuten bis 50 Tagen und insbesondere 30 Minuten bis 10 Tagen die Proliferation der betreffenden Eukaryoten, der betreffenden Wirtszellen der Viren oder der betreffenden Mikroorganismen noch nicht inhibiert.
Die Kulturen von
- einzelligen und/oder mehrzelligen Eukaryoten,
- Viren und
- Mikroorganismenpopulationen stammen von von den vorstehend beschriebenen Arzneimitteln, Zellkulturen, 3D-Zellkulturen, zellbiologischen Nährsystemen, zellbiologischen Nährmedien, Gewebekulturen, 3D- Gewebekulturen, Organen, Organtransplantaten, künstlich hergestellten Organen, Organen „on a Chip“, Hilfsmedien, Laboratorien für die Biochemie, Molekularbiologie, Gentechnologie, Zellbiologie Mikrobiologie, Virologie, Pharmakologie, Toxikologie und Medizin sowie von Gegenständen, Kleidung, Gerätschaften und Apparaturen für und in diesen Laboratorien.
Vorzugsweise betragen die jeweilige im Einzelfall ermittelten Grenzkonzentrationen des mindestens einen POM bei einer Inkubationszeit einer infizierten Testkultur von 30 Minuten mit einer Mollicutendetektion, insbesondere Mykoplasmadetektion, nach weiteren 5 Tagen Standzeit <15 mM und die Grenzkonzentration des mindestens einen Polyoxometallats für eine Inkubationszeit von 4 Tagen mit einer Mollicuten Dispersion, insbesondere Mykoplasmadetektion, nach weiteren 5 Tagen Standzeit <1 ,0 mM. Vorzugsweise wird das mindestens eine POM, wie vorstehend beschrieben, aus der Gruppe, bestehend aus unveränderten, sauerstoffersetzten, funktionalisierten, umhüllten, gegrafteten, aggregierten, agglomerierten und geträgerten POM-Molekülen eines größten Moleküldurchmessers <2 nm sowie POM-Nanopartikeln und POM-Mikropartikeln einer mittleren Teilchengröße von 1 nm bis <1000 pm, ausgewählt.
Das mindestens eine POM kann in mindestens einer POM-Präparation
- in Form einer Säure, eines Salzes, eines Hydrats, eines Soft-Oxometallats (SOMS), einer Beschichtung und/oder eines organischen, anorganischen und/oder metallorganischen Polyoxometallat-Nanokomposits und/oder
- in molekulardispers gelöster, gepufferter, suspendierter, lipophilisierter und/oder mit organischen Gruppen fluidisierter Form und/oder
- in und/oder auf als sich dispergierenden, teilweise auflösenden, nicht auflösenden oder völlig auflösenden, kompakten und/oder porösen Partikeln, Beschichtungen, Coatings, Releasematerialien, Schwämmchen, Plättchen, Folienstückchen, Textilstückchen, Gewebestückchen, Cellulosefasern, Cellulosemikropartikeln, Cellulosenanopartikeln, Nanosomen, Mikrosomen, Liposomen, Tabletten, Glaskügelchen, Sprühgeräten, Verneblern und/oder als Beschichtung, die die Oberfläche hart und glatt und/oder diffusionsgeschlossen macht, und/oder
- in Aerosolen, Nebeln, Hydrogelen, in Liposomen in Micellen, in Vesikeln, in Mikrokapseln, in Mikrosphären, in Gelen, in Cremes, Lotions, Salben und/oder Schäumen und/oder
- in Verbindung mit funktionalen Materialien, Antibiotika, bioziden Materialien und/oder Nährmedien und/oder Hilfsmedien für die Zellbiologie und/oder
- in Form seiner Ausgangsprodukte, die sich spontan zu dem mindestens einen Polyoxometallat zusammenfügen, vorliegen.
Ganz besonders bevorzugt wird das mindestens eine POM aus der Gruppe, bestehend aus
- Ammöniumheptäfnolybdat-Tetrahydrat {(NH4)6Mq7q24] · 4H20, CAS-Nr.13106-76-8 (wasserfrei), CAS-Nr. 12054-85-2 (Tetrahydrat), AHMT},
- Wolframatophosphorsäure-Hydrat {H3[P(W30I O)4] xH20, CAS-Nr. 1343-93-7
(wasserfrei), CAS-Nr. 12067-99-1 (Hydrat), Wo-Pho}, - Molybdatophosphorsäure-Hydrat, {H3R(Mq3qio)4] xH20, CAS-Nr.: 12026-57-2 (wasserfrei), CAS-Nr. 51429-74-4 (Hydrat), Mo-Pho} und
Wolframatokieselsäure {H4[Si(W3Oio)4] · xH20, CAS-Nr. 12027-43-9, CAS-Nr. WKS} ausgewählt.
Ganz besonders bevorzugt handelt es sich bei dem mindestens einen organischen POM- Komposit um ein POM-Chitosan-Komposit.
Vorzugsweise stammen die Eukaryoten, die die Viren und die Mikroorganismenpopulationen der infizierten Kulturen von Wirbeltieren, Deuterostomiern, Proterostomiern, Gewebetieren, Vielzellern, Einzellern, Pflanzen, Algen und/oder Gliedertieren.
Bevorzugt stammen die Eukaryoten, die Viren und die Mikroorganismenpopulationen der infizierten Kulturen von Menschen, Säugetieren, Vögeln, Reptilien, Amphibien, Fischen, Knochenfischen, Knorpelfischen, Kieferlosen, Stachelhäutern, Ringelwürmern, Tausendfüßlern, Krebstieren, Spinnentieren, Insekten, Weichtieren, Schlauchwürmern, Plattwürmern, Hohltieren, Schwämmen, Protisten und Algen.
Der Ausdruck„stammen von“ ist in dem Sinne zu verstehen, dass die Eukaryoten von den Lebewesen, als solchen abstammen, d.h. Zellen dieser Lebewesen sind, wogegen die Viren und die Mikroorganismenpopulationen die besagten Lebewesen besiedeln und in Form von Proben entnommen werden.
Sowohl die Eukaryoten als auch die Viren und die Mikroorganismenpopulationen können sich je nach Befall mit Krankheiten, Bakteriophagen, toxischen Stoffen, Noxen usw. innerhalb einen derselben Art stark voneinander unterscheiden. Gerade deshalb sind für die entsprechenden Untersuchungen reine, mollicutenfreien, insbesondere mykoplasmenfreie, Kulturen so bedeutsam.
Die aufgrund der erfindungsgemäßen Verwendung erhaltenen erfindungsgemäßen von proliferationsfähigen Mollicuten freien, mindestens ein Polyoxometallat enthaltenden Kulturen von einzelligen und/oder mehrzelligen Eukaryoten, Viruskulturen und Kulturen von Mikroorganismenpopulationen, sind Kulturen, die insbesondere - von Arzneimitteln, zellbiologischen Nährsystemen, zellbiologischen Nährmedien, Gewebekulturen, 3D-Gewebekulturen, Organen, Organtransplantaten, künstlich hergestellten Organen, Organen „on a Chip“, Hilfsmedien, Laboratorien für die Biochemie, Molekularbiologie, Gentechnologie, Zellbiologie Mikrobiologie, Virologie, Pharmakologie, Toxikologie und Medizin sowie von Gegenständen, Kleidung, Gerätschaften und Apparaturen für und in diesen Laboratorien stammen, wobei
- das mindestens eine POM in einer an Testkulturen ermittelbaren Grenzkonzentration vorliegt, in der das mindestens eine POM nach einer Inkubationzeit von 10 Minuten bis 100 Tagen, vorzugsweise 30 Minuten bis 100 Tagen, bevorzugt 30 Minuten bis 50 Tagen und insbesondere 30 Minuten bis 10 Tagen einer gegebenen Eukaryotenkultur, einer gegebenen Viruskultur oder einer von einer gegebenen
Mikroorganismenpopulation stammenden Kultur und einer Mollicutendetektion, insbesondere Mykoplasmendetektion, nach einer Standzeit von 10 Minuten bis auf Dauer, vorzugsweise 30 Minuten bis 100 Tagen und insbesondere 30 Minuten bis 50 T agen und insbesondere 30 Minuten bis 10 T agen für die Proliferation der betreffenden Eukaryoten, der betreffenden Wirtszellen der Viren oder der betreffenden Mikroorganismen noch nicht inhibierend ist.
Für die erfindungsgemäße Verwendung ist es von besonderem Vorteil, die erfindungsgemäßen Kits bereitzustellen.
Die erfindungsgemäßen Kits enthalten mindestens eine Vorrichtung zur Durchführung üblicher und bekannter spektroskopischer, mikrobiologischer und/oder chemischer Messungen zum qualitativen und/oder quantitativen Nachweis von einzelligen Eukaryoten, mehrzelligen Eukaryoten, Wirtszellen von Viren, Mikroorganismenpopulationen und Mollicuten, insbesondere Mykoplasmen, an jeweils mindestens einer Testprobe, die mindestens einer mit mindestens einer Art von Mollicuten, insbesondere Mykoplasmen, infizierten Testkultur, enthaltend mindestens eine Art von einzelligen Eukaryoten und/oder mindestens eine Art von mehrzelligen Eukaryoten, mindestens einer Art von Wirtszellen oder mindestens einer Art von Mikroorganismenpopulationen, entnommen wird.
Des Weiteren enthalten die erfindungsgemäßen Kits mindestens eine Vorrichtung zur Auswertung und Speicherung der an der mindestens einen Testprobe gemessenen Testergebnisse. Außerdem enthalten die erfindungsgemäßen Kits von mindestens einer Art von Mollicuten freien, insbesondere von Mykoplasmen freien, mikrobiologischen Nährmedien, Nährsysteme, Hilfsmedien, Gerätschaften und Apparaturen zur Herstellung mindestens einer von mindestens einer Art von Mollicuten freien insbesondere von Mykoplasmen freien, Kultur, die mindestens eine Art von einzelligen Eukaryoten und/oder mindestens eine Art von mehrzelligen Eukaryoten, mindestens eine Art von Wirtszellen für Viren oder mindestens eine Art von Mikroorganismenpopulationen enthält. Diese Kultur dient als Null-Probe, wobei die Eukaryoten, die Viren oder die Mikroorganismenpopulation von Arzneimitteln, Zellkulturen, 3D- Zellkulturen, zellbiologischen Nährsystemen, zellbiologischen Nährmedien, Gewebekulturen, 3D-Gewebekulturen, Organen, Organtransplantaten, künstlich hergestellten Organen, Organen„on a Chip“, Hilfsmedien sowie Abstrichen von Laboratorien für die zellbiologischen Nährsystemen, zellbiologischen Nährmedien, Gewebekulturen, 3D-Gewebekulturen, Organen, Organtransplantaten, künstlich hergestellten Organen, Organen „on a Chip“, Hilfsmedien, Laboratorien für die Biochemie, Molekularbiologie, Gentechnologie, Zellbiologie Mikrobiologie, Virologie, Pharmakologie, Toxikologie und Medizin sowie von Gegenständen, Kleidung, Gerätschaften, Möbeln, Abzügen, Apparaturen für und in diesen Laboratorien stammen.
