Značilnosti kemiostata, zgodovina in uporabe

On Kemostat To je naprava ali naprava, ki se uporablja za gojenje celic in mikroorganizmov. Imenuje se tudi bioreaktor in lahko med drugim eksperimentalno reproducira vodna okolja, kot so jezera, sedimentacija ali lagune za zdravljenje.

Na splošno je opisan kot zabojnik (velikost bo odvisna od tega, ali je uporaba industrijska ali laboratorijska) z vnosom, tako da je med sterilnim materialom in izhodom, skozi katerega bo izšel material, ki izhaja iz postopka, ki so običajno hranila, odpadki, sterilni material, mikroorganizmi med drugim.

Diagram kemiozotata. Vzeti in urejen od: cgraham2332 [cc by-sa 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licence/by-sa/4.0)].

Odkrili so ga in predstavili samostojno in skoraj istočasno znanstveniki Jacques Monod, Aaron Novick in Leo Szilard leta 1950. Monod je delal sam in ga imenoval Bactogen, medtem ko je Novick in Szilard skupaj delal in ga imenoval Chemostat, ime, ki traja do danes.

[TOC]

Značilnosti kemiostata

Za kemostat je značilen stalen dodajanje medija, ki vsebuje eno samo hranilo, ki omejuje rast in hkrati odpravlja del pridelka, kot so presežek proizvodnje, presnovki in druge snovi. To izločanje nenehno nadomešča nov material in tako doseže stabilno ravnovesje.

V teh pogojih je hitrost, s katero se razvije gojenje mikroorganizmov, enaka hitrosti, s katero se razredči. To je ključno za druge metode gojenja, saj je mogoče v stalnem in opredeljenem okolju doseči stabilno stanje.

Druga pomembna značilnost je, da lahko pri kemiosteatu upravljavec nadzira fizikalne, kemijske in biološke spremenljivke, kot so volumen posameznikov pri gojenju, raztopljeni kisik, količina hranil, pH itd.

Načelo metode

Metoda je sestavljena iz populacije mikroorganizmov, ki raste od začetka podobnega kot tisti, ki je dana v prekinitvi ali sklopu (najpreprostejša tekoča kultura). Ko raste populacija, je to potrebno.

Vam lahko služi: Epitope

Na ta način se v kemostatu opravi redčenje z uporabo neprekinjenega dodajanja svežega medija in izločanja pridelka, kot je delno opisano v prejšnjem odstavku. Za omejevanje rasti v posodi je odgovorno eno hranilo, medtem ko je ostalo prisotno v presežku.

To samo omejevanje hranilnika rasti vnaprej določi oseba, ki razvija eksperiment, lahko je kakršno koli hranilo in v mnogih primerih bo odvisno od kulturne vrste.

Zgodovina

Prekinitveni pridelki mikroorganizmov izvirajo iz stoletij (proizvodnja piva in drugih pijač). Vendar so neprekinjeni pridelki nekaj relativno bolj sodobnega. Nekateri mikrobiologi pripisujejo začetke neprekinjenega pridelka slavnemu ruskemu mikrobiologu Serguéi Vinagragraski.

Vinagragraski je preučil rast sulforovalnih bakterij v napravi, ki jo je zasnoval (stolpec Vinagragraski). Med študijami je kot hrano za te bakterijske kapljice dobavil kapljice vodikovega sulfida

Ko govorimo o neprekinjenih pridelkih, je obvezno govoriti o 3 likih: Jacques Monod, Aaron Novick in Leo Szilard. Monod je bil leta 1965 posvečen biolog in dobitnik Nobelove nagrade.

Ta raziskovalec (Monod) je med letoma 1931 in 1950 razvil številne eseje, izračune in analize Inštituta. V tem času je ustvaril matematični model rasti mikroorganizma, ki bi ga pozneje imenovali Monod enačba.

Leta 1950 je na podlagi enačbe, ki nosi njegovo ime, zasnoval model naprave, ki je neprekinjeno omogočil kulturo mikroorganizma in se imenoval baktogen.

Po drugi strani sta se znanstvenika Novick (fizika) in Szilard (kemikalija) srečala med delom na projektu Manhattan (Atomska bomba) leta 1943; Leta kasneje bi začeli izkazovati zanimanje za rast bakterij in leta 1947 so se povezali, da bi sodelovali in izkoristili to.

