chromat snell 1956

7/30/2019 Chromat Snell 1956

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P a p e r C h r o m a t o g r a p h i c I d e n t i f i c a t i o n o f P o l y p e p t i d i cGram P o s i t i v e I n h i b i t i n g A n t i b i o t i c s 1

NEVA S N E L L , KoSUKE I J I C H I AND J . C . L E W I SW 1 ' e s t e r n U t i l i z a t i o n R e s e a r c h B r a n c h , A g r i c u l t u r a l R e s e a r c h S e r v i c e , U n i t e d S t a t e s D e p a r t m e n t o f A g r i c u l t u r e , A l b a n y , C a l i f o r n i a

R e c e i v e d f o r p u b l i c a t i o n A u g u s t 1 , 1 9 5 5O n e - d i r e c t i o n a l p a p e r c h r o m a t o g r a p h y f o l l o w e d b yb i o a u t o g r a p h y h a s p r o v e d u s e f u l f o r d i f f e r e n t i a t i n ga n t i b i o t i c s p r o d u c e d b y B a c i l l u s s p e c i e s i n c o n n e c t i o nw i t h a s c r e e n i n g p r o g r a m . F o r p u r p o s e s o f c o m p a r i s o nw i t h u n i d e n t i f i e d a n t i b i o t i c s , R f v a l u e s h a v e b e e nd e t e r m i n e d w i t h a n u m b e r o f s o l v e n t s f o r m o s t o f t h ea v a i l a b l e B a c i l l u s a n t i b i o t i c s a c t i v e a g a i n s t g r a mp o s i t i v e b a c t e r i a a n d s e v e r a l o f t h e p o l y p e p t i d i c a n t i -b i o t i c s p r o d u c e d b y o t h e r m i c r o o r g a n i s m s .G o o d a l l a n d L e v i ( 1 9 4 6 ) f i r s t u s e d t h i s t e c h n i q u e i ns e p a r a t i n g t h e p e n i c i l l i n s . S i n ce t ha t t i m e , i t h a s b e e n

u s e d w i t h i n c r e a s i n g s c o p e . S e v e r a l o f t h e p o l y p e p t i d i c ,g r a m p o s i t i v e i n h i b i t i n g a n t i b i o t i c s h a v e p r e v i o u s l yb e e n s e p a r a t e d c h r o m a t o g r a p h i c a l l y ( b a c i t r a c i n , t y r o -t h r i c i n , a n d v i o m y c i n b y F i s c h b a c h a n d L e v i n e , 1 9 5 3 ;l i c h e n i f o r m i n s A , B , a n d C b y C a l l o w a n d W o r k , 1 9 5 2 ;c a t e n u l i n a n d n e o m y c i n b y D a v i s s o n e t a l . , 1 9 5 2 ; t h ev a r i o u s a c t i n o m y c i n s b y V i n i n g a n d W a k s m a n , 1 9 5 4 ;a n d a c t i n o m y c i n a n d s t r e p t o t h r i c i n s u l f a t e b y Am-mann a n d G o t t l i e b , 1 9 5 5 ) .

E X P E R I M E N T A L METHODSA s c e n d i n g c h r o m a t o g r a m s o n Whatman N o . 1p a p e r w e r e d e v e l o p e d i n g l a s s j a r s c o n t a i n i n g 1 cm o fs o l v e n t m i x t u r e . S o l v e n t c o m p o s i t i o n s a r e b a s e d o nv o l u m e m e a s u r e m e n t s o f e a c h o f t h e c o m p o n e n t s .E f f e c t s o f s m a l l c h a n g e s i n s o l v e n t c o n c e n t r a t i o n w e r es u f f i c i e n t l y l a r g e t o w a r r a n t p r e p a r a t i o n o f f r e s h m i x -t u r e s f o r e a c h u s e . A f e w m l o f a m m o n i a i n a s m a l l

b e a k e r p r o v i d e d a m m o n i a i n t h e a t m o s p h e r e w h e nn e e d e d .S a m p l e s w e r e s p o t t e d 2 cm a b o v e t h e b a s e o f t h ep a p e r , w i t h a h y p o d e r m i c s y r i n g e a n d 2 5 - g a u g e n e e d l e ,a n d d r i e d t h o r o u g h l y b e f o r e p l a c i n g i n t h e s o l v e n t .

