DE3037046A1

DE3037046A1 - Verfahren und vorrichtung zum abtoeten von bakterien und viroiden

Info

Publication number: DE3037046A1
Application number: DE19803037046
Authority: DE
Inventors: Wilson Clarence N.Y. Greatbatch
Original assignee: Greatbatch Ltd
Current assignee: Greatbatch Ltd
Priority date: 1980-01-16
Filing date: 1980-10-01
Publication date: 1981-07-23
Also published as: SE8100157L; GB2067593A; JPS56109584A; US4291125A; CA1145409A; FR2473314A1; NL8100179A; AU6204580A

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Abtöten von Bakterien-und Viroiden

Die Erfindung bezieht sich auf die elektronische Infektionsbekämpfung, insbesondere auf eine neue und verbesserte elektronische Methode und Vorrichtung zum Abtöten von Bakterien bei Pflanze und Tier, und von Viroiden bei Pflanzen.

Die Erfahrung von nahezu eirvsm Jahrhundert hat die Wirksamkeit von metallischem Silber und Silbersalzen gegen Infektionen gezeigt. Im Jahre 1894 beschrieb BoIton und im Jahre 1913 Halstead die Anwendung von Silberfolie auf Prischen Wunden zur Hemmung des Wachstums von Mikroorganismen, und Argerol und Silbernitrat waren seit einem oder zwei Jahrzehnten übliche bakterizide Mittel.

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Die Ergebnisse waren niemals eindrucksvoll und die Silbertherapie wurde aus dem klinischen Gebrauch gedrängt. Die sehr geringe Löslichkeit des Silbers und vieler Silbersalze in wässriger Lösung, gestattet nur eine sehr geringe Konzentration des Ag+ Ions, Spadero zeigte im Jahre 1974, daß dieses stark oxydierende Ion das wirksame germizide bzw. keimtötende Mittel ist, und demonstrierte eine weit höhere Konzentration des Ions durch anodisch korrodierendes metallisches Silber und berichtete ferner über das Abtöten eines breiten Spektrums tierischer Bak·» terien mit anodischem Gleichstrom einer Stärke von sowenig wie 4oo Nanoampere.

Erfindungsgemäß soll daher in erster Linie eine neue und verbesserte Methode und Vorrichtung zur elektronischen Infektionsbekämpfung geschaffen werden« Ferner soll erfindungsgemäß eine elektronische Methode und Vorrichtung zum Abtöten von Bakterien bei Pflanze und Tier, und von Viroidoibei Pflanzen geschaffen werden. Insbesondere soll erfindungsgemäß eine Methode und eine Vorrichtung zum Abtöten von Bakterien bei Pflanze und Tier und von Viroiden bei Pflanzen durch elektrisch erzeugte Silberionen geschaffen werden. Ferner soll erfindungsgemäß eine solche Methode und Vorrichtung zum Abtöten von Bakterien und Viroidenbei Pflanzen ohne Beschädigung der Wirtspflanze geschaffen werden. Auch soll erfindungsgemäß eine solche Methode und Vorrichtung zum Abtöten von Bakterien bei Tieren mit einem geringeren Strom geschaffen werden, wie er bisher angewandt wurde.

Die vorliegende Erfindung schäJEPt eine Methode und eine Vorrichtung zum Abtöten von Bakterien bei Pflanzen und Tieren sowie Viroidenbei Pflanzen durch elektrisch erzeugte Silberionen.- Die Silberionen dienen als germizide Mittel bzw. keimtötende Mittel bei der Bekämpfung von

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Infektionen und werden erzeugt durch sehr langsame elektrisch-anodische Korrosion eines Silberdrahtes, welcher sich in enger Nachbarschaft der Infektionssteile befindet. Insbesondere werden eine Silberanode und eine Kathode aus nicht korrodierendem Metall in ein elektrolytisches Nälirmedium gebracht, wobei sich die Silberanode innerhalb von etwa 5 mm der Infektionsstelle befindet, und eine Gleichspannung wird an die Anode und Kathode in einer Weise angelegt, daß ein positiver Strom im Mikroamperebereich in die Silberanode geht, was diese veranlaßt, ein wenig zu korrodieren und Silberionen abzugeben, welche eine keimtötende Umgebung rings um die Infektionsstelle erzeugen.

