Методы общей бактериологии (том 1) (947292), страница 76
Текст из файла (страница 76)
РОСТ Наименование прнбера Фирма Фильтры для стерилизации воздуха Ро!!!пбег Согр. М1сМдап [[упаш!са МВВроге Согр. Датчики и регуляторы растворенного кислорода Бепзог1аЬз, [1!и!з!оп о1 [пз[гншеп1а1!опз 1,аЬога1ог!ез 1пс. Вес1апап 1пз1пппепфь ! пс. СЬетарес, [пс. [четв Вгнпзтр!сй Зс1епИ!с Со.
Анализаторы выходящих газов Вес1апап, [пз!!пшел[в, [пс. !и[тагес[!пдпз1пез, [пс. Ееебз апб [чог[Ьгнр Со. М!пе Ба[с!у Арр[!апсез Со. РегЫп — Е1гпег Согр. Устройство для дожигания выхлопного воздуха А! г Резон гсез, ! пс. Тгапе ТЬеппа! Со. Ферментацноиные установки В. Вгапп Ме!зппяеп АСг СЬегпарсс, [пс. ЕКВ !пс. Е. Е МагпЬпзй[ Со., Е!б. [Чету В!поз!и!сЬ Яс!еп!!!!с Со. ТЬе У!г Т!и Са. Устройство для регуляции непогашения СЬешарес, !пс.
СЬспппеег, ! пс. М!х!пя Ес[н!раасн! Со., 1пс. Ь[еав В!поз!в!с[с Вс!епЫ!с Со. Со!е — Ра1шег [па[!пшел[ Со. Мапоз!а! Согр. Дозирующие насосы и регуля- торы Весйшап 1пз1гпгпепЬЧ [пс. Ееес[з апд Ь[ог[Ьгпр Со. ТЬе Еопбоп Со. Системы контроля и регулирования рН Весйшап !пз!гпшсп!з, 1пс Ееедз апд Ь[ог1йгнр Со. Тау!ог !пз!гпшеп1 Со. Регуляторы температуры и Лдреса фирм приведены в равд [ОЗ Таблица 10лй Фирмы — изготовители приборов и оборудования для ферментеров, используемых в лаборатории' и. Жидкля ктльттьА те, которые необходимы для хорошей гомогенизации высокорастворимых питательных компонентов. Это правило применимо также к условиям перемешивания в случае плохо растворимых субстратов, например углеводородов и стероидов.
Для установления в культуральной среде требуемой концентрации кислорода можно изменять как скорость ее псремешивания, так и скорость подачи воздуха. Для управления культивированием аэробных микроорганизмов полезны приборы, контролирующие содержание растворенного кислорода и скорость подачи воздуха. Они позволяют оператору управлять концентрацией растворенного кислорода как независимым параметром культивирования [201 Регулирование температуры Большинство используемых в лабораториях ферментеров оборудовано встроенными теплообменниками.
Температура циркулирующей воды (или другой охлаждающей жидкости) регулируется с помощью особого устройства, которое поддерживает постоянную температуру в ферментере. Фсрментеры, имеющиеся в продаже, оснащены стандартными устройствами, регулирующими температуру, или имеют эти устройства в качестве вспомогательного оборудования. Иногда ферментер погружают в термостат с постоянной регулируемой температурой. Этот способ применяют в тех случаях, когда необходимо точное регулирование температуры. Стерилизация воздуха Воздух или другой газ, поступающий в ферментер, должен предварительно стерилизоваться.
Наиболее простой способ стерилизации заключается в физическом удалении микроорганизмов фильтрацией воздуха через волокнистые фильтры. В большинстве лабораторных ферментеров используются заполненные стеклотканью трубчатые фильтры, но иногда применяют мембранные фильтры. В любом случае фильтры следует регулярно менять, чтобы обеспечить стерильные условия.
Поскольку при длительном культивировании микроорганизмов существует опасность загрязнения фильтров, возникает 391 чксть и. Рост необходимость в дополнительном (нли предохраняющем) фильтре для стерилизации воздуха. Фильтр для стерилизации воздуха можно изготовить из стальной трубки длиной 20 см н внутренним диаметром 2,5 см, оба конца которой подгоняют под соответствующие крышки или редукторы. В крышках трубки просверливают отверстия и укрепляют в них ниппели, с помощью которых она соединяется с резиновой трубкой. Тщательно очищенную стальную трубку неплотно набивают стеклянной ватой (90 — 150 кг/м'), послс чего на каждом конце трубки укрепляют чистые крышки с соединительными ниппелями.
Для предотвращения утечки газа перед укреплением крышек трубки обматывают специальной тефлоновой изоляционной лентой. Фильтр для стерилизации воздуха перед первым использованием следует простерилизовать в течение 2 ч при 170 — 190'С, завернув его в алюминиевую фольгу.
После стерилизации и охлаждения фильтра проверяют, надежно ли укреплены крышки, и затем подсоединяют фильтр к трубке, через которую подается воздух. Выходное отверстие фильтра соединяют с ферментером резиновой трубкой. Фильтр для стерилизации воздуха обычно используют 2 — 3 раза, после чего его содержимое заменяют. Фильтры такого типа можно применять также для стерилизации не содержащей кислород смеси газов при культивировании анаэробов.
Детальное описание устройства волокнистых фильтров для стерилизации воздуха приведено в работе 1321. Автоматическое пеногаигекие Большинство перемешиваемых и аэрируемых культур во время роста образует довольно много пены. Если не препятствовать этому, пена смачивает воздушные фильтры, что приводит к заражению культуры, а также выходу пены наружу. Пеногашсние осуществляют или с помощью механического пеногасителя, или путем добавления к среде химических пеногаситслей.
