Chemiostatové charakteristiky, história a použitie

On Chemostat Je to zariadenie alebo zariadenie používané na kultiváciu buniek a mikroorganizmov. Nazýva sa tiež bioreaktor a má schopnosť experimentálne reprodukovať vodné prostredie, ako sú jazerá, sedimentácia alebo lagúna liečby.

Je opísaný zovšeobecneným spôsobom ako kontajner (veľkosť bude závisieť od toho, či je použitie priemyselné alebo laboratórne) so vstupom, takže medzi sterilným materiálom a výstupom, prostredníctvom ktorého sa vychádza materiál vyplývajúci z procesu, ktorý je zvyčajne živiny, odpad, sterilný materiál, mikroorganizmy okrem iného.

Chemiozotátový diagram. Prevzaté a upravené z: CGRAHAM2332 [CC BY-SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licencie/By-SA/4.0)].

Objavili ho a prezentovali ho nezávisle a takmer súčasne vedci Jacques Monod, Aaron Novick a Leo Szilard v roku 1950. Monod pracoval sám a nazval ho Bactogtogom, zatiaľ čo Novick a Szilard spolupracovali a nazývali ho Chemostat, meno, ktoré trvá dodnes.

[TOC]

Charakteristiky chemiostaty

Chemostat sa vyznačuje konštantným pridaním média, ktoré obsahuje jednu živinu, ktorá obmedzuje rast a súčasne eliminuje časť plodiny, ako je prebytok výroby, metabolity a iné látky. Táto eliminácia je neustále nahradená novým materiálom, čím sa dosahuje stabilná rovnováha.

Za týchto podmienok sa rýchlosť, akou sa vyvíja kultivácia mikroorganizmov. Toto je kľúčové, pokiaľ ide o iné kultivačné metódy, pretože stabilný stav možno dosiahnuť v konštantnom a definovanom prostredí.

Ďalšou dôležitou charakteristikou je, že pri chemiosteáte môže operátor kontrolovať fyzikálne, chemické a biologické premenné, ako je objem jednotlivcov pri kultivácii, rozpustený kyslík, množstvo živín, pH atď.

Zásada metódy

Táto metóda pozostáva z populácie mikroorganizmov, ktorá rastie od začiatku podobnej metódy uvedenej v diskontinuálnom alebo pozemkoch (najjednoduchšia tekutá kultúra). Keď rastú populácie, je to potrebné.

Môže vám slúžiť: epitopu

Týmto spôsobom sa v chemostate vykonáva riedenie pomocou nepretržitého pridávania čerstvého média a eliminácie plodiny, ako je opísané čiastočne v predchádzajúcom odseku. Za obmedzenie rastu v nádobe je zodpovedná jedna živina.

Toto obmedzuje iba výživnú rastovú rastu osobu, ktorá vyvíja experiment, môže to byť akákoľvek živina av mnohých prípadoch bude závisieť od druhov kultúry.

História

Diskontinuálne plodiny mikroorganizmov pochádzajú z storočí (výroba pív a iných nápojov). Nepretržité plodiny sú však niečo relatívne modernejšie. Niektorí mikrobiológovia pripisujú začiatky nepretržitej plodiny slávnemu ruskému mikrobiológovi Serguéi Vinagragraski.

Vinagragraski študoval rast sulforeduktívnych baktérií v zariadení navrhnutom (vinagragraski stĺpec). Počas štúdia dodal kvapky stĺpca sulfidu vodíka ako jedlo pre tieto baktérie

Keď hovoríme o nepretržitých plodinách, je povinné hovoriť o 3 znakoch: Jacques Monod, Aaron Novick a Leo Szilard. Monod bol zasväteným biológom a víťazom Nobelovej ceny v roku 1965.

Tento výskumný pracovník (Monod), keď bol súčasťou Pasteur Institute, vyvinul mnoho esejí, výpočty a analýzu v rokoch 1931 až 1950. Počas tejto doby vytvoril matematický model rastu mikroorganizmov, ktorý by sa neskôr nazval Monodova rovnica.

V roku 1950, na základe rovnice, ktorá nesie jeho meno, navrhol model zariadenia, ktorý nepretržite umožnil kultúru mikroorganizmu a nazýval sa bactogtogén.

Na druhej strane sa v roku 1943 stretli vedci Novick (Physical) a Szilard (Chemical) pri práci na projekte Manhattan (atómová bomba); O niekoľko rokov neskôr by začali prejavovať záujem o bakteriálny rast av roku 1947 sa spájajú s prácou a využívajú to.