Vam lahko služi: sinteza lipidov: vrste in njihovi glavni mehanizmi

Po več preskušanjih in analizi Novick in Szilard, ki temeljita na Monodovih izračunih (Monod enačba), sta leta 1950 zasnovala tudi model neprekinjene kulture mikroskopskih organizmov, ki so jih poimenovali Chemostate, in ime je bilo doslej vzdrževano ime. Toda trije so pripisani izumu.

Prijave

Biologija in prilagodljiva evolucija

Orodja, ki jih ponuja ta sistem neprekinjene kulture mikroorganizmov, uporabljajo ekologi in evolucionisti za preučevanje, kako hitrost rasti vpliva na celične procese in presnovo ter kako nadzoruje selekcijski tlak in izražanje genov.

To omogoča po oceni in ohranjanju na desetine na stotine generacij v kemostatu v nadzorovanih pogojih.

Dva kemiosteata, ki se uporabljata pri analizi toksičnosti amonija v kvasovkah. Vzeto in urejeno od: (slika: maitreya dunham) [cc do 2.5 (https: // creativeCommons.Org/licence/by/2.5)].

Celična biologija

Skoraj vse študije, povezane s kemostatom, so povezane s celično biologijo, celo molekularno, evolucijsko itd.

Vendar natančneje uporaba kemostata za to vejo biologije zagotavlja dragocene informacije, ki omogočajo natančno opredelitev matematičnih modelov, potrebnih za razumevanje presnovnih procesov v študijski populaciji.

Molekularna biologija

V zadnjih 10 letih ali morda več je zanimanje za uporabo kemostata pri molekularni analizi mikrobnih genov zraslo. Metoda kulture olajšajo pridobivanje celovite ali sistemske analize pridelkov mikroorganizma.

Študije na tem področju s kemiosteatom omogočajo analizo transkripcije DNK v celotnem genomu, pa tudi količinsko opredelitev izražanja genov ali identifikacijo mutacij v specifičnih genih iz organizmov, kot je kvas, Saccharomyces cerevisiae, Na primer.

Lahko vam služi: flora in favna Nuevo León

Obogateni pridelki

Te študije se izvajajo z uporabo diskontinuiranih sistemov od konca 19. stoletja z deli Beijerincka in Vinagragraski.

Te študije so sestavljene iz obogatitvenih kulturnih medijev za pridobivanje različnih vrst mikrobov (na splošno bakterij), uporablja se tudi za določitev odsotnosti nekaterih vrst ali zaznavanje prisotnosti nekaterih, katerih delež je zelo nizek ali skoraj nemogoče opazovati v srednjem naravnem naravnem.

Obogatenje pridelkov se uporabljajo tudi v odprtih neprekinjenih sistemih (hemostati) za razvoj mutantnih bakterijskih pridelkov, predvsem aidhotrofne ali tiste, ki lahko postanejo odporne na zdravila, kot so antibiotiki, kot so antibiotiki.

Proizvodnja etanola

Z industrijskega vidika je uporaba in proizvodnja biogoriv vse pogostejša. V tem primeru gre za proizvodnjo etanola iz gram negativnih bakterij Zymomonas mobilis.

V procesu se uporablja več velikih serijskih kemij, ki se vzdržujejo pri konstantnih koncentracijah glukoze in drugih sladkorjev, tako da se pretvorijo v etanol v anaerobne pogoje.

Reference

1. Kemostat: idealen neprekinjen reaktor vznemirjenega rezervoarja. Okrevano od: bioreaktorjev.Stativ.
2. Kemostat. Pridobljeno iz: v.Wikipedija.org.
3. N. Ziv, n.J. Brandt, & D. Gresham (2013). Uporaba kemostatov v biologiji mikrobnih sistemov. Časopis za vizualizirane eksperimente.
4. Do. Novick & l. Szilard (1950). Opis chositata. Znanost.
5. J. Monod (1949). Rast bakterijskega kulturnega pregleda mikrobiologije.
6. D. Gresham & J. Hong (2015). Funkcionalna osnova prilagodljive evolucije v kemostatih. Ocene mikrobiologije FEMS.
7. H.G. Schlegel, & h.W. Jannasch (1967). Kulture obogatitve. Letni pregled mikrobiologije.
8. J. Thierie (2016). Uvod v teorijo polifaznih razpršenih sistemov. (Eds) Springer Nature. 210 pp.