Die Erfindung beinhaltet ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abtöten von Bakterien bei Pflanzen und Tieren und von Viroidenbei Pflanzen durch elektrisch erzeugte Silberionen. Die Silberionen dienen als germizide Mittel bei der Bekämpfung von Infektionen und werden erzeugt durch sehr langsame elektrisch-anodische Korrosion eines Silberdrahtes, welcher sich in enger Nachbarschaft der Infektionsstelle befindet.·Insbesondere wird eine Silber— anode und eine Kathode aus nicht korrodierendem Metall in ein elektrolytisches Nährmedium gebracht, wobei die Silberanode sich innerhalb von 5 mm der Infektionsstelle befindet, und eine Gleichspannung wird an Anode und Kathode in einer Weise angelegt, daß eir> positiver Strom im Mikroamperebereich in die Silberanode geht, was diese veranlaßt, ein wenig zu korrodieren und Silberionen abzugeben, welche rings um die Infektionsstelle eine keimtötende Umgebung erzeugen.

Die vorstehenden und zusätzlichen Vorteile und kennzeichnenden Merkmale der Erfindung ergeben sich klar aus der nachfolgenden eingehenden Beschreibung in Verbindung mit der anliegenden Zeichnung. Diese Zeichnung ist eine schematische Ansicht, welche Methode und Vorrichtung der

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Erfindung veranschaulicht.

Die erfindungsgemäße Methode und Vorrichtung benutzt elektrisch erzeugte Silberionen zum Abtöten von Pflanzen- und Tierbakterien und von Pflanzenviroiden.Ein Anwendungsgebiet der Erfindung ist die elektronische Bekämpfung von Pflanzeninfektion bei der Erzeugung krankheitsfreier "Pflanzenclone", d.h. Pflanzenabkömmlinge»

Die normale Pflanzenreproduktion aus Saatgut kann Nachkommen erzeugen, welche mit dem Stamm identisch oder nicht identisch sind. Infiziertes Stammaterial kann auch die Infektion durch das Saatgut hindurch zum Nachkommen gehen lassen.

Kürzlich hat eine neue Reproduktionsmethode, welche "Cloning" genannt wird, einige dieser Probleme erleichtert· Bin mikroskopisches Stück des Blattes oder der Wurzel wird in einer schwachen Bleichlösung sterilisiert und dann in ein reichlich nährhaltiges, warmes Medium gebracht. Unter diesen Bedingungen wird das normaleWachstumsmuster der Zellenentwicklung von Wurzel und Blatt unterdrückt. Statt dessen teilen sich die Zellen der Probe in eine Platte von Gruppen, und zwar jede mit dem genetischen DNA-Code des Stammes. An gewissem Punkt kann eine Gruppe herausgeschnitten werden und es können normale Wurzeln und Blätter wachsen. Jede sich ergebende Pflanze ist mit ihrem ursprünglichen Stamm identisch. Somit schafft das "Cloning" eine neue Methode zur Erzeugung großer Anzahlen identischer, gesunder Pflanzen aus einer einzigen Probe.

Jedoch kann bakterielle Infektion gelegentlich die Bleichlösung überleben und kann in das Kulturmedium eingeführt werden. Der Nachkomme wird dann infiziert. Es wäre daher höchst erwünscht, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur elektronischen Bekämpfung von Planzeninfektionen zu schaffen.