Des Weiteren enthalten die erfindungsgemäßen Kits zellbiologische Nährmedien, zellbiologische Nährsysteme, Hilfsmedien, Gerätschaften und Apparaturen zur Herstellung mindestens einer zellbiologischen Standardpräparation mit einer genau bekannten Dosis mindestens einer Art von einzelligen Eukaryoten und/oder mindestens einer Art von mehrzelligen Eukaryoten, mindestens einer Art von Wirtszellen für Viren oder mindestens einer Art von Mikroorganismenpopulationen, die mit einer genau bekannten Dosis an mindestens einer Art von Mollicuten, insbesondere Mykoplasmen, infiziert sind.
Ferner enthalten die erfindungsgemäßen Kits mindestens eine Präparation einer genau bekannten Dosis mindestens eines POM sowie mindestens eine Dosiervorrichtung für die mindestens eine Präparation einer genau bekannten Dosis mindestens eines POM.
Vorzugsweise wird in den erfindungsgemäßen Kits das mindestens eine POM aus der Gruppe, bestehend aus unveränderten, sauerstoffersetzten, funktionalisierten, umhüllten, gegrafteten, aggregierten, agglomerierten und geträgerten POM-Molekülen eines größten Moleküldurchmessers <2 nm sowie POM-Nanopartikeln und POM-Mikropartikeln einer mittleren Teilchengröße von 1 nm bis <1000 pm, ausgewählt. Bevorzugt wird in den erfindungsgemäßen Kits das mindestens eine POM und/oder die mindestens eine POM-Präparation
- in Form einer Säure, eines Salzes, eines Hydrats, eines Soft-Oxometallats (SOMS), einer Beschichtung und/oder eines organischen, anorganischen und/oder metallorganischen Polyoxometallat-Nanokomposits, und/oder
in molekulardispers gelöster, gepufferter, suspendierter, lipophilisierter und/oder mit organischen Gruppen fluidisierter Form und/oder
- in und/oder auf als sich dispergierenden, teilweise auflösenden, nicht auflösenden oder völlig auflösenden, kompakten und/oder porösen Partikeln, Beschichtungen, Coatings, Releasematerialien, Schwämmchen, Plättchen, Folienstückchen, Textilstückchen, Gewebestückchen, Cellulosefasern, Cellulosemikropartikeln, Cellulosenanopartikeln, Nanosomen, Mikrosomen, Liposomen, Tabletten, Glaskügelchen, Sprühgeräten, Verneblern und/oder als Beschichtung, die die Oberfläche hart und glatt und/oder diffusionsgeschlossen macht, und/oder
- in Aerosolen, Nebeln, Hydrogelen, in Micellen, in Vesikeln, in Mikrokapseln, in Mikrosphären, in Gelen, in Cremes, Lotions, Salben und/oder Schäumen und/oder
- in Verbindung mit funktionalen Materialien, Antibiotika, bioziden Materialien und/oder Nährmedien und/oder Hilfsmedien für die Zellbiologie und/oder
- in Form seiner Ausgangsprodukte, die sich spontan zu dem mindestens einen Polyoxometallat zusammenfügen, verwendet.
Insbesondere enthalten die erfindungsgemäßen Kits mindestens ein POM aus der Gruppe, bestehend aus
Ammoniumheptamolybdat-Tetrahydrat {(NH4)6Mo7024] 4H20, CAS-Nr.13106-76-8 (wasserfrei), CAS-Nr. 12054-85-2 (Tetrahydrat), AHMT),
- Wol'framatophosphorsäure-Hydrat {H3[P(W3OIO)4] xH20, CAS-Nr. 1343-93-7
(wasserfrei), CAS-Nr. 12067-99-1 (Hydrat), Wo-Pho},
MolybdatOphOSphorsäure-Hydrat, {H3P(MO3OIO)4] XH20, CAS-Nr.: 12026-57-2 (wasserfrei), CAS-Nr. 51429-74-4 (Hydrat), Mo-Pho} und
Wolframatokieselsäure {H4[Si(W3Oio)4] xH20, CAS-Nr. 12027-43-9, CAS-Nr. WKS}. In einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei dem mindestens einen organischen Polyoxometallat-Komposit um ein Polyoxometallat-Chitosan-Komposit.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die erfindungsgemäßen Kits durch eine Datenverarbeitungsanlage gesteuerte, automatisierte Roboter. In einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform umfassen die automatisierten Roboter eine automatisierte Peripherie mit automatischen Dosierungen für die vorstehend beschriebenen Materialien, für den Transport der Materialien, der Gerätschaften, der Proben, der Wellplates oder Mikrotiterplatte, zu den jeweiligen Messstellen, Inkubatoren und Vorrichtungen für die sachgemäße Entsorgung der Kulturen und Chemikalien.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren (i) zur Dekontaminierung von mollicuteninfizierten, insbesondere mykoplasmeninfizierten, Eukaryotenkulturen, Viruskulturen und Kulturen von Mikroorganismenpopulationen und (ii) zur Proliferation der dekontaminierten, mollicutenfreien, insbesondere mykoplasmenfreien, Kulturen wird an mindestens einer mollicutenfreien, insbesondere mykoplasmenfreien, und/oder an mindestens einer mollicuteninfizierten, insbesondere mykoplasmeninfizierten Testkultur mindestens einer Art von einzelligen Eukaryoten und/oder mindestens einer Art von mehrzelligen Eukaryoten, mindestens einer Art von Wirtszellen für Viren oder mindestens einer Art von Mikroorganismenpopulationen die Grenzkonzentration mindestens eines POM zur Inhibierung der Proliferation der jeweils mindestens einen Art von Eukaryoten, Wirtszellen für Viren oder Mikroorganismenpopulationen bestimmt.
Anschließend wird mindestens eine mollicuteninfizierte, insbesondere mykoplasmeninfizierte, Kultur der mindestens einer Art von einzelligen Eukaryoten und/oder mindestens einer Art von mehrzelligen Eukaryoten, der mindestens einer Art von Wirtszellen für Viren oder der mindestens einer Art von Mikroorganismenpopulationen, deren Grenzkonzentration des mindestens einen POM zur Inhibierung der Proliferation nach dem vorangegangenen Verfahrensschritt bestimmt worden ist, mit dem mindestens einen POM versetzt, sodass in der mindestens einen mollicuteninfizierten, insbesondere mykoplasmeninfizierten, Kultur höchstens die Grenzkonzentration des mindestens einen POM resultiert,
Danach wird die resultierende mindestens eine mollicuteninfizierte, insbesondere mykoplasmeninfizierte, Kultur während 10 Minuten bis 100 Tagen, vorzugsweise 30 Minuten bis 100 Tagen, bevorzugt 30 Minuten bis 50 Tagen und insbesondere 30 Minuten bis 10 Tagen inkubiert und einer Mollicutendetektion, insbesondere einer Mykoplasmendetektion, nach einer Standzeit von 10 Minuten bis auf Dauer, vorzugsweise 30 Minuten bis 100 Tagen, bevorzugt 30 Minuten bis 50 Tagen und insbesondere 30 Minuten bis 10 Tagen bestimmt, ob noch Mollicuten, insbesondere Mykoplasmen, vorhanden sind.
Sofern dies nicht der Fall ist, wird mindestens einen Anteil der mindestens einen nunmehr mollicutenfreien, insbesondere mykoplasmenfreien, Kultur mindestens einer Art von einzelligen Eukaryoten und/oder mindestens einer Art von mehrzelligen Eukaryoten, mindestens einer Art von Wirtszellen für Viren oder mindestens einer Art von Mikroorganismenpopulationen auf mindestens ein mollicutenfreies, insbesondere mykoplasmenfreies, Nährmedium überträgt und die jeweils mindestens eine Art von mollicutenfreien, insbesondere von Mykoplasmen freien, Eukaryoten, Wirtszellen und Mikroorganismenpopulationen in der resultierenden mindestens zweiten Kultur vermehrt.
Auch bei diesem erfindungsgemäßen Verfahren stammen die Eukaryoten, die Viren mit Ihren Zellkulturen oder die Mikroorganismenpopulationen im vorstehend genannten Sinne von Arzneimitteln, Zellkulturen, 3D-Zellkulturen, zellbiologischen Nährsystemen, zellbiologischen Nährmedien, Gewebekulturen, 3D-Gewebekulturen, Organen, Organtransplantaten, künstlich hergestellten Organen, Organen„on a Chip“ und/oder Hilfsmedien sowie von Laboratorien für die Biochemie, Molekularbiologie, Gentechnologie, Zellbiologie Mikrobiologie, Virologie, Pharmakologie, Toxikologie und Medizin und von Gegenständen, Kleidung, Gerätschaften, Möbeln, Abzügen, Apparaturen und Laborpersonal für und in diesen Laboratorien.
Bevorzugt wird dieses erfindungsgemäßen Verfahren automatisiert mithilfe des vorstehend beschriebenen Roboter-Kits durchgeführt.