A f t e r t h e s o l v e n t h a d m i g r a t e d t o t h e t o p o f t h e p a p e r( u s u a l l y 1 2 c m ) t h e c h r o m a t o g r a m s w e r e d r i e d t h o r -o u g h l y . E x p o s u r e t o s t e a m i n t e r m i t t e n t l y d u r i n g t h ed r y i n g e n s u r e d a d e q u a t e r e m o v a l o f a c e t i c a c i d .T h e m i g r a t e d a n t i b i o t i c s w e r e d e t e c t e d b i o a u t o -g r a p h i c a l l y i n a m a n n e r s i m i l a r t o t h a t o f G o o d a l l a n dL e v i ( 1 9 4 6 ) . P a p e r s w e r e p l a c e d f o r o n e - h a l f h o u r o nD i f c o n u t r i e n t a g a r p l a t e s s e e d e d w i t h t h e t e s t o r g a n -

1 P r e s e n t e d i n p a r t b e f o r e t h e 5 3 r d G e n e r a l M e e t i n g , S o c i e t yo f A m e r i c a n B a c t e r i o l o g i s t s , A u g u s t 1 9 5 3 .

i s m , u s u a l l y B a c i l l u s m e g a t e r i u m NRRL B - 9 3 8 . T h ep l a t e s w e r e i n c u b a t e d a t 3 5 C f o r 1 7 h o u r s .P u r i f i e d a n t i b i o t i c s w e r e d i s s o l v e d i n w a t e r , e x c e p tf o r g r a m i c i d i n a n d t y r o c i d i n e * H C l , w h i c h w e r e d i s -s o l v e d i n 9 5 p e r c e n t e t h y l a l c o h o l . A t e r r i m i n ( A l d e r t o na n d S n e l l , u n p u b l i s h e d w o r k ) , a v a i l a b l e o n l y i n p a r t i a l l yp u r i f i e d f o r m , w a s d i s s o l v e d e i t h e r i n d r y b u t y l a l c o h o lo r i n a b s o l u t e e t h y l a l c o h o l . C r u d e B a c i l l u s c u l t u r e sw e r e t e s t e d d i r e c t l y o r a s c r u d e e x t r a c t s . O n e m g o f t h ep u r i f i e d a n t i b i o t i c s p e r m l w a s a p r a c t i c a l c o n c e n t r a t i o nf o r d e t e c t i o n w i t h B a c i l l u s m e g a t e r i u m , w i t h t h e f o l l o w v -i n g e x c e p t i o n s ( m g p e r m l ) : a c t i n o m y c i n , 0 . 1 ; c i n n a -m y c i n , 0 . 5 ; g r a m i c i d i n , v i o m y c i n , a n d v i v i c i l , 2 ;l i c h e n i f o r m i n A5 a n d t y r o c i d i n e . H C l , 4 .

S o u r c e s o f a n t i b i o t i c s a r e a s f o l l o w s : a c t i n o m y c i n ,c i n n a m y c i n , g r i s e i n , l a t e r o s p o r i n s A a n d B , p o l y p e p t i n ,s t r e p t o l i n , v i o m y c i n , a n d v i v i c i l , N o r t h e r n U t i l i z a t i o nR e s e a r c h B r a n c h ; c a t e n u l i n , C h a s . P f i z e r C o . ; l i c h e n i -f o r m i n A S , D r . L . H . K e n t , M i n i s t r y o f S u p p l y , E n g -l a n d ; n i s i n , B e n g e r s , L t d . ; s u b t i l i n a n d a t e r r i m i n , t h i sl a b o r a t o r y ; o t h e r s , c o m m e r c i a l p r o d u c t s .

R E S U L T SV a r i o u s c o n c e n t r a t i o n s o f t - b u t y l a l c o h o l , n - b u t y la l c o h o l , m e t h a n o l , o r a c e t o n e w i t h 2 t o 1 0 p e r c e n ta c e t i c a c i d h a v e g i v e n t h e b e s t d i f f e r e n t i a t i o n s o f t h ep u r i f i e d a n t i b i o t i c s i n c l u d e d i n t h i s s t u d y , t - b u t y la l c o h o l b e i n g e s p e c i a l l y u s e f u l . Ammonia i n t h e a t -

0S 2

5 5 : 6 : 6 0 : 6 6 5 : 6 70:6:7639 34 29 2 4 20t - b u t y l a l c o h o l : o c e t i c o c i d :H 2 0F I G . 1 . E f f e c t o f s o l v e n t c o m p o s i t i o n o n R f v a l u e s f o r s u b t i l i n