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Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist einen Behälter auf, welcher bei der veranschaulichten Vorrichtung ein Pyrex-Testrohr 1o (siehe Zeichnung) ist. Dieses besitzt am einen Ende eine Öffnung 12 zum Halten bzw. Aufnehmen einer Menge an Flüssigkeit 14 in Form eines elektrolytischen Nährmediums bzw, Nährbodens. Die Vorrichtung weist ferner eine Anode 18 aus reinem Silber oder aus einer Legierung auf, aus welcher Silber anodisch freigesetzt werden kann und welche sich im Medium 14 in enger Nachbarschaft der Infektionsstelle befindet. Die Anode 18 besitzt vorzugsweise die Form eines dünnen Silberdrahtes mit einem Gebilde 2o wie etwa einer kleinen öse am Ende des Drahtes zum Halten des Pflanzenabkömmlings im Medium 14 in einer zu beschreibenden Weise. Bei der gezeigten Vorrichtung ist der Anodendraht 18 teilweise in einem Schutzrohr bzw. einer Hülse 22 enthalten bzw. von ihr umgeben, wobei die Hülse durch eine in der Wandung des Behälters 1o vorgesehene Öffnung eingepasst ist. Die Verbindungsstelle zwischen Rohr bzw. Hülse 22 und Behälterwandung ist mit einer angemessenen Abdichtung 24 versehen. Das Rohr 22 erstreckt sich über einen überwiegenden Teil der Länge des Drahtes 18 innerhalb des Behälters 1o und endet in kurzem Abstand von der Öse 2o. Das Rohr 22 erstreckt sich auch längs eines bedeutenden Teiles des Drahtes 18 außerhalb des Behälters 1o.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist ferner eine Kathode 28 aus nicht korrodierendem Metall auf, welche sich im Medium 14 und im Abstand von der Infektionsstelle befindet. Die Kathode 28 kann ebenfalls aus Silber bestehen. Silber ist nicht korrodierend, wenn es kathodisch geschützt ist. Platin ist ebenfalls ein befriedigendes rathodenmaterial. Die Kathode 28 liegt vorzugsweise in Form eines dünnen Drahtes vor, welcher sich bei der gezeigten Vorrichtung einen beträchtlichen Abstand in das Medium 14 hineinerstreckt und in einem Gebilde 3o, wie

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etwa einer öse einer bedeutend größeren Abmessung als die Anodenöse, endet. Bei der veranschaulichten Vorrichtung ist ein Teil der Länge des Kathodendrahtes 28 außerhalb des Behälters 1o, von einem Schutzrohr bzw. einer Hülse 34 umgeben. Das eine Ende der Hülse 34 stößt an die Wandung des Testrohres io in Nachbarschaft einer Öffnung in der Wandung an, durch welche hindurch sich der Kathodendraht 28 erstreckt. Die Verbindungsstelle zwischen dem Ende des Rohres 34 und der Behälterwandung ist mit einer angemessenen Abdichtung 36 versehen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist ferner eine Einrichtung zum Anlegen eines positiven elektrischen Stromes im Mikroamperebereich an die Anode 18 auf. Es ist eine Gleichspannungsquelle in Form der Batterie 4o vorgesehen, welche einen negativen Anschluß 42 und einen positiven Anschluß 44 aufweist. Der negative Anschluß 42 ist direkt an die Kathode 28 angeschlossen. Der positive Anschluß 44 ist über einen strombegrenzenden Widerstand 46 an die Anode 18 angeschlossen. Bei der veranschaulichten Vorrichtung ist beispielsweise die Stromquelle 4o eine 6-Volt Batterie und der Widerstand 46 besitzt eine Größe von 2,7 Megohm. Der Widerstand 46 kann ersetzt werden durch einen konstanten elektronischen Stromkreis aus der Kombination eines Feldeffekttransistors und eines festen Widerstandes. Der Sourceanschluß des Transistors wird mit dem Batterieanschluß 44 verbunden und die Anode 18 wird mit dem Gateanschluß des Transistors, und über den festen Widerstand mit dem Drainanschluß des Transistors verbunden.

Während des Betriebes werden die Elektroden 18 und 28 im Pflanzenkulturmedium 14 elektrisch betrieben. Insbesondere kann die Flüssigkeit 14 aus einem Agarmedium bestehen und die Anode 18 befindet sich innerhalb von etwa 5,ο mm der Gruppe der Pflanzenabkömmlinge (plant clone),

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Wenn der positive Strom im Mikroamperebereich durch die Silberanode 18 hindurchgeht, veranlaßt der Strom die Anode, ein venig zu korrodieren und Silberionen abzugeben. Diese Silberionen erzeugen um die "Clone" eine germizide Umgebung, welche anwesende Bakterien tötet und das Entstehen neuer Bakterien unterbindet. Nach einer Anzahl von Stunden oder Tagen dieser Behandlung, wird die "Clone" krankheitsfrei und entwickelt sich zu normalen krankheitsfreien Nachkommen, selbst wenn die Stammpflanze infiziert war.

