Effect of constant electric field stimulation of suspensions of selected microorganisms on geometric structure of cells

• Autorzy: Kiełbasa Paweł , Miernik Anna , Dróżdż Tomasz

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2022.05.27

Warianty tytułu

PL

Wpływ stymulacji stałym polem elektrycznym zawiesin wybranych mikroorganizmów na strukturę geometryczną komórek

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper discusses the effect of constant electric field on the geometrical parameters of selected microorganisms. In the experiment different time of exposure of suspension of microorganisms to constant electric field was applied and then the cell area and its diameter were determined. It was found that with increasing stimulation time the diameter and area of the cells relatively decreased in the case of Enterococcus faecalis strain ATCC 29212 as well as Candida krusei strain ATCC 14243. It should be noted, however, that in the case of Enterococcus faecalis ATCC 29212 cells the area and diameter of the cells after stimulation are higher than in the case of untreated cells, while in the case of Candida krusei ATCC 14243 both the area and diameter of the cells after stimulation are lower than in the cells from the control sample.

PL

W artykule omówiono wpływ oddziaływania stałego pola elektrycznego na parametry geometryczne wybranych mikroorganizmów. W doświadczeniu zastosowano zróżnicowany czas ekspozycji zawiesiny mikroorganizmów na oddziaływanie stałego pola elektrycznego a następnie określono powierzchnię komórki oraz jej średnicę. Stwierdzono, że wraz ze wzrostem czasu stymulacji średnica i pole powierzchni komórek względnie zmniejsza się zarówno w przypadku komórek szczepu Enterococcus faecalis ATCC 29212 jak również szczepu drożdżaka Candida krusei ATCC 14243. Należy jednak zaznaczyć, że w przypadku komórek Enterococcus faecalis ATCC 29212 pole powierzchni i średnica komórek po stymulacji jest wyższa niż u komórek nie poddanych takiemu oddziaływaniu, natomiast w przypadku szczepu Candida krusei ATCC 14243 zarówno pole powierzchni jak i średnica komórek po stymulacji jest niższa niż u komórek z próby kontrolnej.

Słowa kluczowe

EN

electric field; microorganisms; cell size; production engineering

PL

pole elektryczne; mikroorganizmy; wielkość komórek; inżynieria produkcji

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2022
• Tom: R. 98, nr 5
• Strony: 148--151
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., rys.

Twórcy

autor

Kiełbasa Paweł

• University of Agriculture in Krakow, Faculty of Production and Power Engineering, Balicka Av. 116B, 30-149 Krakow

autor

Miernik Anna

• University of Agriculture in Krakow, Faculty of Production and Power Engineering, Balicka Av. 116B, 30-149 Krakow

autor

Dróżdż Tomasz

• University of Agriculture in Krakow, Faculty of Production and Power Engineering, Balicka Av. 116B, 30-149 Krakow