1 3


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NEVA SNELL, K O S U K E I J I C H I AND J . C . LEWIS- . 4 2 c i n o m y c i nA A e r r i m i n 1G r o m i c i d i n I . 0k j f e n i c i l f i n G | 0 ^ eo (a

0o ,- . { L o f e r o s p o r i n A . I ,( r y r o c i d i n e - H C I - |

- 00 2- L o t e r o s p o r i n B 50( n o 0

- P o l y p e p t / n

- S o c l t r o c l n

- V / i v c i /

- C I n n o m y c M n

- S u b t i / i n

- G r i s e i nN i s i n

0 3 L / . . b O e n u l nL i c h e n i f o r m i n A0 s t r e p t o l i nS t r e p t o t h r i c l n *H1 / o m y c i n

1 . 0 r. 9 0

0 e . 7 5o NI I o . 6 0C QQ o . 3 5e z o . 2

J o ~ ~ ~ ~ 0

C. .

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1 . 0. 9 80 t - . 8 5c i d i . 7 5I c J . 6 5'4o

1 W CC I . I 0 M .15 i~

S A c t i n o m y c i n_ A t e r r i m i n ( a l s o a t 0) -,o f'1 G r o m i c i d i n ( a l s o a t 0) 0\I e n i c i I i n G JN 4

I

r y r o c i d i n e - H C It c A e r r i m i n ( a l s o a t I ) 0G r o m i c i d i n ( a l s o a t I )L o t e r o s p o r i n AL o t e r o s p o r i n

- V i v i c i d

_ S u b t i l i n= C i n n o m y c i n( s t r e a k e d ) )

- N i s i l , S u b t i / i j, - L i c h e n i f o r m i ni - G r i s e i n

- V i o m y c i n- C o t e n u l i n-S t r e p t o / i n

0 . r P e n i c i l l i n G

. 7

0 I

A c t / i n o m , c i n( a l s o a t . 1 )

A c t i n o m y c i n.L ( a l s o t . 8 5 )C 0 - G r o m i c i ' d l n

o 1 . 0 - L o t e r o s p o r i n AI ) Eo 0o Z oersoi0 L - O t e r o s p o M i n

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a t . 2 5 )i n h / C Ip i n A5 } -O Wf o

1 . 0 P o l y p e p t i n

. 5 5 - B a c i t r o c i n

. 2 5 - V i v i c i lO 0

. 3 1 - S u b t i / i n. 0 L N i s i n

. 2 5 1 - N i s i n0

F I G . 2 . K ey t o c h r o m a t o g r a p h i c i d e n t i f i c a t i o n o f gram p o s it i v e i n hi b it i n g p o l y p e p t i d i c a n t i b i o t i c s a n d t h e n o n p o l y p e p t i d ea t e r r i m i n . T he o r d e r f o r i n s p e c t i o n o f r e s u l t s w i t h v a r i o u s s o l v e n t m i x t u r e s i s f r o m l e f t t o r i g h t as i s i n d i c a t e d by t h e arrows.

1 4 [ V O L . 4

5

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f. .- A c t i n o m y , c n 0( a l s o a t 0 ) U I ;0- N

A t e r r i m i n -( s t r e a k e d 0 - . 3 5 )/ 0

r A c t i n o m y c i n UI ( a l s o a t . 7 ) a- ( G r o m i c i d M n 9I.0\ . 9 0 L o t e r o s p o r i n 6. 8 5 L a t e r o s p o r i n A

0O N IE I . 4 5 T y r o c i d i n e * H C I

- T y r o c i d r n e H C I 0 A t e r r i m i n( s t r e a k e d 0 - . 3 5- L o t e r o s p o r i n A I0L G r a m i c i d i n

- L o t e r o s p o r i n( s t r e a k e d ) 10 8 o c i / r a c i nBocitrocin Ci . Vv/vc/IV o l y p e p t i n J 0c0E

00I- Z O L o t e r o s p o r i n B

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. 3 5 S t r e p t o t h r i c iN25 s i n ( a l s o I.2 0 L i c h e n i f o r m ,7 - H C ; I 3 1 OL c * -

.o~~~~~~~~~t 6F . a . 30 ~ ~ ~ ~ C.65L S t r e p t o t h r i c m n .C/ o.60r V i o m y c i n a O