Verfahren und Vorrichtung der Erfindung seien durch die folgenden Beispiele veranschaulicht:

Beispiel 1

Drei identische Anordnungen der Vorrichtung werden nach der vorgehenden Beschreibung und wie in der Zeichnung gezeigt, zusammengestellt. Die Löcher bzw. öffnungen in den Pyrex-Testrohren werden hergestellt, indem man die Rohre mit einem Butanbrenner durchstößt. In jedes der Rohre werden Silberdrähte durch die Löcher hindurch eingesetzt und die Schutzrohre bzw. Hülsen bestehen aus Siliconkautschuk. Die Schutzrohre sind gegen die Testrohre aus Glas abgedichtet mit medizinischem Klebstoff Dow Corning, Typ "A". Die Silberdrähte, welche die Kathoden in jeder Anordnung bilden, besitzen einen Durchmesser von o,o5i mm und sind am Boden jedes Testrohres zu einer Einzelöse geformt. Die Silberdrähte, welche die Anoden in jeder Anordnung ausmachen, besitzen einen Durchmesser von o,25 mm und sind in die Mitte jedes Testrohres gebracht und enden in einer kleinen öse. Die Batteriespannung beträgt 6,ο Volt und die Größe des Widerstandes beträgt 2,7 Megohm.

Jede VorrichtungsanOrdnung wird in einem Dampfautoklaven sterilisiert und dann wird Nährmedium in jedes Testrohr

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eingeführt und zwar in ausreichender Menge, um die Anodenöse zu bedecken. Das Nährmedium ist "Murashiga shoot multiplication medium A", erhältlich von Grand Island Biological Co. unter der Nummer 5oo-119. Eine mikroskopische Probe von ficus elastica (Gummipflanze) wird mit einem gramnegativen Bakterium infiziert und auf die Anodenöse gebracht. Der elektrische Strom im Anodendraht beträgt etwa 2 Mikroampere Gleichstrom.

Frühere Zubereitungen ohne vorhergehende elektronische Reizung zeigen über Nachtein Wachstum von Bakterienkolonien rings um die "Clone". Die drei Beispiele mit elektronischer Reizung zeigen keine Bakterienwolken. Ihr Wachstum setzt sich fort unter Erzeugung krankheitsfreier Pflanzen. Vorstehendes beweist die 1aboratoriumsmäßige Herstellung von· krankheitsfreien Nachkommen aus infiziertem Pflanzenmaterial nach der erfindungsgemäßen Methode und Vorrichtung.

Beispiel 2

Der Arbeitsgang des Beispiels 1 wird wiederholt unter Verwendung von 1 mm Blattgewebe, welches von einer ficus elastica (Gummipflanze) genommen wurde, von der bekannt war, daß sie mit einem unbekannten Bakterium infiziert ist. Alle vorhergehenden Anstrengungen, von diesem Stamm eine nicht infizierte "Clone" zu erhalten, waren fehlgeschlagen. Die "Clone" bringt man in die Nährlösung, welche in der Anodenöse des Drahtes aus reinem Silber ruht. Der Anode werden für 24 Stunden positiver Strom von etwa 1 Mikroampere zugeführt. Bei wiederholten Tests werden Ströme im Bereich von o,1 bis 1o Mikroampere angewandt. In 1o Versuchen werden von dem infizierten Stamm die nicht infizierten Tochterabkömmlinge erhalten. Bei den verschiedenen Stromstärken wird kein merklicher Unterschied festgestellt.

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Beispiel 3

Sieben Proben von ficus elastica (GummipFlanze) von einer StammpFlanze, von der bekannt war, daß sie infiziert ist, werden in Nähragarlösung bei 37°C gesetzt. Die Gruppe A besteht aus drei Pflanzenabkömmlingen (plant clones) in Testrohren mit neuen Silberdrahten, elektrisch angeregt, wie in Beispiel 1 beschrieben. Die Gruppe B besteht aus zwei Pflanzenabkömmlingen in wie in Beispiel 1 aufgestellten Testrohren, jedoch mit alten Drähten, d.h. zu dieser Zeit nicht angeregt, jedoch zuvor zu einer früheren Zeit angeregt. Die Gruppe C besteht aus zwei Pflanzenabkömmlingen in Testrohren ohne Elektroden und dient daher als Kontrollgruppe. Gemäß dem Arbeitsgang von Beispiel 1 wird der Gruppe A elektrischer Strom 92,5 Stunden zugeführt. Bei Abschalten des elektrischen Stromes zeigt die Kontrollgruppe Verunreinigung und sowohl Gruppe A als auch Gruppe B sind klar. Sieben Tage nach dem Abschalten des elektrischen Stromes zeigen alle drei Gruppen Verunreinigung. Die Anwesenheit von angeregten bzw. früher angeregten Elektroden verzögert somit das Erscheinen von Bakterien weit über deren Erscheinen in der Kontrollgruppe hinaus.

