Суспензиядағы клеткаларды өсіру әдістері

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ  БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ

АЛМАТЫ ТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ  УНИВЕРСИТЕТІ

 

 

 

 

Реферат

Суспензиядағы клеткаларды  өсіру әдістері

 

 

 

                                               Орындаған: Капанов Д.Д

                           Топ:БТ-11-12

           Тексерген: Надирова С. А

 

 

 

 

 

 

 

 

Алматы 2013-2014

 

Жоспар

І Кіріспе

ІІ  Негізгі бөлім

а) Суспензияға түсінік

б) Суспензиядағы клеткаларды  өсіру әдістері

в) Суспензияны алу және өсіру

ІІІ Қорытынды

ІҮ Пайдаланған әдебиеттер

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

        Кіріспе

      Суспензия — дисперсиялық фазасы қатты зат түрінде, ал дисперсиялык ортасы сұйықтар күйінде ұшырасатын қалқыма не дисперсиялык жүйе. Суспензияның дисперсиялык шекарасы коллоидті атыраптар шекарасымен және калыпты жағдайда тез тұнатын бөлшектердің мөлшерлік көрсеткіштерімен анықталады. Суспензияның дисперсиялылығы әдетте седименттік талдау әдістері арқылы немесе дисперсиялык ортаға енгізілген қосымшалардың адсорбция мөлшері тұрғысынан анықталады.

    Суспензия — қатты дисперстік фазаның сұйық дисперстік орта-да таралған микрогетерогенді система. Ондағы қатты бөлшектердің өлшемі 0,1 мкм<г<10 мкм. Егер бөлшектердің дисперстік дәре-жесі төмен болса, онда оның радиусы үлкейіп, тұрақтылығы төмен-дейді де тез тұнбаға шөгеді. Суспензиялардың дисперстілігін мик-роскоп, электронды микроскоп сияқты оптикалық немесе седимен-тациялық анализ көмегімен анықтауға болады.

Суспензиялар да коллоидты ерітінділер сияқты конденсациялық немесе дисперсиялық тәсіл арқылы алынады. Осы процесс кезінде алынатын бөлшекті дисперстілік дәрежесі қажетті шекте болатындай етіп жүргізеді. Сондай-ақ, суспензиялар да коллоидты ерітінділер тәрізді өзінен өтетін жарықты шашыратады және жұтады, осы тұста ескертетін жай, жарық өткен коллоидты ерітінді мөлдір болып көрінеді. Оның электрокинетикалық қасиеттері коллоидты ерітіндінікіне ұқсас келеді. Сол секілді суспензиядағы бөлшектердің дзета-по-тенциалы зольдегімен шамалас. Егер суспензияға электролит енгізсе, онда онын ұю құбылысы байқалады. Кейбір жағдайда суспензияға беттік активті заттар немесе жоғары молекулалық қосылыстарды қосу арқылы оны тұрақтандыруга болады. Мұнда тиксотропия құбылысы коллоидты ерітіндідегіден гөрі артық.

Суспензиялардың табиғаттағы алар орны ерекше. Айталық гео-логиядағы және жер қыртысындағы көптеген процестер суспензия құбылысымен байланысты: седиментациялық құбылыс салдарынан таутастан түрлі жыныстардың пайда болуы, әзен сулары арнасы-нан асқанда олар өзімен бірге көптеген сазды балшық пен құмды, қоқысты сыртқа шығарады және олар қоюлана келіп, қатты дене-ге айналады. Сол сияқты суспензиялар техникада да үлкен роль атқарады. Мысалы, табиғи не синтетикалық каучуктен резина алу үшін әуелі күкірттің каучуктегі суспензиясын дайындау керек; түр-лі құрылыс және баспа бояулары олифа майында не органикалық еріткіштерде тұрақталған суспензия. Ал құрылыста жиі қолданы-латын цемент пен ізбестің судағы “ерітінділері” де суспензия; саз балшықтын судағы суспензиясы керамика өндірісінін, негізгі шикі-заты.