Ca IC o t F n v / i n ; g = L L i c h e n i f o r m i n A 5

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1 . 0. 8 5

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. 4 5

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3/5

PAPER C H R O M A T O G R A P H I C IDENTIFICATION O F ANTIBIOTICSam

xo x o x k I ;1 0 C O N e 0)CDO q A--0C ... a LtoO010= 0)t - O-4 CO1 0 0 ) ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ C' - co>66co CD Q C 0 0 0 00C)C

o . 3 - m LO 1 000 0 o.Om) (M = _ '" C O C 5 ) co0) C O 10 1 0 C O 10 1C 1 0 O10 g ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 0%-~~~~~~~t0C ; ' - C 4 1 0 C D 1 C O 01 . 4 &~C-4 0I 00000 0 0 - 0 * 0 oe1010~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~O1o o 0 0 0 0 o Ot-o

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O I L O O LO 0 1 0O * O

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4/5

N E V A SNELL, K O S U K E I J I C H I AND J . C . LEWISm o s p h e r e i n t h e s o l v e n t j a r h a s m a d e p o s s id i f f e r e n t i a t i o n s w h i c h w e r e n ot o b t a i n e da c i d i c s o l v e n t s . C a r e f u l c o n t r o l o f s o l v e n t c o ni s i m p o r t a n t . F i g u r e 1 i l l u s t r a t e s a n e f f e c t o fs m a l l c h a n g e s i n t - b u t y l a l c o h o l c o n c e n t r a t i ce f f e c t s may b e n o t e d i n many i n s t a n c e s , ac r i t i c a l r a n g e o f o t h e r s o l v e n t s .

T h e p r e s e n c e o f a c e t i c a c i d t e n d s t o i m p r ct i o n o f s o m e a n t i b i o t i c s , b u t t h e a c i d m u s t bb e f o r e b i o a u t o g r a p h i c a n a l y s i s . I n t e r f e r i n go f a c e t i c a c i d f o r t h r e e t e s t b a c t e r i a ( a s nm i c r o e q u i v a l e n t s p e r s q u a r e c e n t i m e t e r ) w e rb y p a p e r d r i e d i n a h o t - a i r c a b i n e t , o r a t r o o :a t u r e w h e n t h e r e l a t i v e h u m i d i t y w a s l o w . Thc u r v e w a s t y p i c a l o f a c e t i c a c i d , w h i c h i n d it h e i n h i b i t i o n o f t h e b a c t e r i a w a s d u e t o r e sr a t h e r t h a n t o t h e p r o d u c t i o n o f t o x i c sH o w e v e r , p a p e r s a t u r a t e d w i t h 1 0 p e r c e n t fh a s b e e n r e nd e r e d n o n t o x i c a n d a c i d - f r e eh o u r s b y e v a p o r a t i o n i n h u m i d l a b o r a t o r ye x p o s u r e t o s t e a m d u r i n g d r y i n g .

S t r e a k i n g o f t h e a n t i b i o t i c o v e r p a r t o re n t i r e l e n g t h o f t h e p a p e r o c c u r s u n d e r c e r t as t a n c e s . T h i s may b e a v o i d e d s o m e t i m e s b 3l o w e r c o n c e n t r a t i o n o f t h e a n t i b i o t i c a n db y c h o i c e o f a m o r e a p p r o p r i a t e s o l v e n t m i x lA k e y t o s o m e o f t h e g r a m p o s i t i v e i n h i b ip e p t i d i c a n t i b i o t i c s i s s h o w n i n f i g u r e 2 . V a r iw e r e n o t r e a d i l y a v a i l a b l e . S o l v e n t 1 p r o v e ds a t i s f a c t o r y f o r g i v i n g a g o o d i n i t i a l s p r e a d o fg r o u p o f a n t i b i o t i c s . A f t e r d e t e r m i n a t i o nm o v e m e n t i n S o l v e n t 1 , o t h e r a p p r o p r i a t e c cmay b e m a d e a s i s i n d i c a t e d b y t h e a r r o w s .T a b l e 1 g i v e s t h e R f v a l u e s f o r t h e s e a n t i b :a l a r g e r n u m b e r o f s o l v e n t s .Two d i s t i n c t i n h i b i t i o n z o n e s h a v e b e e rf o r a f e w o f t h e a n t i b i o t i c s w i t h c e r t a i n s ot u r e s , a s i s e v i d e n t f r o m t h e d a t a i n t a b l e