Beispiel 4

Bakterien von ficus elastica in Form von gramnegativen Stäbchen unbekannter Art, werden in Agar kultiviert und zwar auf einer Petrischale, welche mit 5 Silberdrahtanöden und einer gemeinsamen Silberdrahtkathode ausgestattet ist. Die Ergebnisse sind nachstehend in Tabelle I zusammengestellt:

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	1	Tabelle I	Ergebnisse Anodenfärbung	schwarz
Elektrode	2	gemessener Anoden		W
Nr.	3	strom bei 25°C	geklärter Bezirk 22mm χ 1omm
2,479 pA	geklärter Bezirk 15mm χ 1 omm
o,734 uA	geklärter Bezirk 17mm χ 1omm
o,732 uA

kein geklär- glänzend ter Bezirk

Wie angegeben, liegen die Ströme im Mikroamperebereich. Geklärter Bezirk zeigt das Abtöten von Bakterien an und das Fehlen von Klärung zeigt kein Abtöten von Bakterien. Die keimtötende Wirkung auP diese unbekannten PFlanzenbakterien ist somit bestätigt.

Beispiel 5

Der Arbeitsgang des Versuchs 4 wird wiederholt unter Verwendung von Bakterien von infizierten Himbeerpflanzen. Das Bakterium ist ein gramnegativer Diplococus unbekannter Art. Die Ergebnisse sind die gleichen wie im Versuch 4. Alle drei angeregten Elektroden töten die Bakterien und die Restwirkung von nicht erregten, gebrauchten Elektroden tötet das Bakterium auch. Die nicht angeregten, neuen Elektroden, d.h. die Elektroden Nr. 4 und 5, zeigen keinen geklärten Bezirk, was ein Nichtabtöten anzeigt.

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Aus dem Vorstehenden geht hervor, daß erfindungsgemäße Methode und Vorrichtung eine keimtötende Wirkung auf Pflanzenbalcterien mittels elektrisch angeregter Silberanoden liefert, und Vorstehendes zeigt auch, daß Restwirkungen bzw. Nachwirkungen von früher angeregten Elektroden auch keimtötend sind. In beiden Fällen ist eine Beschädigung der Wirtspflanze nicht ersichtlich.

Eine verwandte Betrachtung besteht darin, die systemische Infektion der Blternpflanze bzw. der Stammpflanze zu verhindern bzw. auf ein Mindestmaß herabzusetzen. Dies kann erreicht werden durch die Verwendung mikroskopischer Proben, um zu versuchen, durchgehende Silberioneninfusion in die Stammzellen bzw, Elternzellen zu erreichen, durch die Verwendung einer länger andauernden elektrischen Anregung, um zu versuchen, eine Infusion der Silberionen in die Pflanzenkapillaren zu erzielen, und durch periodisches Abschneiden allen möglichen Wachstums, um infiziertes Material herauszuschneiden, wodurch nur sterile Struktur zurückbleibt. Da kleine Proben viel geringere Wahrscheinlichkeit des Überlebens besitzen, mag eine optimale Probengröße existieren mit der besten Wahrscheinlichkeit des Überlebens, ausgewogen gegen die beste Wahrscheinlichkeit des Vermeidens von Infektion.

Ein anderes Anwendungsgebiet de^ erfi&dungsgemäßen Methode und Vorrichtung, ist die Bekämpfung nichtbakterieller Pathogene wie Tumorzellen und VirusInfektionen, welche durch Antibiotika oder durch herkömmliche Sterilisationstechniken nicht leicht zu bekämpfen sind in einer Weise, welche nicht den Tod der Wirtspflanze verursacht. Insbesondere existiert eine Klasse an virusähnlichen Pathogenen, Viroide genannt, welche RNA-Strukturen ohne Proteineinhüllung sind. Das Viroid besitzt nur 1/I00 der Größe eines Virus und da es eine bloße RNA-Struktur ohne die Proteinhülle ist, welche einen Virus kennzeichnet, ist

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das Viroid für Antikörper undurchlässig und kann siedendem Wasser für etwa 12 Minuten ohne Schaden standhalten. Es scheint auch fähig zu sein, sehr niedrigen Temperaturen zu widerstehen. Das Viroid besitzt eine sehr lange Inkubationsdauer von etwa 6 Monaten bis zu einigen Jahren. Sechs Fflanzenkrankheiten sind Viroiden zugeschrieben worden, welche für die kalifornische Zitrusindustrie eine wirkliche Gefahr bedeuten und welche auch in einigen Früchten des Staates New York aufgefunden wurden. Sine Tierkrankheit, nämlich "scrapie¹· beim Schaf, steht nunmehr unter Verdacht.