       Өсімдіктер клеткаларын өсіру әдістерін толык жетілдіру бағытында кол жеткен күнды жетістіктердің бірі - жеке клеткаларды өсіру болды. Соның негізінде клеткалык суспензияны алу және өсіру әдістері мүкият зерттелуде.         Клеткалар суспензиясы - бүл жеке клеткаларды немесе клеткалардың кішігірім топтарын сүйык ортада арнаулы аппараттарды колдана отырып, олардын аэрациясын және араластыруын камтамасыз етіп өсіру. Осындай әдіспен әсірілген жалғыз клеткадан түтас өсімдікті өндіріп шығаруға мумкіндік туды. Яғни, өсімдік клеткасынын тотшютенттік касиеті туралы Г. Габерландтын айтылған ойы, осы әдіске суйене отырып 1960-шы жылдары ғана жүзеге асты. Әсіресе, 1958 жылы сәбіздін бір клеткасынан бутін өсімдік өсіріп шьіғарған Ф.Стюардтын әріптестерімен бірге откізген тәжірибелерін ерекше айтып, ескеру керек. Клеткаларды өсіру әдісінің келесі елеулі кезеңі, ағылшын ^Ғалымы Э. Кокинг жүмыстарымен байланысты. Ол 1961 жылы томат тамыр клеткаларынын кабыкшаларын бірінші болып Ферментативті гидролизбен ыдыратып, протопластарды болді.

    Суспензиядағы клеткаларды есіру әдістері

Клеткаларды сұйық коректік ортада өсірудін негізгі екі әдісі болады: 1) мерзімді өсіру; 2) үзіліссіз өсіру. Бұлар әр түрлі әдістер болғанымен, олардың түп максаты бір. Ол максат - клеткалар биомассасын неғұрлым көбейтіп, олар түзетін пайдалы заттарды соғүрлым мол өндіру. Ал бүл әдістердін айырмашылыктарына келер болсак, олар коректік ортанын сапасын және клеткалардын өсуін реттеуге байланысты. Енді осы әдістерге жеке-жеке тоқталайық:

        Мерзімді өсіру деп бүл әдістің аталу себебі, суспензиядағы клеткаларды өсіру процесі белгілі бір уакыт ішінде жүргізіледі ^әне де бүл кезде бастапкы күйылған коректік орта жаңартылмай, нәрі саркылғанша пайдаланылады. Ал енді бүл мерзім калай белгіленеді, соған келейік. Ол клеткалардын өсу зандылыктарынабайланысты. Бүл мәселе толығымен кейінірек баяндалады.Өсіру циклі -инокулюмды коректік ортаға косканнан бастап, келесі жана ортаз ауыстырғанға дейінгі мерзім. Еске салсак, инокулюм дегенім каркыңды өсу кабілеті бар суспензияньщ бөлініп алынған шағы көлемі. Инокулюмды клеткалар жана сұйык ортаға салынған сон, онын күрамындағы қоректік заттарды өз бойына сіңіру бөліну және созылу аркылы өсе бастайды. Біртіндеп оларды өсу каркындылығы арта түседі. Соған байланысты корект; ортанын нәрі азая береді. Сол себептен клеткалардың каркындылығы да бәсеңдейді, тіпті тежеледі де. Осы кез; суспензияны өсіру процесін токтатып, клетка биомассасы жинактап бөліп алуға болады. Осымен өсіру циклі аякталады.  Клеткаларды кайтадан өсіру үшін инокулюм жана коректік ортаі көшіріледі де өсіру циклы тағы да басталады. Міне, осылай октыі октын кайталанып, белгілі бір уакыт бойы клеткала суспензиясын өсіруді мерзімді өсіру дейміз. Бұл әдіс қорландыры өсіру деп те аталады. Бүл атау клеткалардың суспензияда өс нәтижесінде биомасса коры жинакталуына байланысты берілге: Мерзімді немесе корландырып өсіру кезінде клеткалардың өз каркындылығын және коректік ортаның сапасын реттеу қиын соғады. Сондыктан өндірістік жағдайда баска әдіс - үзіліссіз өсіру әдісі кеңінен пайдаланылады.

     Үзіліссіз өсіру деп бүл әдістін аталу себебі, суспензиядағы клеткаларды өсіру процесі үздіксіз жүргізіледі және де корект орта ылғи жанартылып түрады. Бүл оте тиімді әдіс. Мол оні алу бірнеше жолмен камтамасыз етіледі: 1) клеткалардың өсу процесінін экспоненциалды фазасында бода аладв 2) биомассаны ондіріске ынғайлы кай кезде болса да суспензияда бөліп алуға болады; 3) сүйык коректік орта ағынды боп күйылы түратындыктан, онын сапасы томендемейді, нәрі саркылмайді Үзіліссіз өсірудін мынадай жүйелері бар: 1) ағынды жабыі 2) ағынды ашык; 3) ағьгады-ағынсыз.