r 5

0

O r g o n i s mI n h i b i t e d-B. m e g o t e r i u mo n d M p y o g e n e s

v . / b u s

M p y o g e n e sva/bus a n l y

-c-B. m e g o t e r i u m~ o nlyB - 1 4 7 1

O r g a n i s mI n h i b i t e d-B m e g o t e r i u m

o n l y

-M . f l a v u so n l y

.e _Bm e g o t e r i v ma n d M f / o v u sB-1474 6633

F I G . 3 . M u l t i p l e a n t i b i o t i c p r o d u c t i o n b y t hs u b t i l i s c u l t u r e s : NRRL B - 1 4 7 1 ( a t e r r i m i n - p r o d uB - 1 4 7 4 , a n d A T C C 6 6 3 3 ( s u b t i l i n - p r o d u c e r ) . ( S o l ba l c o h o l , a c e t i c a c i d , H 2 0 - 7 4 : 3 : 2 5 . )

i b l e a f e ww i t h t h eL c e n t r a t i o nr e l a t i v e l y) n . S i m i l a rw i t h i n t h e

) v e r e s o l u -e r e m o v e dq u a n t i t i e sn u c h a s 2e r e t a i n e dm t e m p e r -L e t i t r a t i o ni c a t e s t h a t3 i d u a l a c i du b s t a n c e s .a c e t i c a c i dw i t h i n 3

h o m o g e n e i t y , t h e m o s t o b v i o u s e x p l a n a t i o n , may b er e s p o n s i b l e i n a t l e a s t s o m e o f t h e s e c a s e s . I n a s m u c h a so u r i n t e r e s t w a s n o t i n d i f f e r e n t i a t i n g w i t h i n f a m i l i e so f a n t i b i o t i c s ( f o r e x a m p l e , b e t w e e n t h e b a c i t r a c i n s ) ,t h e u s e o f s u c h s o l v e n t m i x t u r e s w a s g e n e r a l l y a v o i d e df o r t h e a n t i b i o t i c s i n q u e s t i o n i n p r e p a r i n g t h e k e y( f i g u r e 2 ) .

By t h e u s e o f s e v e r a l t e s t b a c t e r i a a n d s o l v e n t s ,v a r i o u s s t o c k s o f B a c i l l u s h a v e b e e n s h o w n t o p r o d u c e2 t o 4 a n t i b i o t i c s s i m u l t a n e o u s l y . T h e p r o d u c t i o n o fo n l y o n e a n t i b i o t i c a p p e a r s t o b e t h e e x c e p t i o n r a t h e rt h a n t h e r u l e . F i g u r e 3 i l l u s t r a t e s t h e p r e s e n c e o f a tl e a s t 3 a n t i b i o t i c s i n e a c h o f t h r e e t y p i c a l B a c i l l u s w h o l ec u l t u r e s . F r a c t i o n a t i o n h a s f u r t h e r e s t a b l i s h e d a t l e a s tt w o o f t h e s e a c t i v i t i e s f o r B . s u b t i l i s NRRL B - 1 4 7 1( a t e r r i m i n - p r o d u c e r ) a n d 4 d i s t i n c t a c t i v i t i e s f o r B .s u b t i l i s NRRL B - 1 4 7 4 .

D I S C U S S I O Na i r o r b y M u l t i p l i c i t y o f a n t i b i o t i c p r o d u c t i o n o b v i o u s l y c o m -p l i c a t e s a t t e m p t s t o i d e n t i f y a n t i b i o t i c s i n u n f r a c t i o n -e v e n t h e a t e d m a t e r i a l . H o w e v e r , e v e n i n w h o l e c u l t u r e s s i m i l a r i -

s i n c i r c u m - t i e s o r d i f f e r e n c e s b e t w e e n k n o w n a n d u n i d e n t i f i e dy u s e o f a a n t i b i o t i c s may b e n o t e d b y m e a n s o f c h r o m a t o g r a p h y .s o m e t i m e s T w o - d i m e n s i o n a l c h r o m a t o g r a p h y w a s u s e f u l i n c l a r i -t u r e . f y i n g r e s u l t s w i t h c r u d e p r e p a r a t i o n s . E x a c t R f v a l u e si t i n g p o l y - s h o u l d n o t b e c r e d i t e d w i t h s i g n i f i c a n c e i n e v a l u a t i n gi o u s o t h e r s i m p u r e p r e p a r a t i o n s , a s m o v e m e n t r a t e s o f a n t i b i o t i c sI t h e m o s t may b e i n f l u e n c e d b y t h e p r e s e n c e o f o t h e r c o n s t i t u e n t st h e e n t i r e o f t h e c u l t u r e . T h e v i s c o s i t y o f w h o l e c u l t u r e s mayo f r a t e o f c a u s e f a i l u r e o f t h e s a m p l e t o s i n k c o m p l e t e l y i n t o t h e) m p a r i s o n s f i l t e r p a p e r , a n d t h u s r e t a r d m o v e m e n t b e c a u s e o fd e l a y e d c o n t a c t w i t h t h e s o l v e n t . I n o u r e x p e r i e n c e ,i o t i c s w i t h t h e c o m b i n a t i o n o f a n t i b i o t i c a l l y i n a c t i v e w h o l e c u l t u r eb r o t h w i t h p u r e a n t i b i o t i c p r e p a r a t i o n s h a s h a d a