Erfindungsgemäße Methode und Vorrichtung, wie hier beschrieben und in der Zeichnung veranschaulicht, wurde zum Abtöten eines viroiden Pathogens angewandt, wie im folgenden Beispiel veranschaulicht:

Beispiel 6

Unter Verwendung einer Vorrichtungsanordnung, welche der in der Zeichnung veranschaulichten ähnlich ist, wird eine "clone" von einem Chrysanthemum, von welchem bekannt ist, daß es mit einem Viroid (chrysanthemum stunt) inPiziert war, in ein modifiziertes "Murashiga shoot """Medium (GIBCO Nr. 5OO-1124) eingeführt, welches zuvor in den Behälter 1o eingeführt worden ist, wobei die Clone auf der Anodendrahtöse 2o aus reinem Silber ruht. Die Kathode ist eine Spirale aus reinem Silber mit großem Bereich, anstelle einer einzigen öse wie in der Zeichnung gezeigt. Durch die Silberanode gehen etwa ein Mikroampere während der gesamten zweiwöchigen Wachstumsperiode der Clone. Die Pflanze wächst gut und entwickelt Blätter und Wurzeln. Zum Abschluß dieser Zeit wird die Clone pulverisiert, in ein Gel eingeführt und der Gelelektrophorese unterworfen. Man sieht kein Viroidband, was nahelegt, daß die

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Silberionenumgebung das Viroidpathogen abgetötet hat. Dies ist ein vorläufiges Ergebnis, welches der Bestätigung durch Wiederholung unterliegt. Die vorstehende Erreichung des elektrischen Abtötens eines Viroids kann beträchtliche klinische Wichtigkeit annehmen, sollte gefunden werden, daß Viroide mit menschlichen Krankheiten verbunden sind. Selbst für die Anwendung bei Techniken der Pflanzenreproduktion, ist die Fähigkeit von erfindungsgemäßer Methode und Vorrichtung zur Sicherstellung einer nicht infizierten Clone aus einer mit Viroid infizierten Stammpflanze, von beträchtlicher wirtschaftlicher Wichtigkeit.

Ein anderes Anwendungsgebiet von erfindungsgemäßer Methode und Vorrichtung, ist das elektrische Abtöten tierischer Bakterien durch anodisch erzeugte Silberionen unter Verwendung extrem niedriger Stromstärken von beispielsweise so niedrig wie 25 Nanoampere Gleichstrom. Dies wird im folgenden Beispiel veranschaulicht:

Beispiel 7

Es werden Petrischalen aus Glas vorbereitet durch Einbohren von 6 bis 8 Löchern durch die Seiten mit einem COg-Laser oder mit einem Butan-Mikrobrenner. Durch jedes Loch wird ein Anodendraht aus reinem Silber, welcher durch eine Siliconhülle isoliert ist, eingeführt und an seiner Stelle mit Siliconkitt, wie etwa medizinischem Klebstoff "A" von Dow Corning, abgedichtet. Die Drähte besitzen einen Durchmesser von o,25 .mm. 2 cm der Länge jedes Drahtes erstrecken sich über die Siliconhülle hinaus. Eine großflächige zentrale Spirale aus reinem Silber mit einem Durchmesser von o,o5i mm und einer Länge von etwa 1o cm dient als gemeinsame Kathode. Jeder Anodendraht wird über einen strombegrenzenden Widerstand an die positive Klemme einer 6 Volt-Batterie angeschlossen.

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Dies schafft für jede Anode eine unterschiedliche Stromstärke t Eine oder zwei Anoden bleiben immer nicht angeschlossen, d.h. ihr Strom ist, zur Kontrolle, gleich null.