  Ағынды жабык жүйе. Клеткалык суспензияны осіргенде сүйь коректік орта ағынды боп күйылып, аумалы-токпе; алмастырылып, жанартылып түрады. Сүйык ортанын жүйеі (ферментер аппаратка) кіріп күйылу каркыны мен оның төгілі сыртка шығу каркыны бірдей болу керек. Бүл перистальтикальі насостын кызметін реттеу аркылы іске асырылады. Соңі клеткалар суспензиясы осірілетін жүйеде коектік ортан• щері де, сапасы да бір калыпты болып сакталады және де нәрі саркылмайды. Сондыктан, клеткалардын осуінің тежелмей жүруіне колайлы жағдай туады. Коректік ортаны пайдаланылған бөлігі сыртка сүзгіш түтік арқылы шығарылады. Сонда суспензиядағы клеткалар жүйенің ішінде жабыңқы жағдайда калып, өсуін жалғастыра береді. Ағынды жабык жүйе деп аталуы осы ерекшеліктерге байланысты. Ағынды ашык жүйе. Суспензиядағы клеткаларды осірудін бірқалпы принципі жоғарыда айтылғандай, бірак күрделі ерекшелігі де бар. Егер ағынды жабык жүйеде сыртка осіп жаткан клеткалар тек кана сүзгіштен откен пайдаланылған коректік ортанын біраз болігі шығарылып түрса, ағынды ашык жүйеде сыртка клеткалар суспензиясынын болігі шығарылады. Бүл тәсілде сүзгіш түтік колданылмайды, сондыктан коректік ортамен коса клеткалар да төгіліп шығады. Болініп алынған клеткалардын мөлшері (саны немесе биомассасы) жүйе ішінде калған клеткалардың осу каркынына сәйкес болу керек. Сыртка шығарылып алынған клеткалардын орнын жанадан пайда болып ескен баска клеткалар толтырады. Ағынды ашык жүйе деп аталудын себебі, клеткалар биомассасы еркін ағып шығып алына береді.

      Ағынды-ағынсыз жүйе. Биомасса мол болып кобейген сон ағынсыз күйде осірілген клеткалар суспензиясынын кажетті болігі жүйеден алынады да, онын орнына нак сондай молшерде жана коректік орта күйылады. Бөлініп алынған клеткалар ондірісте пайдаланылады, ал жүйеде калған клеткалар жанартылған ортада өсе береді. Жалпы карағанда, ағынды-ағынсыз жүйе мерзімді осіру және үзіліссіз осіру әдістерінін екеуіне де бейімделген. Өсімдік клеткалары, жалпы алғанда, микроорганизмдер сиякты ^өседі, сондықтан оларды да микроорганизмдерге колданатын аппараттарда өсіреді. Микроорганизмдерді осіретін аппараттарды биореактор немесе ферментер деп атайды. Өсімдік клеткаларын Сонымен катар, өсімдік клеткаларын ферментерде осіргенде бір киыншылыктар кездеседі.  Бүл олардың табиғи пелектеріне байланысты. Өсімдік клеткаларында вакуоль_е целлюлоза мен пектиннен түратын сырткы кабығы олар оте онай закымданады, әсіресе суспензияны іастырған кезде. Клеткалар созылып осу кезінде жиі бүлінеді. Ферменттерде араластыру аркылы оттегімен камтамасыз ету жолмен отеді. Кейбір ферментерлер айналады, баскалары   гниттік немесе механикалык былғауышпен араластырылады,  месе стерильденген ауамен үрленіп түрады. Былғауыш әркалайКгьілдамдыкпен айналады және оның калактары алуан түрлі болады. Өте шапшан айналдыру клеткалардың бүлінуіне әкеп соғады, ал араластыру жылдамдығы тъш бәсендеп кетсе кейбір клеткалар түнба боп шөгіп, акырында күриды. Ғалымдар зерттеулер жүргізіп, биомассаның осуіне жағдай Іу_ҒЫзуға тырысады. Клеткалар саны тіпті кобейіп кеткен жағдайда Іуспензия өте коюланып, онын түткырлығы артады да, осіруді Ьиындатады. Өсімдік клеткаларынын микроорганизмдерден тағы Вір айырмашылығы, олар бір-біріне, ферментердін кабырғасына Іжәне былғауышка оңай жабысады. Бүдан баска тағы бір Ікиыншылық - өсімдік клеткалары ыдыстын үстінгі жағында кобік Іэоп жиналады. Өсімдік клеткаларынын осы айтылған Ьрекшеліктері ғалымдарды ферментердін түрі мен араластыру Ьрежесін үлкен үкыптылыкпен тандап алуға мәжбүр етеді.Суспензиядағы клеткаларды өсіру негізіңде микроорганизмдер үшін жете зерттеліп, іс жүзінде кен пайдаланылатын хемостат шен турбидостат принциптері жатады (2-сурет). Хемостат ережесі бойынша, үздіксіз өсіру процесі осуді тежейтін белгілі бір. Фактордың әсерімен өтеді. Хемостат әдісін колданғанда, құрамыңда өсуді тежейтін, концентрациясы белгілі компоненті жаңа коректік орта, түракты жылдамдыкпен биореакторға ІмИыльщ келіп түрады да, оскен клеткалар суспензиясы сондай жылдамдыкпен шығарыльш алынып отырады.