Die erfindungsgemäße Verwendung gestattet auch die Bereitstellung von erfindungsgemäßen vor Mollicutenbefall, insbesondere Mykoplasmenbefall, geschützten Gegenstände und Fluiden, die mindestens ein POM und/oder mindestens eine POM
- in Form einer Säure, eines Salzes, eines Hydrats, eines Soft-Oxometallats (SOMS), einer Beschichtung und/oder eines organischen, anorganischen und/oder metallorganischen Polyoxometallat-Nanokomposits, und/oder
- in molekulardispers gelöster, gepufferter, suspendierter, lipophilisierter und/oder mit organischen Gruppen fluidisierter Form und/oder
- in und/oder auf als sich dispergierenden, teilweise auflösenden, nicht auflösenden oder völlig auflösenden, kompakten und/oder porösen Partikeln, Beschichtungen, Coatings, Releasematerialien, Schwämmchen, Plättchen, Folienstückchen, Textilstückchen, Gewebestückchen, Cellulosefasern, Cellulosemikropartikeln, Cellulosenanopartikeln, Nanosomen, Mikrosomen, Liposomen, Tabletten, Glaskügelchen, Sprühgeräten, Verneblern und/oder als Beschichtung, die die Oberfläche hart und glatt und/oder diffusionsgeschlossen macht, und/oder
in Aerosolen, Nebeln, Hydrogelen, in Micellen, in Vesikeln, in Mikrokapseln, in Mikrosphären, in Gelen, in Cremes, Lotions, Salben und/oder Schäumen und/oder in Verbindung mit funktionalen Materialien, Antibiotika, bioziden Materialien und/oder Nährmedien und/oder Hilfsmedien für die Zellbiologie und/oder
in Form seiner Ausgangsprodukte, die sich spontan zu dem mindestens einen Polyoxometallat zusammenfügen,
die auf und/oder in die Gegenstände und/oder in die Fluide
- in einer an Eukaryotentestkulturen, Virustestkulturen oder Testkulturen von Mikroorganismenpopulationen ermittelbaren Grenzkonzentration eingebracht ist oder sind,
- bei der das mindestens eine POM und/oder die mindestens eine POM-Präparation nach einer Inkubation der Testkulturen während 10 Minuten bis 100 Tagen vorzugsweise 30 Minuten bis 100 Tagen, bevorzugt 30 Minuten bis 50 Tagen und insbesondere 30 Minuten bis 10 Tagen und einer Mollicutendetektion, insbesondere Mykoplasmendetektion, nach einer Standzeit der inkubierten Testulturen von 10 Minuten Stunden bis auf Dauer, vorzugsweise 30 Minuten bis 100 Tagen, bevorzugt 30 Minuten bis 50 Tagen und insbesondere 30 Minuten bis 10 Tagen für die Proliferation der betreffenden Eukaryoten, der betreffenden Wirtszellen und Viren oder der betreffenden Mikroorganismen noch nicht inhibierend ist oder sind, wobei die Eukaryoten, die Viren und die Mikroorganismenpopulationen der Testkulturenvon den Gegenständen und/oder von den Fluiden stammen.
Als Gegenstände und Fluide, die vor Mollicutenbefall, insbesondere Mykoplasmenbefall, geschützt sind, kommen alle vorstehend beschriebenen Gegenstände und Fluide in Betracht. Diese sind in der vorliegenden Anmeldung beispielhaft und nicht abschließend aufgeführt und sollen die überraschend breite Anwendbarkeit der erfindungsgemäßen Verwendung untermauern. Aufgrund der erfindungsgemäßen Verwendung kann nun auch die Bedingungen für das erfindungsgemäße Verfahren zur Dekontaminierung und Sterilisierung von Arzneimitteln, zellbiologischen Nährsystemen, zellbiologischen Nährmedien sowie von Laboratorien für die die Biochemie, Molekularbiologie, Gentechnologie, Zellbiologie Mikrobiologie, Virologie, Pharmakologie, Toxikologie und Medizin und von Gegenständen, Kleidung, Gerätschaften und Apparaturen für und in diesen Laboratorien eindeutig definiert werden werden: Es ist hierfür mindestens ein Reinigungsmittel anzuwenden, das mindestens ein POM und/oder mindestens eine POM-Präparation in einer Minimaldosierung > die Grenzkonzentration, wie sie vorstehend beschrieben ist, enthält.
Im Folgenden wird die Erfindung und die hiermit erzielten Vorteile anhand von Beispielen und Vergleichsversuchen noch einmal näher erläutert. Die Beispiele schränken die Erfindung nicht ein, sondern dienen ihrer Veranschaulichung.
Beispiele und Vergleichsversuche
Beispiel 1
Die Dekontamination von mykoplasmeninfizierten Kulturen von einzelligen und mehrzelligen Eukaryoten und die Proliferation der mykoplasmenfreien einzelligen und mehrzelligen Eukaryoten in schematischer Darstellung
Die Figur zeigt eine mögliche Ausführungsform für das Vorgehen bei der Dekontamination und der Proliferation als Fließschema in schematischer Darstellung.
In der Figur haben die Bezugszeichen die folgende Bedeutung:
1 einzellige oder mehrzellige Eukaryoten
2 Mykoplasmen
In Inkubation
G Gerät für die Zellbiologie
MT Mykoplasmen-Test
N Mykoplasmenfreies Nährmedium
O Oberfläche von G
P1-Pn Sterilisierte Mikrotiterplatten
POM1 Niedrigste Konzentration von Polyoxometallat im Nährmedium N POM2 Höhere Konzentration von Polyoxometallat im Nährmedium N
POM3 Höchste Konzentration von Polyoxometallat im Nährmedium N
Pr Proliferation
S12 Mykoplasmeninfizierte Eukaryoten 1 enthaltender Oberflächenfilm
Tr Transfer.
Bestimmung der Grenzkonzentration von Polyoxometallaten für die Dekontamination von Mykoplasmen 2
Es wurden in drei sterilisierten Mikrotiterplatten P1 , P2 und P3 (symbolisiert durch einen Kreis) auf einem mykoplasmenfreien Nährmedium N drei Kulturen einer Art von Eukaryoten 1 in jeweils gleicher Anzahl angesetzt und inkubiert (In). Nach den Proliferationen (Pr) wurde die Kultur in der der Mikrotiterplatte P1 mit Polyoxometallat POM1 in einer ersten, niedrigen Konzentration geimpft. Die Kultur in der Mikrotiterplatte P2 wurde mit einer zweiten, etwas höheren Konzentration an Polyoxometallat POM2 geimpft. Die Kultur in der Mikrotiterplatte P3 wurde mit der höchsten Konzentration an Polyoxometallat POM3 geimpft. Die drei geimpften Kulturen wurden erneut inkubiert (In). Dabei zeigte es sich, dass die beiden Kulturen in den Mikrotiterplatten P1 und P2 sich vermehrt hatten, wogegen die Kultur in der dritten Mikrotiterplatte P3 sich nicht vermehrt hatte. Anders gesagt, entsprach die Konzentration an Polyoxometallat POM3 der Grenzkonzentration, ab der eine signifikante Inhibierung der Proliferation der untersuchten Eukaryotenart eingetreten war. Hieraus konnte geschlossen werden, dass die Grenzkonzentration an Polyoxometallat POM zur Dekontamination von Kulturen der verwendeten Art von Eukaryoten 1 gleich oder unterhalb dieser dritten Konzentration POM3 bleiben musste.
Dekontamination einer mit Mykoplasmen 2 infizierten Kultur von Eukaryoten 1 und Proliferation der Eukaryoten 1
Von der Oberfläche O eines Geräts G für das mikrobiologische Labor wurde eine Probe einer Mikroorganismenpopulation S12, die mit Mykoplasmen 2 infizierten Eukaryoten 1 enthielt, entnommen und auf das Nährmedium N der Mikrotiterplatte P4 transferiert. Die Anwesenheit von Mykoplasmen 2 wurde mithilfe des MilliPROBE®-Systems der Firma Merck verifiziert (MT). Anschließend wurde die Kolonie inkubiert (In), wodurch sich die Mykoplasmen 2 und die Eukaryoten 1 vermehrten (Pr, MT). Die Kultur mit der vermehrten Population an Mykoplasmen 2 und Eukaryoten 1 in der Mikrotiterplatte P4 wurde mit dem Polyoxometallat in einer Grenzkonzentration, die zwischen POM 2 und POM 3 lag, versetzt und erneut inkubiert (In). Anschließend wurde mithilfe des MilliPROBEO-Systems die Abwesenheit von Mykoplasmen 2 in der Kultur der Mikrotiterplatte P4 festgestellt. Die von Mykoplasmen 2 freie Kultur von Eukaryoten 1 wurde inkubiert (In) und vermehrt (Pr). Die Kultur der vermehrten Eukaryoten 1 in P4 wurde erneut auf Mykoplasmen getestet (MT). Die Kultur erwies sich dabei als frei von Mykoplasmen 2. Teile der Kultur von Eukaryoten 2 in P4 konnten nun auf weitere Nährmedien N in den Mikrotiterplatten P5 bis Pn transferiert (Tr) werden und durch Inkubation (In) vermehrt werden.
Die in dieser Weise vermehrten, mykoplasmenfreien Eukaryoten 1 konnten sicher identifiziert und Tests unterworfen werden. Danach konnte gezielt nach der Kontaminationsquelle im mikrobiologischen Labor gesucht werden. Außerdem konnte die Oberfläche O des Geräts G mit einer Polyoxometallat enthaltenden Reinigungslösung, wie sie in der deutschen Patentanmeldung DE 10 2015 000 812.5, Beispiele 1 und 2, beschrieben wird, desinfiziert werden. Dabei ist darauf zu achten, dass die Konzentration an Polyoxometallat höher ist als die vorstehend ermittelte Grenzkonzentration.
Um auszuschließen, dass die gefundenen Vorteile und Effekte teilweise oder ganz auf Tageslicht zurückzuführen sind, wurden die Versuche im Dunkeln und im Tageslicht durchgeführt. Dabei wurden keine Unterschiede gefunden, weswegen die Vorteile und Effekte alleine auf die Polyoxometallate zurückzuführen sind.
Beispiel 2
Der Einfluss von Polyoxometallaten auf die Fluoreszenz von Medien
Die POM zeigten Unterschiede in der Fluoreszenz. Dies musste beim Arbeiten mit Fluoreszenzreagenzien berücksichtigt werden. Gleichzeitig konnte dies jedoch als Vorteil genutzt werden, um direkt die Aktivität gegen Mykoplasmen im Emissionsspektrum anzuzeigen.
Für die Fluoreszenzmessungen wurde ein DMEM-Medium, inklusive 10 % FCS (fetales Kälberserum, 4 mM L-Glutamat und 1 mM Natriumpyruvat verwendet. Die Messergebnisse wurden in den folgenden Tabellen zusammengestellt.
Tabelle 6: Emissionssignale der Medien mit unterschiedlichen Konzentrationen an Molybdatophosphorsäure-Hydrat (Mo-Pho) und Wolframatophosphorsäure-Hydrat (Wo-Pho) bei einer Anregung mit Licht einer Wellenlänge von 594 nm
a) Verhältnis von 2 Messungen R und S des MycoAlert™ Mycoplasma Detection Kit - Lonza
Ab einer Konzentration von 0,4 mM kommt es zu einer stufenweisen Verringerung des Emissionssignals bei steigender AHMT-Konzentration.
Tabelle 7:
Emissionssignale der Medien mit unterschiedlichen Ammoniumheptamolybdat- Tetrahydrat (AHMT)-Konzentrationen bei einer Anregung mit Licht einer Wellenlänge von 555 nm
a) Verhältnis von 2 Messungen R und S des MycoAlert™ Mycoplasma Detection Kit - Lonza
Auch hier kommt es ab einer Konzentration von 0,8 mM es zu einer stufenweisen Verringerung des Emissionssignals bei steigender AHMT-Konzentration.