Большинство ферментеров имеет пеногасящие устройства, которые можно применять почти при любых условиях культивирования. Химические пеногасители более дешевы; их исполь- кь жидкАя культуРА зуют время от времени при необходимости подавления пенообразования !" П]. Однако при добавлении этих веществ меняется состав среды. Пеногасящие вещества растительного (кукурузное масло и масло из семян хлопчатника) и животного (свиное сало) происхождения могут использоваться микроорганизмами и тем самым вносить свой вклад в углеродный пул клеток 1281. Вместе с тем такие неметаболизируемые пеногасители, как силиконы (поставляются фирмами 1)о~ч Согп!пп Со., Оепепа! Е1ес1г!с Согр.
и Пп(оп СагЬ!бе), в высокой концентрации токсичны. Поэтому пеногасители, являющиеся поверхностно-активными веществами, следует использовать только в очень низких концентрациях и только после проверки на токсичность в каждом конкретном случае. Пеногасители добавляют непосредственно в среду перед ее стерилизацией или в ферментер через шланг в его крышке. Перед использованием пеногаситель вместе с емкостью, в которой он находится, и подающим шлангом должны быть простерилизованы. Имеются в продаже системы, обеспечивающие автоматический контроль подачи пеногасителей (Кечг Вгппзю1ск Зс(еп1111с Со., ТЬе Ъ'1г Т!з Со., СЬегпарес 1пс.). Отбор проб и внесение инонулята При подготовке ферментера к работе и в процессе его эксплуатации необходимо, чтобы при внесении компонентов среды и отбора проб не нарушалась стерильность и не происходило заражения ферментера микроорганизмами из внешней среды.
Большинство лабораторных ферментеров оснащено трубкой для отбора проб, которая проходит через крышку ферментера и немного не доходит до его дна. При отборе проб и внесении инокулята требуется тщательное соблюдение инструкций фирмы-изготовителя. Нельзя забывать о том, что при работе ферментера должно поддерживаться положительное давление.
Культивирование в аназробных условиях Главным условием анаэробного культивирования в ферментерах является удаление из системы кислорода, ЧАСТЬ 1!. РОСТ Прежде всего ферментер заполняют средой, насколько это максимально возможно, и в первые часы культивирования через среду продувают газ, не содержащий кислорода, поддерживая тем самым небольшое положительное давление. Использование больших объемов инокулята (10 — 20А10 объема среды) обеспечивает быстрое начало роста культуры и способствует уменьшению се чувствительности к кислороду, попадающему из внешней среды.
В случае контроля рН или добавления в среду питательных компонентов в процессе роста культуры использую1 максимально короткую гибкую трубку, соединяющую сосуды с ферментером, поскольку кислород способен проникать через большинство резиновых шлангов. Мало проницаемыми для кислорода считаются трубки из тайгона, но оии размягчаются после автоклавирования, и поэтому их можно использовать, только если предварительно укрепить с помощью проволоки.
Наконец, шланг для выхода газа из ферментера следует оборудовать водной ловушкой (гидрозатвором), чтобы предотвратить обратную диффузию газа в его верхнюю часть. Простой гндрозатвор можно изготовить самим, поместив заполненный водой мерный цилиндр или какой-нибудь другой стеклянный сосуд в перевернутом положении в водяную баню. Трубку для выхода газа из фермснтера подводят под перевернутый сосуд таким образом, чтобы выходящий газ собирался в этом сосуде. Трубка должна быть кислородонепроницаемой или максимально короткой, чтобы предельно уменьшить диффузию кислорода. По мере накопления газа в сосуде вода начинает вытесняться.
Для того чтобы вытесняемая вода не выливалась, сосуд с водяной баней должен быть достаточно большим. После заполнения воздухом одного сосуда его заменяют другим, заполненным водой. Объем выделяемого газа легко определить, если сосудом с трубкой для выхода газа является мерный цилиндр. При активном пропускании бескислородного газа через ферментер потребность в гидрозатворе невелика. После начала роста анаэробной культуры уже нет необходимости в интенсивном продувании газа через среду в ферментере.
Однако если его подача прекращается, то необходимо немедленно установить гидрозатвор. КЬ ЖИДКАЯ КУЛЬТУРА Рекомендуется использовать предварительно восстановленную среду; ее либо получают нагреванием в ферментере, либо вводят в ферментер, через который предварительно пропускали газ, не содержащий кислорода, уже восстановленную среду. Кислоты, основания и растворы питательных компонентов, добавляемые в ферментер в процессе культивирования, готовят и хранят в отсутствие кислорода.
Полностью удалять кислород из растворов, добавляемых в ферментер в небольших количествах, необязательно, поскольку восстанавливающая способность активной анаэробной культуры достаточно велика для удаления его из таких систем. 10.2. ПРОТОЧНЫЕ СИСТЕМЫ Для непрерывного 1проточного) культивирования в отличие от периодической культуры характерна постоянная подача свежих питательных компонентов со скоростью, равной скорости удаления среды из культуры 1открытая система).
Если культура хорошо перемешивается, то пробы, взятые из любой части ферментера, будут одинаковы по биомассе и концентрации субстрата. По составу они идентичны также культуральной жидкости, вытекающей из ферментера. При непрерывном культивировании теоретически бактерии растут экспоненциальио в условиях постоянной подачи свежей среды и удаления части клеток вместе со старой средой, так что объем культуры со временем не меняется. Вообще говоря, постоянная концентрация клеток 1равновесное состояние, англ.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