Die Schalen werden in einem Autoklaven sterilisiert und dann etwa 5 mm tief mit steriler Agarzubereitung gefüllt· Dann wird eine tierische Bakterienkultur eingeführt und man läßt sie 24 Stunden bei 37°C wachsen, was eine halbopake Wolke an Bakterienkolonien ergibt. Bei einigen Versuchen werden neue, saubere Drähte verwendet und die Batterie wird angeschlossen, nachdem das Bakterienwachstum vollständig ist.Bei anderen Versuchen wird die Batterie sofort nachdem Animpfen des Mediums angeschlossen. Bei noch anderen Versuchen werden die benutzten Schalen von Medium gesäubert, gewaschen, im Autoklaven behandelt und mit neuem Medium wieder gefüllt. Der Strom wird in einigen Fällen mit einem Digital-Micoramperemeter gemessen und in anderen Fällen aus der Spannung und den Widerstandsdaten errechnet, was geeignete Möglichkeit bietet für gewissen Spannungspolarisationsverlust an der Zwischenfläche Metall/Medium.

Die Ergebnisse sind die folgenden: Mit neuen Drähten entwickeln sich geklärte Bezirke (getötete Bakterien) innerhalb von 24 Stunden bis zu 5 mm nach außen von jeder angeregten Anode. Keine Klärung entwickelt sich rings um die Kathode und keine Klärung entwickelt sich rings um neue, nicht angeregte Anoden. Eine restliche Klärung entwickelt sich rings um vorher angeregte Anoden, welche ein zweites Mal in neuem Medium verwendet werden. Eine gewisse Klärung beobachtet man bei sowenig wie 25 Nanoampere. Mehr Klärung entwickelt sich bei höheren Strömen. Oberhalb 1oo Nanoampere werden nur mäßig größere Bezirke geklärt. Bei 1ooo Nanoampere werden nur etwa 1o % mehr Bezirk geklärt als bei 1oo Nanoampere. Wenn die Anregung sofort nach der Animpfung angelegt wird, so bleiben Be-

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zirke innerhalb von 5 mm der angeregten Anoden klar.

Aufgrund dieser Ergebnisse ist zu schließen, daß eine anscheinend auf Ag+ Ion zurückzuführende bakterizide Wirkung auf angeregte Anoden beschränkt ist und dies scheint somit eher eine chemische Wirkung zu sein als eine Wirkung elektrischen Feldes. Die bakterizide Wirkung ist bis zu 1oo Nanoampere mehr oder weniger linear (bei Elektroden mit o,25 mm Durchmesser und 2 cm Länge), jedoch darüber nahezu unabhängig vom Strom. Eine gewisse bakterizide Wirkung wird bei einer Stromstärke von sowenig wie 25 Nanoampere beobachtet. Somit sind erfindungsgemäße Methode und Vorrichtung-brauchbar beim elektrischen Abtöten tierischer Bakterien durch anodisch erzeugte Silberionen unter Verwendung von Stromhöhen von so niedrig wie 25 Nanoampere.

Die elektrisch erzeugten Silberionen, welche bei erfindungsgemäßer Methode und Vorrichtung angewandt werden, sind als germizide Mittel weit wirksamer als das einfache Hinzusetzen von Silbersalzen. Beispielsweise ist Silberchlorid nur spärlich löslich und eine Lösung von Silberchlorid besitzt nicht sehr viele Ag+ Ionen. Jedoch die elektrolytische Korrosion von Silber erzeugt reichliche Mengen an Ag+ lon, welches ein kräftiges Oxydationsmittel ist. Obwohl diese hohe Konzentration gegebenenfalls mit einer Zeitkonstanten zu normalen Lösungswerten ins Gleichgewicht kommt, ist die bakterizide Wirkung durch diese vollständig.

Es ist somit ersichtlich, daß" mit der vorliegenden Erfindung die beabsichtigten Ziele erreicht werden. Das elektrische Abtöten von Pflanzenbakterien wird erreicht mittels anodisch erzeugter Silberionen ohne Beschädigung der Wirtspflanze. Das elektrische Abtöten eines Pflanzenviroids wird erreicht mittels anodisch erzeugter Silber-

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ionen ohne sichtliche Beschädigung der Wirtspflanze. Das elektrische Abtöten tierischer Bakterien durch anodisch erzeugte Silberionen wird erreicht bei Stromstärken von sowenig wie 25 Nanoampere. Wenn auch das erfindungsgemäße System in Verbindung mit dem Abtöten von Pflanzen- und Tierbakterien und von Pflanzenviroiden beschrieben wurde,, so ist doch zu denken, daß das System ebenfalls arbeitet bei pflanzlichen und tierischen Viren sowie bei tierischen Tumoren und bei schwebenden bösartigen Körpern wie Ascit-Tumoren bzw. Leukämie.