Tabelle 8:
Emissionssignale der Medien mit unterschiedlichen Ammoniumheptamolybdat- Tetrahydrat (AHMT)-Konzentrationen bei einer Anregung mit Licht einer Wellenlänge von 488 nm
a) Verhältnis von 2 Messungen R und S des MycoAlert™ Mycoplasma Detection Kit - Lonza
Auch hier kommt es ab einer Konzentration von 1 ,6 mM es zu einer stufenweisen Verringerung des Emissionssignals bei steigender AHMT-Konzentration.
Tabelle 9:
Emissionssignale der Medien mit unterschiedlichen Konzentrationen von Molybdatophosphorsäure-Hydrat (Mo-Pho) und Wolframatophosphorsäure-Hydrat (Wo-Pho) bei einer Anregung mit Licht einer Wellenlänge von 555 nm
POM Medium Fluoreszenzintensität a) Verhältnis von 2 Messungen R und S des MycoAlert™ Mycoplasma Detection Kit - Lonza;
b) KnockOut™ DMEM Thermo Fisher Scietific
Die Fluoreszenzintensität des Emissionssignals bei 630 nm war bei Wolframatophosphorsäure (z.B. 0,01 mM) schon bei geringerer Konzentration in höher als bei Molybdatophosphorsäure (z.B. 0,05 mM). Tabelle 10:
Emissionssignale der Medien mit unterschiedlichen Konzentrationen von Molybdatophosphorsäure-Hydrat (Mo-Pho) und Wolframatophosphorsäure-Hydrat (Wo-Pho) bei einer Anregung mit Licht einer Wellenlänge von 555 nm
a) Verhältnis von 2 Messungen R und S des MycoAlert™ Mycoplasma Detection Kit - Lonza;
b) KnockOut™ DMEM Thermo Fisher Scietific
Die Fluoreszenzintensität des Emissionssignals bei 630 nm war bei Wolframatophosphorsäure (z.B. 0,01 mM) schon bei geringerer Konzentration höher als bei Molybdatophosphorsäure (z.B. 0,05 mM). Tabelle n :
Emissionssignale der Medien mit unterschiedlichen Konzentrationen von Molybdatophosphorsäure-Hydrat (Mo-Pho) und Wolframatophosphorsäure-Hydrat (Wo-Pho) bei einer Anregung mit Licht einer Wellenlänge von 488 nm
a) Verhältnis von 2 Messungen R und S des MycoAlert™ Mycoplasma Detection Kit - Lonza; b) KnockOut™ DMEM Thermo Fisher Scietific
Die Fluoreszenzintensität des Emissionssignals bei 630 nm war bei Wolframatophosphorsäure (z.B. 0,01 mM) schon bei geringerer Konzentration höher als bei Molybdatophosphorsäure (z.B. 0,05 mM).
Beispiel 3
Die Wechselwirkungen von POM mit umgesetztem und nicht umgesetztem WST-8 und LDH
Es wurde untersucht, ob die Absorption von POM die üblichen, auf Farbänderungen basierenden Tests zur Bestimmung der Zellviabilität mit dem MTT-Test mit 3-(4,5-Dimethyl-2- thiazolyl)-2,5-diphenyl-2H-tetrazoliumbromid (WST-8) oder der Test mit L- Lactatdehydrogenase (LDH) beeinflusst. Dazu wurden die Interferenzen der POM mit dem umgesetzten und nicht umgesetzten WST-8-Reagens und mit dem umgesetzten und nicht umgesetzten LDH-Reagens gemessen.
Tabelle 12:
Interferenzen der POM mit dem umgesetzten WST-8-Reagens
a) Verhältnis von 2 Messungen R und S des MycoAlert™ Mycoplasma Detection Kit -
Lonza Tabelle 13:
Interferenzen der POM mit dem unumgesetzten WST-8-Reagens
a) Verhältnis von 2 Messungen R und S des MycoAlert™ Mycoplasma Detection Kit - Lonza
Die gemessenen Werte zeigten, dass es zu keinen Interferenzen mit den Reagenzien kam. Normalerweise lagen die Werte der Absorption bei 0,25 bis 0,8, wogegen sie in den Tabellen entweder an der unteren Grenze des Bereichs (Tabelle 12) oder signifikant darunter (Tabelle 13) lagen
Tabelle 14:
Interferenzen der POM mit dem umgesetzten LDH-Reagens a) Verhältnis von 2 Messungen R und S des MycoAlert™ Mycoplasma Detection Kit -
Lonza Tabelle 15:
Interferenzen der POM mit dem unumgesetzten LDH-Reagens
a) Verhältnis von 2 Messungen R und S des MycoAlert™ Mycoplasma Detection Kit - Lonza
Normalerweise betrug die Steigung bei toten Zellen 0,2. Da hier um Größenordnungen niedrigere Werte für die Steigung erhalten wurden, lagen keine Interferenzen mit LDH vor.
Die Untersuchungen untermauerten, dass die POM keine unerwünschten Wechselwirkungen bezüglich der Nachweisreaktionen aufwiesen, sodass die bei den weiteren Untersuchungen erhaltenen Ergebnisse valide waren.
Beispiel 4
Die Wirkung von Ammoniumheptamolybdat-Tetrahydrat (AHMT) auf Eukaryoten, Ermittlung der Grenzkonzentrationen und Mykoplasmendekontamination
Ammoniumheptamolybdat-Tetrahydrat (AHMT) wurden in MilliQ gelöst. Für die anschließenden Untersuchungen der Eukaryoten wurden die erforderlichen Konzentrationen durch Zugabe von DMEM-Medium, inklusive 10 % FCS (fetales Kälberserum, 4 mM L- Glutamat und 1 mM Natriumpyruvat, eingestellt. Die Zellen wurden auf 96-Mikrotiterplatten ausgesät und während 24 Stunden in dem DMEM-Medium kultiviert. Anschließend erfolgte eine 24-stündige und 48-stündige Inkubation der Zellen mit dem DMEM-Medium und DMEM mit mindestens drei verschiedenen AHMT-Konzentrationen als Negativkontrolle sowie eine Inkubation mit 0,01 % Triton-X als Positivkontrolle.
Während bei der Negativkontrolle alle Zellen stoffwechselaktiv und lebendig waren, starben bei der Positivkontrolle alle Zellen ab.
Um den Einfluss der Medien auf die Zellproliferation und den Zellmetabolismus der verschiedenen Zelllinien zu untersuchen, wurde nach 24 Stunden und 48 Stunden ein wie WST-8-Assay durchgeführt. Bei diesem Test führten stoffwechselaktiven Zellen zu einer Reduktion des wasserlöslichen WST-8 zum orangefarbenen WST-8-Formazan. Dies wurde als Maß für den zellulären Metabolismus genutzt. Um den Einfluss der Medien auf die Zytotoxizität zu analysieren, wurde parallel zu dem WST-8-Assay ein LDH-Assay durchgeführt. Bei nekrotischen Zellen kam es durch den Verlust der Membranintegrität zur Freisetzung von LDH. Das bei dem Assay entstehende wasserunlösliche INT-Formazan (INT = 2-(4-lodophenyl)-3-(4-nitrophenyl)-5-phenyl-2H-tetrazolium Chloride) diente als Maß für die freigesetzte LDH.
Zur Untersuchung des Einflusses von AHMT wurden zunächst zur Abschätzung der möglichen einsetzbaren Konzentrationen sechs verschiedene Konzentration gewählt. Als Zelllinien wurden RAW 264.7-Zellen (Makrophagen), MDCK (NBL2)-Zellen (Epithelzellen) und NIH-3T3- Zellen (Fibroblasten) verwendet.
Die die betreffenden Zellkulturen wurden mithilfe des Myco-Alert® Mycoplasma Kits auf die Gegenwart von Mykoplasmen getestet. Dazu wurden 50 pl Myco-Alert® Reagens zu jeder Probe gegeben, wonach die Proben während 5 Minuten inkubiert wurden. Die erhaltenen Messwerte wurden mit S bezeichnet. Als nächstes wurden 50 pl Myco-Alert® Substrat zu jeder Probe gegeben, wonach die Proben während 10 Minuten inkubiert wurden. Die erhaltenen Messwerte wurden mit R bezeichnet. Danach wurde das Verhältnis von S/R gebildet. War das Verhältnis <0,9, so sind keine Mykoplasmen vorhanden. Werte zwischen 0,9 bis 1 ,2 waren grenzwertig und die betreffenden Kulturen mussten in Quarantäne. Bei Werten >1 ,2 lag eine Mykoplasmenkontaminationen vor.
RAW 264.7-Zellen
Es wurde eine exemplarische Messung (n = 2) mit WST-8-Assays zur Untersuchung des Einflusses von AHMT auf RAW 264.7-Zellen nach 24 Stunden durchgeführt. Die Mittelwerte und die Standardabweichungen n der Absorptionen wurden aus jeweils 4 Replikaten gebildet.
Des Weiteren wurde eine exemplarische Messung (n = 3) mit LDH-Assays zur Untersuchung des zytotoxischen Einflusses von AHMT RAW 264.7-Zellen nach 24 Stunden und 48 Stunden durchgeführt. Die Mittelwerte und die Standardabweichung n der Steigung wurden aus jeweils 4 Replikaten gebildet.
Die Ergebnisse der WST-8-Assays und der LDH-Assays an RAW 264.7-Zellen finden sich in den Tabellen 16 und 17.
Tabelle 16:
Einfluss von AHMT auf den Zellmetabolismus und die Zellproliferation von RAW 264.7- Zellen nach 24 Stunden - WST-8-Assay a) Verhältnis von 2 Messungen R und S des MycoAlert™ Mycoplasma Detection Kit - Lonza
Tabelle 17:
Zytotoxischer Einfluss von AHMT auf den Zellmetabolismus und die Zellproliferation von RAW 264.7-Zellen nach 24 Stunden und 48 Stunden mittels LDH-Assays
a) Verhältnis von 2 Messungen R und S des MycoAlert™ Mycoplasma Detection Kit - Lonza RAW 264.7-Zellen zeigten nach 24 Stunden im Bereich einer AHMT -Konzentration von 0,08 mM bis 0,8 mM eine Reduzierung ihrer metabolischen Aktivität. Diese Reduzierung nimmt mit steigender AHMT-Konzentration zu, sodass bei einer Konzentration von 2,4 mM AHMT vergleichbare Werte wie bei der Positivkontrolle mit Triton-X erreicht wurden. Parallel dazu wurde im LDH-Test ab einer Konzentration von 0,8 mM eine nekrotische Reaktion der RAW 264.7-Zellen auf das AHTM deutlich.
Dies bedeutete, dass die Grenzkonzentration unter den angegebenen Bedingungen <0,8 mM sein musste.
MDCK (NBL2)-Zellen
Als eine weitere Zelllinie wurden Epithelzellen eines Hundes (mardin darby canine kidney, MDCK (NBL2)-Zellen) verwendet.