i o b s e r v e d r e l a t i v e l y m i n o r e f f e c t o n m o v e m e n t r a t e s ( 0 . 2 R f o ri l v e n t m i x - l e s s ) , b u t t h e p o s s i b i l i t y o f a g r e a t e r e f f e c t s h o u l d b e1 . L a c k o f k e p t i n m i n d . E v e n p r e l i m i n a r y f r a c t i o n a t i o n o f c u l -t u r e s may i n c r e a s e p r e c i s i o n o f c h r o m a t o g r a p h i c r e s u l t s .O r g a n i s m I n v i e w o f t h e many f a c t o r s w h i c h may i n f l u e n c eI n h i b i t e d e x a c t R f v a l u e s , we h a v e a t t e m p t e d t o f i n d s o l v e n t-B m e g o t e r i u m w h c m i x t u r e s w h i c h d i s t i n g u i s h b y w i d e d i f f e r e n c e s . T h i sg o a l w a s n o t r e a l i z e d t o t h e d e s i r e d d e g r e e i n s o m ei n s t a n c e s , m o s t n o t a b l y s t r e p t o t h r i c i n H C l v s . e i t h e rg r i s e i n o r v i o m y c i n , c a t e n u l i n v s . s t r e p t o l i n , a n da t e r r i m i n v s . g r a m i c i d i n o r t y r o c i d i n e H C l .- a . m e g o t e r n L u m I n a s m u c h a s most B a c i l l u s a n t i b i o t i c s w h i c h h a v eb e e n c h a r a c t e r i z e d t o d a t e a r e p o l y p e p t i d e s ( F u l l e r ,1 9 5 5 ) , u n i d e n t i f i e d a n t i b i o t i c s f r o m B a c i l l u s p r o b a b l y

B . m e g o t e r i u m s h o u l d b e c o m p a r e d a l s o w i t h p o l y p e p t i d i c a n t i b i o t i c sf r o m o t h e r s o u r c e s . F o r t h i s r e a s o n , we h a v e i n c l u d e do t h e r r e a d i l y a v a i l a b l e g r a m p o s i t i v e i n h i b i t i n g p o l y -

L r e e B a c i l l u s p e p t i d i c a n t i b i o t i c s i n t h i s s t u d y . A t e r r i m i n , a l t h o u g ht c e r ) , NRRL n o t a p o l y p e p t i d e ( A l d e r t o n a n d S n e l l , u n p u b l i s h e dv e n t : t - b u t y l d a t a ) , h a s b e e n i n c l u d e d b e c a u s e i t i s p r o d u c e d b y aB a c i l l u s .

[ V O L . 46


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C L O U D CHAMBER T E C H N I C FO R S T U DYI NG AEROSOLSS U M M ARYA k e y b a s e d o n p a p e r c h r o m a t o g r a p h y a n d b i o -

a u t o g r a p h y i s p r o p o s e d f o r d i f f e r e n t i a t i n g m o s t o f t h eg r a m p o s i t i v e i n h i b i t i n g a n t i b i o t i c s p r o d u c e d b yB a c i l l u s , a s w e l l a s p o l y p e p t i d i c a n t i b i o t i c s p r o d u c e d b yo t h e r m i c r o o r g a n i s m s .REFERENCE SAMMANN, A . , AND G O T T L I E B , D . 1 9 5 5 P a p e r c h r o m a t o g r a p h yo f a n t i f u n g a l a n t i b i o t i c s . A p p l . M i c r o b i o l . , 3 , 1 8 1 - 1 8 6 .C A L L O W , R . K . , AND WORK, T . S . 1 9 5 2 A n t i b i o t i c p e p t i d e sf r o m B a c i l l u s l i c h e n i f o r m i s . L i c h e n f o r m i n s A , B , a n d C .B i o c h e m . J . , 5 1 , 5 5 8 - 5 6 7 .