СУСПЕНЗИЯНЫ АЛУ ЖӘНЕ ӨСІРУ

Объект ретінде картоптың фузариозға төзімді Тамаша және сезімтал Santa сорттарының  суспензиясы пайданылды. Суспензияны  үгітілмелі, гомогенді Тамаша және Santa сортар каллустарынан алынды. Каллустың 2-5 г казеин гидролизаты (2 г/л), 2,4 –  Д қосылған сұйық, яғни агарсыз Мурасиге – Скуга қоректік ортасына салынып  айналымы мин 150 шайқағышта 24-27 ^оС температурада өсірілді. Өсіру циклі 6-8 күн болды. Одан кейі жаңа қоректік ортаға көшірілді .

Santa сорт клеткалары суспензияда  біркелкі, түсі ашық жасыл болды.  Оның себебі суспензиядағы клеткаларда  фотосинтез процессі жүретіні  және клетканың өсімталдығы жоғары  екендігі. Ал Тамаша сортының  суспензиязиядағы клеткалары біркелкі  болмады, бұл Тамаша сортына  тән қасиет болып есептеледі.

Өсімдік клеткаларының культурасы мен ұлпалары экспериментальды жүйе ретінде ғылымда көп уақыт  қолданылып келеді. Бұл модельдің  ұтымдылығы клеткалардың және организмдік  тұрақтылық механизмдерін айыра  айқындау. Сол себепті осы жұмыста  патогенге тұрақтылықтары бойынша  айырмашылығы бар Solanum tuberosum картобының суспензиясы қолданады.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Қорытынды

   Клеткаларды сұйық  коректік ортада өсірудін негізгі  екі әдісі болады: 1) мерзімді өсіру; 2) үзіліссіз өсіру. Бұлар әр  түрлі әдістер болғанымен, олардың  түп максаты бір. Ол максат - клеткалар биомассасын неғұрлым  көбейтіп, олар түзетін пайдалы  заттарды соғүрлым мол өндіру. Ал бүл әдістердін айырмашылыктарына  келер болсак, олар коректік ортанын  сапасын және клеткалардын өсуін  реттеуге байланысты. Енді осы  әдістерге жеке-жеке тоқталайық:

    Мерзімді өсіру  деп бүл әдістің аталу себебі, суспензиядағы клеткаларды өсіру  процесі белгілі бір уакыт  ішінде жүргізіледі ^әне де  бүл кезде бастапкы күйылған  коректік орта жаңартылмай, нәрі  саркылғанша пай    

 

  Үзіліссіз өсіру деп  суспензиядағы клеткаларды өсіру процесі үздіксіз жүргізіледі және де қоректік ортада ылғи жаңартылып тұрады. Бұл өте тиімді әдіс. Мол өнім алу бірнеше жолмен камтамасыз етіледі:

1) клеткалардың өсу процесінін экспоненциалды фазасында бола алады 2) биомассаны өндіріске ыңғайлы қай кезде болса да суспензияда бөліп алуға болады; 3) сұйык қоректік орта ағынды боп тұратындықтан, онын сапасы төмендемейді, нәрі сарқылмайды.

 Үзіліссіз өсірудін  мынадай жүйелері бар: 1) ағынды  жабық  2) ағынды ашык;  3) ағынды-ағынсыз.

 

 

 

 

 

 

    Пайдаланған әдебиеттер және сілтемелер

1. http://kk.wikipedia.org/wiki

2. Қазақ тілі терминдерінің салалық ғылыми түсіндірме сөздігі: Қ 17 Геология/Жалпы редакциясын басқарған — түсіндірме сөздіктер топтамасын шығару жөніндегі ғылыми-баспа бағдарламасының ғылыми жетекшісі

А.Қ.Құсайынов —  Алматы: "Мектеп" баспасы" ЖАҚ , 2003. — 248 бет. ӀSВN 5-7667-8188-1 ӀSВN 9965-16-512-2

3. 1. Уәлиханова Г.Ж. Өсімдік биотехнологиясы. Алматы. Қазақ 
университеті,2009, 335 бет.  
 
4. Бутенко Р.Г. Биология клеток высших растений in vitro и 
биотехнологии на их основе. – М..: ФБК – ПРЕСС, 1999.

5. http://kk.convdocs.org/docs/index-35151.html