In der Tabelle 18 werden die exemplarischen Auswertungen von WST-8-Assays auf den Zellmetabolismus und die Zellproliferation von MDCK (NBL2)-Zellen nach 24 Stunden und 48 Stunden und in Tabelle 19 die exemplarischen Auswertungen von LDH-Assays betreffend den zytotoxischen Einfluss von AHMT auf MDCK (NBL2)-Zellen nach 24 Stunden und 48 Stunden gezeigt.
Die Mittelwerte und die Standardabweichungen n der Absorptionen der exemplarischen Messungen (n = 3) wurden aus jeweils 4 Replikaten gebildet (Tabelle 18).
Die Mittelwerte und die Standardabweichungen n der Steigungen der exe plarischen Messungen (n = 3) wurden aus jeweils 4 Replikaten gebildet (Tabelle 19).
Tabelle 18:
Der Einfluss von AHMT auf den Filmmetabolismus an die Zellproliferation von MDCK (NBL2)-Zellen nach 24 Stunden und 48 Stunden mittels WST-8-Assays
a) Verhältnis von 2
Messungen R und S des MycoAlert™ Mycoplasma
Detection Kit - Lonza Die MDCK (NBL2)-Zellen zeigten aber im Bereich von 0,08 mM bis 0,8 mM AHMT eine konzentrationsabhängige Reduzierung ihrer metabolischen Aktivität. Unter den gegebenen Bedingungen lag die Grenzkonzentration bei 0,4 mM.
Tabelle 19:
Zytotoxischer Einfluss von AHMT auf den Zellmetabolismus und die Zellproliferation von MDCK (NBL2)-Zellen nach 24 Stunden und 48 Stunden mittels LDH-Assays
0
a) Verhältnis von 2 Messungen R und S des MycoAlert™ Mycoplasma Detection Kit -
Lonza Trotz der konzentrationsabhängigen Reduzierung der metabolischen Aktivität wurde bei Konzentrationen von 0,08 mM bis 4,9 mM keine nekrotische Wirkung auf die Zellen festgestellt. Maus-Fibroblasten (NIH-3T3, Swiss Albino Cells)
In der Tabelle 20 werden die exemplarischen Auswertungen von WST-8-Assays auf den Zellmetabolismus und die Zellproliferation von MDCK (NBL2)-Zellen nach 24 Stunden und in der Tabelle 21 die exemplarischen Auswertungen von LDH-Assays betreffend den zytotoxischen Einfluss von AHMT auf NIH-3T3-Zellen nach 24 Stunden gezeigt.
Die Mittelwerte und die Standardabweichungen n der Absorptionen der exemplarischen Messungen (n = 3) wurden aus jeweils 4 Replikaten gebildet (Tabelle 20).
Die Mittelwerte und die Standardabweichungen n der Steigungen der exemplarischen Messungen (n = 3) wurden aus jeweils 4 Replikaten gebildet (Tabelle 21). Tabelle 20:
Der Einfluss von AHMT auf den Zellmetabolismus und die Zellproliferation von NIH-3T3- Zellen nach 24 Stunden - WST-8-Assay
a) Verhältnis von 2 Messungen R und S des MycoAlert™ Mycoplasma Detection Kit - Lonza
Tabelle 21 : Zytotoxischer Einfluss von AHMT auf den Zellmetabolismus und die Zellproliferation von NIH-3T3-Zellen nach 24 Stunden mittels LDH-Assays
a) Verhältnis von 2 Messungen R und S des MycoAlert™ Mycoplasma Detection Kit - Lonza Die NIH-3T3-Zellen zeigten nach 24 Stunden ab einer AHMT-Konzentration von 0,8 mM eine konzentrationsabhängige Reduzierung ihrer Stoffwechselaktivität. Unter den gegebenen Bedingungen lag die Grenzkonzentration daher bei 0,8 mM AHMT.
AHMT zeigte ab einer Konzentration von 2,4 mM einen nicht signifikanten nekrotischen Einfluss auf die NIH-3T3-Zellen. Bei einer weiteren Messung konnte aber keine nekrotische Reaktion auf AHMT beobachtet werden.
Es wurden Eukaryoten-Kulturen von RAW 264.7-Zellen (Makrophagen), MDCK (NBL2)-Zellen (Epithelzellen) und NIH-3T3-Zellen (Fibroblasten), wie vorstehend beschrieben, hergestellt. Die Kulturen wurden mit Dulbecco’s Phosphate Buffered Saline (PBS)-Pulver gepuffert. Anschließend wurden die Kulturen während 48 Stunden inkubiert. Nach einer Standzeit von 5 Tagen wurden die überstehenden Medien von den Zellen abgetrennt. Die abgetrennten Medien wurden mit mithilfe von Myco-Alert®-Assays und mithilfe der Polymerase- Kettenreaktion (PCR) mit GenePurge Direct® für DNA/RNA Releasing Agent darauf getestet, ob die Eukaryoten-Kulturen mykoplasmenfrei waren. In allen Fällen waren die Mykoplasmennachweise negativ. Die Zellen wurden zur weiteren Verwendung mit frischem Medium versetzt.
Ein Teil der Kulturen wurde mit mycoplasma hominis infiziert. Anschließend wurden die infizierten Kulturen mit AHTM in den folgenden Grenzkonzentrationen zugesetzt:
MDCK (NBL2)-Zellen: 0,4 mM,
- RAW 264.7-Zellen: 0,7 mM und nicht
NIH-3T3-Zellen: 0,8 mM.
Die Anwesenheit von mycoplasma hominis in den Kulturen wurde mithilfe der vorstehend genannten Testmethoden verifiziert. Anschließend wurden die infizierten Kulturen während 4 Tagen inkubiert. Nach einer Standzeit von 5 Tagen wurden die überstehenden Medien von den Zellen abgetrennt. Die abgetrennten Medien wurden mit mithilfe von Myco-Alert®-Assays und mithilfe der Polymerase-Kettenreaktion (PCR) mit GenePurge Direct® für DNA/RNA Releasing Agent darauf getestet, ob die Eukaryoten-Kulturen mykoplasmenfrei waren. Es konnten keine Mykoplasmen mehr nachgewiesen werden. Den Zellen wurden frische Medien zugesetzt. Die aufgefrischten Kulturen wurden inkubiert, und es zeigte sich, dass die Eukaryoten nach wie vor zur Proliferation fähig waren.
Um auszuschließen, dass die gefundenen Vorteile und Effekte teilweise oder ganz auf Tageslicht zurückzuführen sind, wurden die Versuche im Dunkeln und im Tageslicht durchgeführt. Dabei wurden keine Unterschiede gefunden, weswegen die Vorteile und Effekte alleine auf die Polyoxometallate zurückzuführen sind.
Beispiel 5
Die Wirkung von Molybdatophosphorsäure-Hydrat (Mo-Pho) und Wolframatophosphorsäure-Hydrat (Wo-Pho) auf Eukaryoten, Ermittlung der Grenzkonzentrationen und Mykoplasmendekontamination
Wolframatophosphorsäure-Hydrat (Wo-Pho) und Molybdatophosphorsäure-Hydrat (Mo-Pho) wurden in MilliQ gelöst. Für die anschließenden Untersuchungen der Eukaryoten wurden die erforderlichen Konzentrationen durch Zugabe von DMEM-Medium, inklusive 10 % FCS (fetales Kälberserum), 4 mM L-Glutamat und 1 mM Natriumpyruvat, eingestellt. Die Zellen wurden auf 96-Mikrotiterplatten ausgesät und während 24 Stunden in dem DMEM-Medium kultiviert. Anschließend erfolgte eine 24-stündige Inkubation der Zellen mit dem DMEM- Medium und DMEM mit mindestens drei verschiedenen POM-Konzentrationen als Negativkontrolle sowie eine Inkubation mit 0,01 % Triton-X als Positivkontrolle. In den folgenden beiden Tabellen sind die Ergebnisse von jeweils einer Messung (n = 1 gezeigt, wobei die Mittelwerte und die Standardabweichungen n der Absorptionen und der Steigungen aus jeweils 3 Replikaten gebildet wurden.
Tabelle 22:
Der Einfluss von Mo-Pho und Wo-Pho auf die Zellproliferation und den Zellmetabolismus von MDCK (NBL2)-Zellen nach 24 Stunden - WST-8-Assays
a) Verhältnis von 2 Messungen R und S des MycoAlert™ Mycoplasma Detection Kit - Lonza
Tabelle 23:
Der zytotoxischen Einfluss von Mo-Pho und Wo-Pho auf MDCK (NBL2)-Zellen nach 24 Stunden - LDH-Assays
Mo-Pho zeigte bei keiner Konzentration eine nekrotischen Einfluss auf die MDCK (NBL2)- Zellen. Die Zellproliferation erschien bei einer Konzentration von 1 mM leicht inhibiert. Unter den gegebenen Bedingungen konnte die Grenzkonzentration von Mo-Pho zwischen 0,5 mM und 1 mM gewählt werden.
Im Gegensatz dazu zeigte Wo-Pho ab einer Konzentration von 0,5 mM einen nekrotischen Einfluss auf die MDCK (NBL2)-Zellen. Die Grenzkonzentration von vorn Wo-Pho sollte daher <0,5 mM liegen.
Es wurden Eukaryoten-Kulturen von MDCK (NBL2)-Zellen, wie vorstehend beschrieben, hergestellt. Die Kulturen wurden mit Dulbecco’s Phosphate Buffered Saline (PBS)-Pulver gepuffert. Anschließend wurden die Kulturen während 24 Stunden inkubiert, und nach einer Standzeit von 5 Tagen wurden die überstehenden Medien von den Zellen abgetrennt und mit mithilfe von Myco-Alert®-Assays und mithilfe der Polymerase-Kettenreaktion (PCR) mit GenePurge Direct® für DNA/RNA Releasing Agent getestet, ob die Eukaryoten-Kulturen mykoplasmenfrei waren. In allen Fällen waren die Mykoplasmennachweise negativ. Die Zellen wurden zur weiteren Verwendung mit frischem Medium versetzt. Ein Teil der MDCK (NBL2)-Kulturen wurde mit mycoplasma hominis infiziert. Anschließend wurden die infizierten Kulturen Mo-Pho oder Wo-Pho in den folgenden Grenzkonzentrationen zugesetzt:
- Mo-Pho: 0,7 mM und
- Wo-Pho: 0,3 mM.
Die infizierten Kulturen wurden während 24 Stunden inkubiert. Nach einer Standzeit von 5 Tagen wurden die überstehenden Medien von den Zellen abgetrennt. Die abgetrennten Medien wurden mit mithilfe von Myco-Alert®-Assays und mithilfe der Polymerase- Kettenreaktion (PCR) mit GenePurge Direct® für DNA/RNA Releasing Agent darauf getestet, ob die Eukaryoten-Kulturen mykoplasmenfrei waren. Es konnten keine Mykoplasmen mehr nachgewiesen werden. Den Zellen wurden frische Medien zugesetzt. Die aufgefrischten Kulturen wurden inkubiert, und es zeigte sich, dass die Eukaryoten nach wie vor zur Proliferation fähig waren.