D A V I S S O N , J . W . , S O L O M O N S , I . A . , AND L E E S , T . M. 1 9 5 2C a t e n u l i n , a new a n t i b i o t i c . A n t i b i o t i c s a n d Chemo-t h e r a p y , 2 , 4 6 0 - 4 6 2 .F I S C H B A C H , H . , AND L E V I N E , J . 1 9 5 3 The i d e n t i f i c a t i o n o f t h ea n t i b i o t i c s . A n t i b i o t i c s a n d C h e m o t h e r a p y , 3 , 1 1 5 9 - 1 1 6 9 .F U L L E R , A . T . 1 9 5 5 A new a n t i b i o t i c o f b a c t e r i a l o r i g i n .N a t u r e , 1 7 5 , 7 2 2 .G O O D A L L , R . R . , AND L E V I , A . A . 1 9 4 6 A m i c r o c h r o m a t o -g r a p h i c m e t h o d f o r t h e d e t e c t i o n a n d a p p r o x i m a t e d e t e r -m i n a t i o n o f t h e d i f f e r e n t p e n i c i l l i n s i n a m i x t u r e . N a t u r e ,1 5 8 , 6 7 5 - 6 7 6 .V I N I N G , L . C . , AND WAKSMAN, S . A . 1 9 5 4 P a p e r c h r o m a -t o g r a p h i c i d e n t i f i c a t i o n o f t h e a c t i n o m y c i n s . S c i e n c e ,1 2 0 , 3 8 9 - 3 9 0 .

S t u d i e s o f A e r o s o l s w i t h a S i m p l e C l o u d - C h a m b e r T e c h n i c 'I . T h e E v a l u a t i o n o f a T e c h n i c f o r t h e R a p i d a n d C o n v e n i e n t D e t e r m i n a t i o n

o f t h e S u r v i v a l o f A i r - B o r n e M i c r o o r g a n i s m sC H A R L E S W. G R I F F I N , H . L U C I L L E K A N T Z E S , P A M E L A M. L U D F O R D AND MICHAEL J . P E L C Z A R , J R .

D e p a r t m e n t o f B a c t e r i o l o g y , U n i v e r s i t y o f M a r y l a n d , C o l l e g e P a r k , M a r y l a n dR e c e i v e d f o r p u b l i c at i o n J u l y 2 9 , 1 9 5 5

S i n c e t h e r e a l i z a t i o n t ha t t h e a t m o s p h e r e c o u l d s e r v ea s a v e c t o r f o r t h e t r a n s m i s s i o n o f d i s e a s e - p r o d u c i n ga g e n t s , m a n y i n v e s t i g a t i o n s h a v e b e e n p e r f o r m e d t od e t e r m i n e t h e m i c r o b i a l f l o r a o f a i r a s w e l l a s t h e e n -v i r o n m e n t a l f a c t o r s w h i c h a f f e c t s u r v i v a l . B a c t e r i o l o g -i c a l e v a l u a t i o n o f t h e l a t t e r p r e s e n t s a s p e c i a l p r o b l e mi n i n s t r u m e n t a t i o n a n d t e c h n i c .T h e p u r p o s e o f t h i s i n v e s t i g a t i o n w a s t o d e v e l o p as i m p l e , s m a l l - s c a l e , c l o u d c h a m b e r t e c h n i c f o r t h es t u d y o f b a c t e r i a l a e r o s o l s a s i n f l u e n c e d b y p h y s i c a le n v i r o n m e n t a l c o n d i t i o n s s u c h a s r e l a t i v e h u m i d i t y ,t e m p e r a t u r e , a n d s o l a r r a d i a t i o n . To a c c o m p l i s h t h i s ,a s m a l l p o r t a b l e c h a m b e r w a s d e s i r e d , o n e t h a t w a ss i m p l e i n d e s i g n , c o n v e n i e n t f o r a d j u s t m e n t o f o r e x -p o s u r e t o v a r i a t i o n s i n p h y s i c a l c o n d i t i o n s a n d c a p a b l eo f p r o v i d i n g r e p r o d u c i b l e r e s u l t s . T h e p r a c t i c a b i l i t yo f s u c h e q u i p m e n t w a s s u g g e s t e d b y t h e w o r k o f Vand e n E n d e e t a l . ( 1 9 4 8 ) , who u s e d s m a l l , r o u n d - b o t t o m ,q u a r t z f l a s k s t o s t u d y t h e b a c t e r i c i d a l e f f e c t o f u l t r a -v i o l e t l i g h t o n b a c t e r i a l a e r o s o l s .F o r t h e a n a l y s i s o f t h e c o n c e n t r a t i o n s o f a i r - b o r n eb a c t e r i a , a n u m b e r o f a i r - s a m p l i n g t e c h n i c s ( b a s e d o nt w o m e t h o d s o f c o l l e c t i o n ) h a v e g e n e r a l l y b e e n e m -p l o y e d b y v a r i o u s i n v e s t i g a t o r s . T h e f i r s t i n c l u d e st h o s e d e v i c e s w h i c h c o l l e c t o r g a n i s m s i n a l i q u i d a n db r e a k u p a n y c l u m p s o f b a c t e r i a l c e l l s , s u c h a s t h eb u b b l e r - p u m p m e t h o d o f W h e e l e r e t a l . ( 1 9 4 1 ) a n d