Die Erfindung ist nicht auf die hier beispielsweise wiedergegebenen Ausführungsformen speziell abgestellt. Im Rahmen der Erfindung sind dem Fachmann vielmehr mannigfaltige Abänderungen ohne weiteres gegeben.

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Claims

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Patentansprüche

1. Verfahren zum Abtöten von Bakterien und Viroiden, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Bekämpfung von Pflanzeninfektion:

a) Eine Menge des Pflanzengewebes in ein elektrolytisches Nährmedium bringt; und

b) dieses Pflanzengewebe in diesem Medium mit anodisch erzeugten Silberionen behandelt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Behandeln durchführt, indem man eine Silberanode in diesem Medium in enge Nachbarschaft mit dem Pflanzengewebe bringt, und man einen positiven elektrischen Strom durch die Anode in der Weise hindurchgehen läßt, daß die Anode veranlaßt wird, leicht zu korrodieren und Silberionen freizusetzen zur Erzeugung einer germiziden Umgebung an der Infektionsstelle in dem Pflanzengewebe.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stärke des elektrischen Stromes im Mikroamperebereich oder Nanoamperebereich liegt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Behandeln durchführt, indem man in das Medium in enge Annäherung an das Pflanzengewebe ein Silbergebilde bringt, welches zuvor und kürzlich elektrischer Anregung unterworfen wurde, sodaß dieses Gebilde Silberionen in dieses Medium freigibt zur Erzeugung einer germiziden Umgebung an der Infektionsstelle in dem Pflanzengewebe.

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5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Pflanzengewebe ein Pflanzenabkömmling bzw. eine Pflanzenclone ist, wodurch ein krahkheitsfreier Pflanzennachkomme erzeugt wird.

I« Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man zum Abtöten von tierischen Bakterien zur Infektionsbekämpfung:

a) Eine Menge tierischen Gewebes in ein elektrolytisches Nährmedium bringt; und

b) das tierische Gewebe mit anodisch erzeugten Silberionen in dem Medium behandelt, wobei die Silberionen erzeugt werden, indem man einen positiven elektrischen Strom mit einer Stärke von weniger als 4oo Nanoampere durch eine Silberanode hindurchgehen läßt.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zur Bekämpfung von Infektionen bei Pflanze und Tier, gekennzeichnet durch:

a) Einen Behälter (1o) zum Beinhalten einer Menge eines elektrolytischen Nährmediums (14);

b) eine Silberanode (18) in diesem Medium, welche dazu ausgebildet ist, sich in Nachbarschaft der Infektionssteile eines pTlanzlichen oder tierischen Gewebes zu befinden;

c) eine Kathode (28) aus nicht korrodierendem Metall in diesem Medium; und

d) Einrichtungen, welche arbeitsmäßig mit der Anode und der Kathode verbunden sind zur Lieferung eines durch die Anode gehenden positiven elektrischen Stromes, welcher die Anode veranlaßt, langsam zu korrodieren und Silberionen freizusetzen zur Erzeugung einer germiziden Umgebung rings um die Infektionsstelle.

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8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die stromliefernden Einrichtungen eine Einrichtung beinhalten zum Begrenzen des Stromes in der Anode auf den Mikroamperebereich oder Nanoamperebereich.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die stromliefernden Einrichtungen eine Batterie aufweisen, welche eine positive und eine negative Anschlußklemme besitzt, wobei die negative Anschlußklemme direkt mit der Kathode verbunden ist und die positive Anschlußklemme über einen strombegrenzenden Widerstand mit der Anode verbunden ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die stromliefernden Einrichtungen eine Batterie aufweisen, welche eine positive und eine negative Anschlußklemme besitzt, wobei die negative Anschlußklemme direkt mit der Kathode verbunden ist und die positive Anschlußklemme über einen einen konstanten Strom liefernden elektronischen Stromkreis mit der Anode verbunden ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode in Form eines dünnen Drahtes vorliegt.

12. Vorrichtung nach Anspruch io, dadurch gekennzeichnet, daß der Anodendraht an seinem Ende ein Gebilde (?o) besitzt zum Halten einer Menge an pflanzlichem oder tierischem Gewebe.

13. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode und die Kathode je in Form eines dünnen Drahtes vorliegen, wobei der Querschnitt des Anodendrahtes geringer ist als der Querschnitt des Kathodendrahtes.

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