Um auszuschließen, dass die gefundenen Vorteile und Effekte teilweise oder ganz auf Tageslicht zurückzuführen sind, wurden die Versuche im Dunkeln und im Tageslicht durchgeführt. Dabei wurden keine Unterschiede gefunden, weswegen die Vorteile und Effekte alleine auf die Polyoxometallate zurückzuführen sind.
Beispiel 7
Der Einfluss von Wolframatokieselsäure (WKS) auf Kulturen von A549-Zellen
Um zu bestimmen, ob WKS in der Lage war, Mykoplasmen in Zellkulturen zu eliminieren, wurden zweiverschiedene Experimente durchgeführt.
WKS wurden in MilliQ gelöst. Für die anschließenden Untersuchungen der Eukaryoten wurden die erforderlichen Konzentrationen durch Zugabe von DMEM-Medium, inklusive 10 % FCS (fetales Kälberserum), 4 mM L-Glutamat und 1 mM Natrium pyruvat, eingestellt. Die Zellen wurden auf 96-Mikrotiterplatten ausgesät und während 24 Stunden in dem DMEM-Medium kultiviert.
Zunächst wurden (i) die A549-Zellen mit und ohne mycoplasma hominis mit hohen Konzentrationen von WKS während 30 Minuten inkubiert. Danach wurde (ii) die A549-Zellen mit und ohne mycoplasma hominis mit niedrigen Konzentrationen der POM während 4 Tagen inkubiert. Restliche Mykoplasmen wurden in den infizierten Zellkulturen in den über den Zellen stehenden Flüssigkeiten mit dem MycoAlert™ Mycoplasma Detection Kit - Lonza nachgewiesen. In diesem Zusammenhang war es notwendig, die überstehenden Flüssigkeiten vor und nach der Inkubation zu sammeln, um nachzuweisen, dass WKS die Mykoplasmen in den infizierten Kulturen eliminiert hatte nun.
Experiment (i) - kurze Inkubationszeit - hohe POM-Konzentrationen Für die kurze Inkubationszeit von 30 Minuten mit hohen Konzentrationen an WKS war eine Konfluenz von 80 % notwendig. Die Kulturen mit den adhärenten Zellen wurden mit Dikaliumhydrogenphosphat gepuffert und während 30 Minuten mit 10 mM, 5 mM, 2,5 mM und 0 mM von WKS inkubiert. Die Zellviabilität wurde anhand von Lichtmikroskopie-Bildern während der Inkubation bestimmt. Nach der Inkubation wurden die Medien verworfen. Die Zellen wurden zweimal mit PBS gewaschen, und es wurden neue Medien hinzugefügt. Die Zellviabilitäten wurde während 5 Tagen mehrfach optisch bestimmt, um die Erholung der Zellen zu bestimmen. Danach konnten die Nachweismethoden für Mykoplasmen angewandt werden.
Experiment (ii) - lange Inkubationszeit - niedrige POM-Konzentrationen
Auch für die lange Inkubationszeit von 4 Tagen mit niedrigen Konzentrationen an WKS war eine Konfluenz von 80 % notwendig. Zellkulturen wurden in Medien, die WKS und Dikaliumhydrogenphosphat enthielten während 4 Tagen kultiviert. Es wurden dabei WKS in Konzentrationen von 1 ,25 mM, 0,63 mM, 0,31 mM, 0,16 mM und 0 mM verwendet. Die Zellviabilität wurde optisch während 4 Tagen mehrfach optisch bestimmt. Nach der 4-tägigen Inkubation mit den POM wurden die Medien verworfen, und es wurden neue Medien mit WKS und Dikaliumhydrogenphosphat zu den Zellen hinzugegeben. Die Zellen wurden während 5 Tagen wachsen gelassen, bevor die Mykoplasmennachweise mit dem MycoAlert™ Mycoplasma Detection Kit - Lonza und der Polymerase-Kettenreaktion (PCR) mit GenePurge Direct® für DNA/RNA Releasing Agent durchgeführt wurden.
Ergebnisse
Die Ergebnisse der Experimente (i) und (ii) zeigten, dass kurze Inkubationszeiten von 30 Minuten mit hohen Konzentrationen von WKS zellschädigender wirkten als lange Inkubationszeiten von 24 Stunden mit niedrigen Konzentrationen von WKS. Aus diesen Gründen wurden eine reine A549-Zelllinie und eine mit mycoplasma hominis infizierte A54-9- Zelllinie während 30 Minuten jeweils mit WKS eine Konzentration von 10 mM, gepuffert mit Dikaliumhydrogenphosphat, versetzt. Das Zellwachstum wurde nicht gestört, und die reine A549-Zelllinie war nach wie vor mykoplasmennegativ, was zu erwarten war. Indes war die infizierte A549-Zelllinie noch immer mykoplasmenpositiv. Dies zeigte, dass WKS bei kurzen Inkubationszeiten selbst bei hohen WKS-Konzentrationen nicht in der Lage war, die Mykoplasmen zu eliminieren. Es wurden daher die reine A549-Zelllinien und die mit mykoplasma hominis infizierte A549- Zelllinien während 4 Tagen mit niedrigen Konzentrationen von WKS (0,63 mM, 31 mM und 0,16 mM) versetzt und inkubiert. Ein Zusatz von Dikaliumhydrogenphosphat war dabei nicht notwendig. Nach der 4-tägigen Inkubation waren die reinen A549-Zelllinien erwartungsgemäß mykoplasmenfrei wie durch Myco-Alert®-Assays und mithilfe der Polymerase-Kettenreaktion (PCR) mit GenePurge Direct® für DNA/RNA Releasing Agent-Assays nachgewiesen wurde. Bei den infizierten A549-Zelllinien trat eine starke Reduktion der Mykoplasmen ein, die bei der WKS-Konzentration von 0,63 mM am stärksten war. Allenfalls enthielten diese Kultur noch Spuren von DNA von toten Mykoplasmen. Außerdem waren die nunmehr mykoplasmenfreien A549-Zelllinien weiterhin proliferationsfähig.
Um auszuschließen, dass die gefundenen Vorteile und Effekte teilweise oder ganz auf Tageslicht zurückzuführen sind, wurden die Versuche im Dunkeln und im Tageslicht durchgeführt. Dabei wurden keine Unterschiede gefunden, weswegen die Vorteile und Effekte alleine auf die Polyoxometallate zurückzuführen sind.
Die betreffenden Messergebnisse sind in der Tabelle 24 zusammengestellt.
Tabelle 24:
Ergebnisse der Mycoplasmadetektion nach der Behandlung von infizierten A549- Zellkulturen mit WKS nach 4-tägigen Inkubationen
Bewertung von S/R:
< 0,9 - negativ für Mykoplasmen
0,9 bis 1 ,2 - Grenzfälle, Zellkulturen müssen in Quarantäne
>1 ,2 - Mykoplasmenkontamination
Beispiel 8
Die antibakterielle Wirkung von POM auf P. aeruginosa (gramnegativ) und S. aureus (gramnegativ)
Um festzustellen, ob AHMT, Wo-Pho oder WKS in Konzentrationen von 0,31 mM, 0,63 mM, 1 ,25 mM, 2,5 mM und 5 mM die Bakterien nach einer Inkubationszeit von 0, 10 Minuten, 20 Minuten, 30 Minuten und von 24 Stunden abtöten könnten, wurden entsprechende MIC (Minimale Hemmkonzentration)-Assays durchgeführt.
Es zeigte sich, dass keine der Konzentrationen in der Lage waren, S. aureus nach 0 Stunden Inkubation abzutöten. Nach 24-stündiger Inkubation von S. aureus in einem DMEM-Medium mit Wo-Pho zeigten, dass Wo-Pho in einer Konzentration von 2,5 mM nach einer Inkubationszeit von 24 Stunden die Bakterien abtöten konnte. In einem EMEM-Medium waren nur 1 ,25 mM dafür notwendig.
Die Versuche wurden mit AHMT wiederholt und es zeigte sich, dass S. aureus nach 24- stündiger Inkubation bei einer Konzentration von 5 mM AHMT abgetötet werden konnte. Im Gegensatz dazu wurden bei WKS eine Konzentration von 2,5 mmol/l zu benötigt.
AHMT, Wo-Pho oder WKS waren in Konzentrationen von 0,31 mM, 0,63 mM, 1 ,25 mM, 2,5 mM und 5 mM nicht in der Lage, P. aeruginosa nach 0-stündiger Inkubation abzutöten. Dagegen waren Wo-Pho oder WKS in einer Konzentration von 5 mM in der Lage, P. aeruginosa in einem EMEM-Medium nach 24-stündiger Inkubation abzutöten.
Des Weiteren wurden Kurzzeit-Inkubationen durchgeführt, um die Wirkung von WKS und WoPho nach 10-minütiger, 20-minütiger und 30-minütiger Inkubation zu testen. Die höchste Konzentration an POM betrug dabei 10 mM im Medium, das mit Dikaliumhydrogenphosphat gepuffert war. Zuvor wurde sichergestellt, dass Dikaliumhydrogenphosphat keinen Einfluss auf die Bakterien hatte. Die Versuchsergebnisse sind in den Tabelle 25 bis zusammengefasst. Tabelle 25:
Die antibakterielle Wirkung von Wo-Pho und WKS auf P. aeruginosa (gramnegativ) und S. aureus (grampositiv)
Während WKS und Wo-Pho bei vergleichsweise hohen Konzentrationen eine inhibierende und zytotoxische Wirkung auf P. aeruginosa hatten, wirkten beide POM weder zytotoxisch noch inhibierend auf S. aureus. Die bakterizide Wirkung bei der POM war daher bestenfalls schwach.
Dieser Nachteil wurde jedoch zu einem Vorteil, da schwache bis fehlende bakterizide Wirkung der POM einen großen Spielraum für die POM-Konzentrationen zur Eliminierung von Mykoplasmen in infizierten Bakterienkulturen ließ.
Um auszuschließen, dass die gefundenen Vorteile und Effekte teilweise oder ganz auf Tageslicht zurückzuführen waren, wurden die Versuche im Dunkeln und im Tageslicht durchgeführt. Dabei wurden keine Unterschiede gefunden, weswegen die Vorteile und Effekte alleine auf die Polyoxometallate zurückzuführen waren.