Môže vám slúžiť: Syntéza lipidov: typy a ich hlavné mechanizmy

Po viacerých pokusoch a analýze Novick a Szilard, na základe Monodových výpočtov (Monodova rovnica), tiež v roku 1950 navrhnutý kontinuálny kultúrny model mikroskopických organizmov, ktoré nazývajú chemostatka, a je to názov, ktorý bol doteraz udržiavaný. Ale tieto tri sa pripisujú vynálezu.

Žiadosti

Biológia a adaptačný vývoj

Nástroje ponúkané týmto kontinuálnym kultúrnym systémom mikroorganizmov používajú ekológovia a evolucionisti na štúdium toho, ako rýchlosť rastu ovplyvňuje bunkové procesy a metabolizmus a ako riadi selekčný tlak a expresiu génov.

To umožňuje po vyhodnotení a udržiavaní desiatok až stoviek generácií v chemostate za kontrolovaných podmienok.

Dva chemiosteaty, ktoré sa používajú pri analýze toxicity amónneho v kvasinkách. Prevzaté a upravené z: (obrázok: Maitreya Dunham) [CC po 2.5 (https: // creativeCommons.Org/licencie/BY/2.5)].

Biológia buniek

Prakticky všetky štúdie súvisiace s chemostatom súvisia s bunkovou biológiou, dokonca aj molekulárnou, evolučnou atď.

Konkrétne však použitie chemostatu pre túto biológiu poskytuje cenné informácie, ktoré umožňujú rozpracovať matematické modely potrebné na pochopenie metabolických procesov v populácii štúdie.

Molekulárna biológia

Za posledných 10 rokov alebo možno viac sa rozrástol záujem o použitie chemostatu v molekulárnej analýze mikrobiálnych génov. Metóda kultúry uľahčuje informácie získanie komplexnej alebo systémovej analýzy plodín mikroorganizmov.

Štúdie v tejto oblasti s chemiosteatom umožňujú analýzu transkripcie DNA v celom genóme, ako aj kvantifikovať génovú expresiu alebo identifikovať mutácie v špecifických génoch z organizmov, ako sú kvasinky Sacharomyces cerevisiae, Napríklad.

Môže vám slúžiť: Flora a fauna z Nuevo León

Obohatená plodina

Tieto štúdie sa vykonávajú pomocou diskontinuálnych systémov od konca 19. storočia s dielami Beijerinck a Vinagragraski, zatiaľ čo v 60. rokoch minulého storočia sa začali robiť v nepretržitých plodinách pomocou chemostatu.

Tieto štúdie pozostávajú z obohacovania kultivačného média na zbieranie rôznych typov mikróbov (všeobecne baktérií), ktoré sa tiež používajú na určenie neprítomnosti určitých druhov alebo na zistenie prítomnosti niektorých, ktorých podiel je veľmi nízky alebo takmer nemožné pozorovať v strednom prírodnom prírode.

Obohacovanie plodín sa tiež používajú v otvorených kontinuálnych systémoch (chemostaty) na vývoj mutantných baktérií, najmä Aidotrofické alebo tie, ktoré sa môžu stať rezistentnými na liečivo, ako sú antibiotiká, ako sú antibiotiká.

Výroba etanolu

Z priemyselného hľadiska je používanie a výroba biopalív čoraz častejšie. V tomto prípade ide o produkciu etanolu z gramálnych negatívnych baktérií Zymomonas mobilis.

V tomto procese sa používa niekoľko veľkých sériových chemiosteatov, udržiavaných v konštantných koncentráciách glukózy a iných cukrov, takže sa premieňajú na etanol na anaeróbne podmienky.

Odkazy

1. Chemostat: ideálny kontinuálny reaktor rozrušenej nádrže. Získané z: bioreaktorov.Statív.
2. Chemostat. Zdroj: In.Wikipedia.orgán.
3. N. Ziv, n.J. Brandt a D. Gresham (2013). Použitie chemostatov v biológii mikrobiálnych systémov. Journal of vizualizovaných experimentov.
4. Do. Novick & L. Szilard (1950). Popis chózy. Veda.
5. J. Monod (1949). Rast bakteriálneho kultúrneho prehľadu mikrobiológie.
6. D. Gresham & J. Hong (2015). Funkčný základ adaptívneho vývoja v chemostatoch. Recenzie mikrobiológie FEMS.
7. H.G. Schlegel, & h.W. Jannasch (1967). Obohacovanie. Ročný prehľad mikrobiológie.
8. J. Thierie (2016). Úvod do teórie polyfázových rozptýlených systémov. (Eds) Springer Príroda. 210 pp.