' T h i s i n v e s t i g a t i o n w a s p e r f o n n e d u n d e r c o n t r a c t f o r t h eC h e m i c a l C o r p s , Camp D e t r i c k , F r e d e r i c k , M a r y l a n d .

t h e a t o m i z e r - b u b b l e r a p p a r a t u s o f M o u l t o n e t a l .( 1 9 4 3 ) . T h e s e c o n d t y p e o f s a m p l e r i m p i n g e s t h eb a c t e r i a d i r e c t l y o n t o a s o l i d m e d i u m w i t h o u t a t t e m p t -i n g t o b r e a k u p c l u m p s a n d i s r e p r e s e n t e d b y t h e W e l l s 'a i r c e n t r i f u g e ( 1 9 3 3 ) , t h e f u n n e l d e v i c e o f H o l l a e n d e ra n d D a l l a V a l l e ( 1 9 3 9 ) , t h e s l i t s a m p l e r d e v e l o p e d b yB o u r d i l l o n e t a l . ( 1 9 4 1 ) , t h e s i e v e d e v i c e o f DuBuy a n dC r i s p ( 1 9 4 4 ) a n d , m o r e r e c e n t l y , t h e a p p l i c a t i o n o f t h em o l e c u l a r f i l t e r m e m b r a n e b y G o e t z ( 1 9 5 3 ) . A n o t h e rr e c e n t t e c h n i c u s e d f o r a n a l y z i n g a e r o s o l s i s t h e e l e c -t r o n i c c o u n t e r d e v e l o p e d b y G u c k e r a n d O ' K o n s k i( 1 9 4 9 ) .

I n t h e p r e s e n t i n v e s t i g a t i o n , a s y r i n g e - d i l u t i o nm e t h o d ( a l i q u i d - c o l l e c t i o n t e c h n i c ) a n d t h e s l i t -s a m p l e r m e t h o d ( a s o l i d - i m p i n g e m e n t t e c h n i c ) w e r ee v a l u a t e d f o r t h e i r s u i t a b i l i t y i n t h e a n a l y s i s o f s t a t i cb a c t e r i a l a e r o s o l s p r o d u c e d i n t h e s m a l l c l o u d c h a m b e rt o b e d e s c r i b e d . T h e s e t e c h n i c s h a v e b e e n a d a p t e df r o m t h o s e i n v e s t i g a t e d a n d r e c o m m e n d e d b y p e r s o n n e lo f t h e C h e m i c a l C o r p s , Camp D e t r i c k .

E X P E R I M E N T A L METHODST h e c l o u d - c h a m b e r t e c h n i c e m p l o y e d i n o u r s t u d i e sc o n s i s t e d e s s e n t i a l l y o f t h e p r o d u c t i o n o f a b a c t e r i a la e r o s o l i n a n i n v e r t e d , o n e - l i t e r , r o u n d - b o t t o m f l a s k( a e r o s o l c h a m b e r ) a n d t h e t r a n s f e r o f a p o r t i o n o f t h i sa e r o s o l t o a n o t h e r i n v e r t e d o n e - l i t e r f l a s k ( t r a n s f e rc h a m b e r ) f r o m w h i c h a n a l y s e s o f b a c t e r i a l s u r v i v a lw e r e m a d e . T h i s t y p e o f c h a m b e r w a s s e l e c t e d b e c a u s e

1 71 9 5 6 1

chromat snell 1956

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