Claims

Patentansprüche
1. Selektive extrazelluläre und/oder intrazelluläre Verwendung mindestens eines
Polyoxometallats
- für die selektive Prophylaxe und/oder die selektive Nachbehandlung von Mollicuteninfektionen und/oder Mollicutenkontaminationen,
- zur selektiven temporären oder dauerhaften Abtötung und/oder selektiven Dekontaminierung von Mollicutenkontaminationen,
- zur selektiven temporären oder dauerhaften Inhibierung der Vermehrung von Mollicuten und/oder
- zur selektiven temporären oder dauerhaften Einstellung einer konstanten Konzentration von Mollicuten von und in Viruskulturen, Kulturen einzelliger und mehrzelliger Eukaryoten sowie von und in Mikroorganismenpopulationen, wobei
- das mindestens eine Polyoxometallat höchstens in einer Grenzkonzentration angewandt wird, die an jeweils mindestens einer Testkultur im Dunkeln und/oder unter Bestrahlen mit elektromagnetischer Strahlung und/oder unter Atmosphärendruck oder Überdruck durch mindestens eine Mollicutendetektion ermittelt wird und durch die
- die Mollicuten durch das mindestens eine Polyoxometallat in ihrer Proliferation inhibiert oder abgetötet werden, durch die aber
- das mindestens eine Polyoxometallat nach einer Inkubationzeit von 10 Minuten bis 100 Tagen im Dunkeln und/oder unter Bestrahlen mit elektromagnetischer Strahlung und/oder unter Atmosphärendruck oder Überdruck der mindestens einen von einer gegebenen Eukaryotentestkultur, einer gegebenen Virustestkultur oder einer von einer gegebenen Mikroorganismenpopulation stammenden Testkultur nach ihrer Standzeit von 10 Minuten bis auf Dauer im Dunkeln und/öder unter Bestrahlen mit elektromagnetischer Strahlung und/oder unter Atmosphärendruck oder Überdruck' die Proliferation der betreffenden Eukaryoten, der betreffenden Wirtszellen der Viren oder der betreffenden Mikroorganismen ausweislich der mindestens einen Mollicutendetektion noch nicht inhibiert wird.
2. Selektive extrazelluläre und/oder intrazelluläre Verwendung eines Polyoxometallats nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Mikroorganismenpopulationen mindestens zwei Vertreter, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Eukaryoten, Bakterien, Mikroalgen, Protozoen, Bakteriophagen und Viren, enthalten.
3. Selektive extrazelluläre und/oder intrazelluläre Verwendung mindestens eines Polyoxometallats nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kulturen von
- einzelligen und/oder mehrzelligen Eukaryoten,
- Viren und
Mikroorganismenpopulationen von Arzneimitteln, Zellkulturen, 3D-Zellkulturen, zellbiologischen Nährsystemen, zellbiologischen Nährmedien, Gewebekulturen, 3D-Gewebekulturen, Organen, Organtransplantaten, künstlich hergestellten Organen, Organen „on a Chip“, Hilfsmedien, Laboratorien für die Biochemie, Molekularbiologie, Gentechnologie Zellbiologie Mikrobiologie, Virologie, Pharmakologie, Toxikologie und Medizin sowie von Gegenständen, Abzügen, Möbeln, Kleidung, Gerätschaften, Apparaturen und Laborpersonal für und in diesen Laboratorien stammen.
4. Selektive extrazelluläre und/oder intrazelluläre Verwendung mindestens eines
Polyoxometallats nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mollicuten in den infizierten Kulturen Mykoplasmen sind.
5. Selektive extrazelluläre und/oder intrazelluläre Verwendung mindestens eines
Polyoxometallats nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Polyoxometallat in mindestens einer Polyoxometallat-Präparation
- in Form einer Säure, eines Salzes, eines Hydrats, eines Soft-Oxometallats (SOMS), einer Beschichtung und/oder eines organischen, anorganischen und/oder metallorganischen Polyoxometallat-Nanokomposits, und/oder - in molekulardispers gelöster, gepufferter, suspendierter, lipophilisierter und/oder mit organischen Gruppen fluidisierter Form und/oder
- in und/oder auf als sich dispergierenden, teilweise auflösenden, nicht auflösenden oder völlig auflösenden, kompakten und/oder porösen Partikeln, Beschichtungen, Coatings, Releasematerialien, Schwämmchen, Plättchen, Folienstückchen, Textilstückchen, Gewebestückchen, Cellulosefasern, Cellulosemikropartikeln, Cellulosenanopartikeln, Nanosomen, Mikrosomen, Liposomen, Tabletten, Glaskügelchen, Sprühgeräten, Verneblern und/oder als Beschichtung, die die Oberfläche hart und glatt und/oder diffusionsgeschlossen macht, und/oder
- in Aerosolen, Nebeln, Hydrogelen, in Micellen, in Liposomen, in Vesikeln, in Mikrokapseln, in Mikrosphären, in Gelen, in Cremes, Lotions, Salben und/oder Schäumen und/oder
- in Verbindung mit funktionalen Materialien, Arzeimitteln, bioziden Materialien und/oder Nährmedien und/oder Hilfsmedien für die Zellbiologie und/oder
- in Form seiner Ausgangsprodukte, die sich spontan zu dem mindestens einen Polyoxometallat zusammenfügen, vorliegt.
6. Selektive extrazelluläre und/oder intrazelluläre Verwendung mindestens eines
Polyoxometallats nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Polyoxometallat-Präparation ein Polyoxometallat-Chitosan-Komposit ist.
7. Selektive extrazelluläre und/oder intrazelluläre Verwendung mindestens eines
Polyoxometallats nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Polyoxometallat aus der Gruppe, bestehend aus
- Ammoniumheptamolybdat-Tetrahydrat {(NH4)6Mq7q24] · 4H20, CAS-Nr.13106- 76-8 (wasserfrei), CAS-Nr. 12054-85-2 (Tetrahydrat), AHMT},
- Wolframatophosphorsäure-Hydrat {H3[P(W3OIO)4] xH20, CAS-Nr. 1343-93-7 (wasserfrei), CAS-Nr. 12067-99-1 (Hydrat), Wo-Pho},
- Molybdatophosphorsäure-Hydrat, {H3P(MO3OIO)4] xH20, CAS-Nr.: 12026-57- 2 (wasserfrei), CAS-Nr. 51429-74-4 (Hydrat), Mo-Pho} und
- Wolframatokieselsäure {H4[Si(W3Oio)4] xH20, CAS-Nr. 12027-43-9, CAS-Nr.
WKS} ausgewählt wird.
8. Von proliferationsfähigen Mollicuten freie, mindestens ein Polyoxometallat enthaltende
Kulturen von einzelligen und/oder mehrzelligen Eukaryoten, Viruskulturen und Kulturen von Mikroorganismenpopulationen, wobei
- die Kulturen von Arzneimitteln, zellbiologischen Nährsystemen, zellbiologischen Nährmedien, Gewebekulturen, 3D-Gewebekulturen, Organen, Organtransplantaten, künstlich hergestellten Organen, Organen„on a Chip“, Hilfsmedien, Laboratorien für die Biochemie, Molekularbiologie, Gentechnologie Zellbiologie Mikrobiologie, Virologie, Pharmakologie, Toxikologie und Medizin sowie von Gegenständen, Möbeln, Abzügen, Kleidung, Gerätschaften und Apparaturen für und in diesen Laboratorien stammen und wobei
- das mindestens eine Polyoxometallat höchstens in einer Grenzkonzentration angewandt wird, die an jeweils mindestens einer Testkultur im Dunkeln und/oder unter Bestrahlen mit elektromagnetischer Strahlung und/oder unter Atmosphärendruck oder Überdruck durch mindestens eine Mollicutendetektion ermittelt wird und durch die
- die Mollicuten durch das mindestens eine Polyoxometallat in ihrer Proliferation inhibiert oder abgetötet werden, durch die aber
- das mindestens eine Polyoxometallat nach einer Inkubationzeit von 10 Minuten bis 100 Tagen im Dunkeln und/oder unter Bestrahlen mit elektromagnetischer
. Strahlung und/oder unter Atmosphärendruck oder Überdruck der mindestens einen von einer gegebenen Eukaryotentestkultur, einer gegebenen Virustestkultur oder einer von einer gegebenen Mikroorganismenpopulation stammenden Testkultur nach ihrer Standzeit von 10 Minuten bis auf Dauer im Dunkeln und/oder unter Bestrahlen mit elektromagnetischer Strahlung und/oder unter Atmosphärendruck oder Überdruck die Proliferation der betreffenden Eukaryoten, der betreffenden Wirtszellen der Viren oder der betreffenden Mikroorganismen ausweislich der mindestens einen Mollicutendetektion noch nicht inhibiert wird.
9. Von proliferationsfähigen Mollicuten freie, mindestens ein Polyoxometallat enthaltende Kulturen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Mollicuten Mykoplasmen sind.
10. Kits für die selektive extrazelluläre und/oder intrazelluläre Verwendung mindestens eines Polyoxometallats gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie jeweils
(A) mindestens eine Vorrichtung zur Durchführung spektroskopischer, mikrobiologischer und/oder chemischer Messungen zum qualitativen und/oder quantitativen Nachweis von einzelligen Eukaryoten, mehrzelligen Eukaryoten, Wirtszellen von Viren, Mikroorganismenpopulationen und Mollicuten an jeweils mindestens einer Testprobe, die mindestens einer mit mindestens einer Art von Mollicuten infizierten Testkultur, enthaltend mindestens eine Art von einzelligen Eukaryoten und/oder mindestens eine Art von mehrzelligen Eukaryoten, mindestens einer Art von Wirtszellen oder mindestens einer Art von Mikroorganismenpopulationen, entnehmbar ist,
(B) mindestens eine Vorrichtung zur Auswertung und Speicherung der an der mindestens einen Testprobe gemessenen Testergebnisse,
(C) von mindestens einer Art von Mollicuten freie mikrobiologische Nährmedien, Nährsysteme, Hilfsmedien, Gerätschaften und Apparaturen zur Herstellung mindestens einer von mindestens einer Art von Mollicuten freien Kultur, enthaltend
(C1) mindestens eine Art von einzelligen Eukaryoten und/oder mindestens eine Art von mehrzelligen Eukaryoten,
(C2) mindestens eine Art von Wirtszellen für Viren oder
(C3) mindestens eine Art von Mikroorganismenpopulationen, als Null-Probe, wobei die Eukaryoten, die Viren oder die Mikroorganismenpopulation von Arzneimitteln, Zellkulturen, 3D-Zellkulturen, zellbiologischen Nährsystemen, zellbiologischen Nährmedien, Gewebekulturen, 3D-Gewebekulturen, Organen, Organtransplantaten, künstlich hergestellten Organen, Organen „on a chip“, Hilfsmedien sowie Abstrichen von Laboratorien für die zellbiologischen Nährsystemen, zellbiologischen Nährmedien, Gewebekulturen, 3D-Gewebekulturen, Organen,
Organtransplantaten, künstlich hergestellten Organen, Organen„on a Chip“, Hilfsmedien, Laboratorien für die Biochemie, Virologie, Mikrobiologie, Pharmakologie, Toxikologie und Medizin sowie von Gegenständen, Möbeln, Abzügen, Kleidung, Gerätschaften, Apparaturen und Laborpersonal für und in diesen Laboratorien stammen,
(D) zellbiologische Nährmedien, zellbiologische Nährsysteme, Hilfsmedien, Gerätschaften und Apparaturen zur Herstellung mindestens einer zellbiologischen Standardpräparation
(D1) mindestens einer Art von einzelligen Eukaryoten und/oder mindestens einer Art von mehrzelligen Eukaryoten,
(D2) mindestens einer Art von Wirtszellen für Viren oder
(D3) mindestens einer Art von Mikroorganismenpopulationen, die mit einer genau bekannten Dosis an mindestens einer Art von Mollicuten infiziert wird,
(E) mindestens eine Präparation einer genau bekannten Dosis mindestens eines Polyoxometallats und
(F) mindestens eine Dosiervorrichtung für die mindestens eine Präparation einer genau bekannten Dosis mindestens eines Polyoxometallats.