Bibliografia

• [1] Jakubowski T. 2018. Use of UV-C radiation for reducing storage losses of potato tubers. Bangladesh Journal of Botany, 47(3), 533 537.
• [2] Sobol Z., Jakubowski T., Nawara P. 2020. Application of the CIE L*a*b* method for the evaluation of the color of fried products from potato tubers exposed to C band ultraviolet light. Sustainability, 12(8), article number 3487.
• [3] Jakubowski T. 2018. The influence of microwave radiation at the frequency 2.45 GHz on the germination. Przegląd Elektrotechniczny, 94(12), 254-257.
• [4] Mir LM (2001) Therapeutic perspectives of in vivo cell electropermeabilization. Bioelectrochemistry 53:1–10
• [5] Kotnik T., Pucihar G., Miklavčič D. (2011) The Cell in the Electric Field. In: Kee S., Gehl J., Lee E. (eds) Clinical Aspects of Electroporation. Springer, New York, NY. https://doi.org/10.1007/978-1-4419-8363-3_3
• [6] Gałązka-Czarnecka I., Korzeniewska E. and Czarnecki A., Modification of antioxidant activities in wines using pulsed electric field, 2019 Applications of Electromagnetics in ModernEngineering and Medicine (PTZE), 2019, pp. 30-33, doi: 10.23919/PTZE.2019.8781699.
• [7] Nadolny Z. 2016. Pole elektryczne i magnetyczne w służbie zdrowia człowieka – wykorzystanie w medycynie, rolnictwie i przemyśle spożywczym. Przegląd naukowo-metodyczny. Edukacja dla bezpieczeństwa. 3/2016 (32): 415-421.
• [8] Čemažar M, Jarm T, Miklavčič D, et al. Effect of electric-field intensity on electropermeabilization and electrosensitivity of various tumor-cell lines in vitro. Electro Magnetobiol. 1998;17:261–70.
• [9] Neumann, E., Sprafke, A., Boldt, E., & Wolf, H. (1991). In D. Chang,B.M. Chassy, J. A. Saunders, & A. E. Sowers (Eds.), Guide to Electroporation and Electrofusion (pp. 77–90). San Diego: Academic.
• [10] Barbosa-Canovas, G. V., Altunakar, B. (2006). In G. V. Barbosa-Canovas (Ed.), Pulsed electric field technology for thefood industry: Fundamentals and application (pp. 3–26). New York: Springer.
• [11] Vorobiev, E., & Lebovka,N. (2011). In N. Lebovka, E.Vorobiev, & F. Chemat(Eds.), EnhancingExtraction Processes in the Food Industry (pp. 25–84). Boca Raton: CRC Press.
• [12] Liu, D., Lebovka, N. I., & Vorobiev, E. (2013). Food and Bioprocess Technology, 6, 576–584.
• [13] Lebovka N.N., Bazhal M., Vorobiev E. “Simulation and experimental investigation of food materials breakage using pulsed electric field treatment,” J. Food Eng., vol. 44, pp. 213–223, 2000.
• [14] Kroemer, G. et al. (2005) Classification of cell death: recommendations of the nomenclature committee on cell death. Cell Death Differ. 12, 1463–1467.
• [15] Edinger, A.L. and Thompson, C.B. (2004) Death by design: apoptosis, necrosis and autophagy. Curr. Opin. Cell Biol. 16, 663–669.
• [16] Majno G., Joris I.: Apoptosis, oncosis, and necrosis. An overview of cell death. Am. J. Pathol., 1995; 146: 3–15.
• [17] Trump B.F., Berezesky I.K., Chang S.H., Phelps P.C.: The pathways of cell death: oncosis, apoptosis, and necrosis. Toxicol. Pathol., 1997; 25: 82–88.
• [18] Bano D., Young K.W., Guerin C.J., Lefeuvre R., Rothwell N.J., Naldini L., Rizzuto R., Carafoli E., Nicotera P.: Cleavage of the plasma membrane Na+/Ca2+ exchanger in excitotoxicity. Cell, 2005; 120: 275–285.
• [19] Syrotiuk V., Syrotyuk S., Ptashnyk V., Tryhuba A., Baranovych S., Gielzecki J., Jakubowski T. 2020. A hybrid system with intelligent control for the processes of resource and energy supply of a greenhouse complex with application of energy renewable sources. Przegląd Elektrotechniczny, 96(7), 149-152.
• [20] Ricci M.S., Zong W.X.: Chemotherapeutic approaches for targeting cell death pathways. Oncologist, 2006; 11: 342–357.
• [21] Gocławski J., Sekulska-Nalewajko J., Korzeniewska E., Piekarska A., The use of optical coherence tomography for the evaluation of textural changes of grapes exposed to pulsed electric field, Computers and Electronics in Agriculture, 2017 Vol. 142, Part A, 29-40, https://doi.org/10.1016/j.compag.2017.08.008
• [22] Korzeniewska E., Sekulska-Nalewajko J., Gocławski J., Dróżdż T. and Kiełbasa P., Analysis of changes in fruit tissue after the pulsed electric field treatment using optical coherence tomography, Eur. Phys. J. Appl. Phys., 91 3 (2020) 30902, DOI: https://doi.org/10.1051/epjap/2020200021

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).