11. Kits für die selektive extrazelluläre und/oder intrazelluläre Verwendung mindestens eines Polyoxometallats nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Polyoxometallat und/oder die mindestens eine POM-Präparation
- in Form einer Säure, eines Salzes, eines Hydrats, eines Soft-Oxometallats (SOMS), einer Beschichtung und/oder eines organischen, anorganischen und/oder metallorganischen Polyoxometallat-Nanokomposits, und/oder - in molekulardispers gelöster, suspendierter, lipophilisierter und/oder mit organischen Gruppen fluidisierter Form und/oder
in und/oder auf als sich dispergierenden, teilweise auflösenden, nicht auflösenden oder völlig auflösenden, kompakten und/oder porösen Partikeln, Beschichtungen, Coatings, Releasematerialien, Schwämmchen, Plättchen, Folienstückchen, Textilstückchen, Gewebestückchen, Cellulosefasern, Cellulosemikropartikeln, Cellulosenanopartikeln, Nanosomen, Mikrosomen, Liposomen, Tabletten, Glaskügelchen, Sprühgeräten, Vernebler und/oder als Beschichtung, die die Oberfläche hart und glatt und/oder diffusionsgeschlossen macht, und/oder
- in Aerosolen, Nebeln, Hydrogelen, in Micellen, in Vesikeln, in Mikrokapseln, in Mikrosphären, in Gelen, in Cremes, Lotions, Salben und/oder Schäumen und/oder
- in Verbindung mit funktionalen Materialien, Arzneimitteln, bioziden Materialien und/oder Nährmedien und/oder Hilfsmedien für die Zellbiologie und/oder
- in Form seiner Ausgangsprodukte, die sich spontan zu dem mindestens einen Polyoxometallat zusammenfügen, vorliegt.
12. Kits für die selektive extrazelluläre und/oder intrazelluläre Verwendung mindestens eines Polyoxometallats nach einem Anspruch 10 oder 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Polyoxometallat aus der Gruppe, bestehend aus
- Ammoniumheptamolybdat-Tetrahydrat {(NH4)6Mq7q24]·4H2q, CAS-Nr.13106- 76-8 (wasserfrei), CAS-Nr. 12054-85-2 (Tetrahydrat), AHMT},
- Wolframatophosphorsäure-Hydrat {H3[P(W3OI O)4].XH20, CAS-Nr. 1343-93-7 (wasserfrei), CAS-Nr. 12067-99-1 (Hydrat), Wo-Pho},
- Molybdatophosphorsäure-Hydrat, {H3R(Mq3qio)4].cH20, CAS-Nr.: 12026-57-2 (wasserfrei), CAS-Nr. 51429-74-4 (Hydrat), Mo-Pho} und
- Wolframatokieselsäure {H4[Si(W3Oio)4].xH20, CAS-Nr. 12027-43-9, CAS-Nr.
WKS} ausgewählt ist und/oder - dass das mindestens eine organische Polyoxometallat-Nanokomposit ein Polyoxometallat-Chitosan-Nanokomposit ist und/oder
- dass die Mollicuten Mykoplasmen sind.
13. Selektives Verfahren (i) zur selektiven Dekontaminierung von mollicuteninfizierten Eukaryotenkulturen, Viruskulturen und Kulturen von Mikroorganismenpopulationen und (ii) zur Proliferation der selektiv dekontaminierten, mollicutenfreien Kulturen, dadurch gekennzeichnet, dass man
(G) an mindestens einer mollicutenfreien und/oder an mindestens einer mollicuteninfizierten Testkultur
(G1) mindestens einer Art von einzelligen Eukaryoten und/oder mindestens einer Art von mehrzelligen Eukaryoten,
(G2) mindestens einer Art von Wirtszellen für Viren oder
(G3) mindestens einer Art von Mikroorganismenpopulationen die Grenzkonzentration mindestens eines Polyoxometallats zur Inhibierung der Proliferation der jeweils mindestens einen Art von Eukaryoten, Wirtszellen für Viren oder Mikroorganismenpopulationen bestimmt,
(H) mindestens eine mollicuteninfizierte Kultur
(H1) der mindestens einer Art von einzelligen Eukaryoten und/oder mindestens einer Art von mehrzelligen Eukaryoten,
(H2) der mindestens einer Art von Wirtszellen für Viren oder (H3) der mindestens einer Art von Mikroorganismenpopulationen, deren Grenzkonzentration des mindestens einen Polyoxometallats zur Inhibierung der Proliferation nach dem Verfahrensschritt (G) bestimmt worden ist, mit dem mindestens einen Polyoxometallat versetzt, sodass in der mindestens einen mollicuteninfizierten Kultur höchstens die Grenzkonzentration des mindestens einen Polyoxometallats resultiert, (I) die nach dem Verfahrensschritt (H) resultierende mindestens eine mollicuteninfizierte Kultur während einer Inkubationzeit von 10 Minuten bis 100 Stunden im Dunkeln und/oder unter Bestrahlen mit elektromagnetischer Strahlung und/oder unter Atmosphärendruck oder Überdruck inkubiert und nach einer Standzeit von 10 Minuten bis auf Dauer im Dunkeln und/oder unter Bestrahlen mit elektromagnetischer Strahlung und/oder unter Atmosphärendruck oder Überdruck mindestens einmal bestimmt, ob noch Mollicuten vorhanden sind und, sofern dies nicht der Fall ist,
(J) mindestens einen Anteil der mindestens einen nunmehr mollicutenfreien Kultur
(J1) mindestens einer Art von einzelligen Eukaryoten und/oder mindestens einer Art von mehrzelligen Eukaryoten,
(J2) mindestens einer Art von Wirtszellen für Viren oder
(J3) mindestens einer Art von Mikroorganismenpopulationen auf mindestens ein mollicutenfreies Nährmedium überträgt und die jeweils mindestens eine Art von mollicutenfreien Eukaryoten, Wirtszellen und Mikroorganismenpopulationen in der resultierenden mindestens zweiten Kultur vermehrt.
14. Selektiv gegen Mollicutenbefall geschützte Gegenstände und Fluide, enthaltend mindestens ein Polyoxometallat und/oder mindestens eine Polyoxometallat- Präparation gemäß einem der Ansprüche 8 oder 9, welches oder welche
- in Form einer Säure, eines Salzes, eines Hydrats, eines Soft-Oxometallats (SOMS), einer Beschichtung und/oder eines organischen, anorganischen und/oder metallorganischen Polyoxometallat-Nanokomposits und/oder
- in und/oder auf als sich dispergierenden, teilweise auflösenden, nicht auflösenden oder völlig auflösenden, kompakten und/oder porösen Partikeln, Beschichtungen, Coatings, Releasematerialien, Schwämmchen, Plättchen, Folienstückchen, Textilstückchen, Gewebestückchen, Cellulosefasern, Cellulosemikropartikeln, Cellulosenanopartikeln, Nänosomen, Mikrosomen, Liposomen, Tabletten, Glaskügelchen, Sprühgeräten, Verneblern und/oder als Beschichtung, die die Oberfläche hart und glatt und/oder diffusionsgeschlossen macht, und/oder - in Aerosolen, Nebeln, Hydrogelen, in Micellen, in Liposomen, in Vesikeln, in Mikrokapseln, in Mikrosphären, in Gelen, in Cremes, Lotions, Salben und/oder Schäumen und/oder
- in Verbindung mit funktionalen Materialien, Antibiotika, bioziden Materialien und/oder Nährmedien und/oder Hilfsmedien für die Zellbiologie und/oder
- in Form seiner Ausgangsprodukte, die sich spontan zu dem mindestens einen Polyoxometallat zusammenfügen, auf und/oder in die Gegenstände und/oder in die Fluide in einer an
Eukaryotentestkulturen, Virustestkulturen oder Testkulturen von
Mikroorganismenpopulationen ermittelbaren Grenzkonzentration eingebracht ist oder sind, wobei
- zur Ermittlung der jeweiligen Grenzkonzentration das mindestens eine Polyoxometallat und/oder die mindestens eine Polyoxometallat-Präparation höchstens in einer an jeweils mindestens einer Testkultur im Dunkeln und/oder unter Bestrahlen mit elektromagnetischer Strahlung und/oder unter Atmosphärendruck oder Überdruck Konzentration anwendbar ist, durch die
- die Mollicuten in ihrer Proliferation inhibiert oder abgetötet sind, durch die aber
- das mindestens eine Polyoxometallat und/oder die mindestens eine
Polyoxometallat-Präparation nach einer Inkubationzeit von 10 Minuten bis 100 Tagen einer gegebenen Eukaryotentestkultur, einer gegebenen Virustestkultur oder einer von einer gegebenen Mikroorganismenpopulation stammenden mindestens einen Testkultur im Dunkeln und/oder unter Bestrahlen mit elektromagnetischer Strahlung und/oder unter Atmosphärendruck oder
Überdruck und nach mindestens einer Mollicutendetektion nach ihrer Standzeit von 10 Minuten bis auf Dauer im Dunkeln und/oder unter Bestrahlen mit elektromagnetischer Strahlung und/oder unter Atmosphärendruck oder
Überdruck die Proliferation der betreffenden Eukaryoten, der betreffenden Wirtszellen der Viren oder der betreffenden Mikroorganismen noch nicht inhibiert ist.
15. Selektiv gegen Mollicutenbefall geschützte Gegenstände und Fluide nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine organische Polyoxometallat- Komposit ein Polyoxometallat-Chitosan-Komposit ist.
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