Устройство для культивирования подвижных анаэробных микроорганизмов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ ПОДВИЖНЫХ АНАЭРОБНЫХ МИКРООРГАНИЗМОВ , представляющее собой трубку, заполненную питательной средой , о.тличающееся тем, что, с целью обеспечения длительного культивирования анаэробных микроорганизмов путем замедления диффузиии продуктов метаболизма размножающихся клеток и увеличения скорости перемещения фронтальной зоны микроорганизмов, оно снабжено цилиндрическими диафрагмами с отверстиями , разделяющими трубку на отсеки , причем отношение длины каждого отсека к его диаметру равно 4,0 4 ,5, отношение длины диафрагмы к длине отсека равно 1/30-1/31, а относ 9 шение диаметра отверстия диафрагмы к диаметру отсека 1/10-1/11. (Л

COOS СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) 3(51) С 12 М 1/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВ/

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3444828/28-13 (22) 02. 04.82 (46) 30.01.84, Бюл. )) 4 (72) В.А.Кордюм, А.Л.Машинский, Л.В.Поливода, Н.И.Коньшин, B.Ã.Èàíüêo, В.Г.Бабский и Д.В.Зузанов (71) Институт молекулярной биологии и генетики AH УССР и Всесоюзный научно-исследовательский биотехнический институт (53) 663.038 (088.8) (56) 1. Tulloch W.Y. 0bservations

i n Dundee during the period 1923-38."Journal Ayg i en Cambr i dge", 1939, vol 39, р, 324. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ ПОДВИЖНЫХ АНАЭРОБНЫХ МИКРООРГАНИЗМОВ, представляющее собой трубку, заполненную питательной cpe— дой, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения длительного культивирования анаэробных микроорганизмов путем замедления диффузиии продуктов метаболизма размножающихся клеток и увеличения скорости перемещения фронтальной зоны микроорганизмов, оно снабжено цилиндрическими диафрагмами с отверстиями,разделяющими трубку на отсеки, причем отношение длины каждого отсека к его диаметру равно 4,0

4,5, отношение длины диафрагмы к длине отсека равно 1/30-1/31, а отношение диаметра отверстия диафрагмы к диаметру отсека 1/10-1/11.

1070159

Изобретение относится к микробиологии, а именно к культивированию микроорганизмов на искусственных питательных средах, и может быть использовано для создания гомогенных и быстродействующих популяций подвижных анаэробных микроорганизмов.

Известно устройство для культивирования микроорганизмов, которое представляет собой трубку, заполненную полужидкой питательной средой с добавлением 0,1-0,3% агар-агара для предотвращения оседания клеток, а также обеспечения контролируемого анаэробного культивирования клеток путем предотвращения конвекции питательной среды. В этом устройстве микроорганизмы инокулируют с одного из концов трубки и в процессе культивирования они движутся вдоль трубки, перемещаясь к свежим порциям питательной среды C1).

Однако если на каком-либо этапе культивирования диффузия собственных продуктов метаболизма происходит быстрее, чем перемещение микроорганизмов, то, в силу угнетающего действия их на рост клеток, это препятствует дальнейшему культивированию, и устройство не может быть использовано для длительного куль тивирования.

Цель изобретения — обеспечение длительного культивирования анаэробных микроорганизмов путем замедления диффузии продуктов метаболиз— ма размножающихся клеток и увеличения скорости перемещения фронтальной зоны микроорганизмов.

Указанная цель достигается тем, что устройство для культивирования подвижных анаэробных микроорганизмов, представляющее собой трубку, заполненную питательной средой, снабжено цилиндрическими диафрагмами с отверстиями,. разделяющими трубку на отсеки, причем отношение длины каждого отсека к его диаметру равно 4,0-4,5 отношение длины диафрагмы к длине отсека равно 1/30 .1/31, а отношение диаметра отверстия диафрагмы к диаметру отсека

1/10-1/11.

На чертеже схематично изображено предлагаемое устройство, продольный разрез.

Устройство для культивирования подвижных анаэробных микроорганизмов представляет собой трубку 1, заполненную питательной средой.

Внутри трубки 1 установлены цилиндрические диафрагмы 2 с отверстиями 3, разделяющими ее на отсеки 4.

Отношение длины каждого отсека к диаметру Э отсека составляет

4,0-4,5 отношение длины Il.äèàôðàã-, 5

1О

65 мы к длине I отсека 1 /30-1/31, а отношение диаметра d отверстия к диаметру D отсека 1/10 — 1/11.

Приведенные соотношения установлены опытным путем.

При других соотношениях линейных размеров устройства будут происходить нежелательные явления препятствующие возможности длительного культивирования. Так, если с » 4-4,5З, то продукты метаболизма могут опередить фронтальную зону роста культуры и ее рост замедлится, а в пределе предлагаемое устройство превращается в "трубку подвижности" с диаметром

2 . Если L < 4-4, 5 Э, т. е . диафрагмы расположены очень часто, процесс роста культуры пойдет скачкообразно и в пределе устройство превращается в "трубку подвижности" с диаметром d

Оптимальные размеры отверстия в диафрагме (по отношению к длине и диаметру отсека) выбраны исходя из обеспечения воэможности оптимального проникновения чистой культуры из отсека в отсек. Если диаметр отверстия в диафрагме будет большим (или его длина малой, то увеличится возможность проникновения в последующий отсек продуктов метаболизма впереди культуры; если диаметр отверстия в диафрагме будет малым (или его длина большой1,то количество культуры, проросшей через него, может оказаться настолько недостаточным, что не удастся полностью инокулировать последующий отсек.

Устройство работает следующим образом .

В первый отсек 4 устройства вводится инокулят выращиваемой культуры, которая начинает расти в толще питательной среды. При.подходе к цилиндрической диафрагме 2 фронта роста культуры диффузия метаболитов замедляется в результате резкого уменьшения площади сечения.

В то же время скорость перемещения фронтальной зоны микроорганизмов не только не уменьшается, а даже увеличивается, поскольку в окрестности диафрагмы имеют место повышенные градиенты концентрации потребляемых компонентов, питательной среды и выделяемых продуктов метаболизма, следовательно, хемотаксис более резко выражен. Во фронтальной зоне перемещающихся микроорганизмов концентрация метаболитов не настолько велика, чтобы тормозить размножение, поэтому при преодолении диафрагмы происходит инокуляция следующего отсека трубки молодыми растущими клетками„ в пре1070159

20

Составитель A.Ìàíûêèí

Техред М.Тепер Корректор И.Эрдейи

Редактор Л.Филь

Заказ 11642/2б Тираж 522 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 дыдущем отсеКе трубки накапливаю:щиеся метаболиты угнетают культуру микроорганизмов и тормозят их рост, а в отсеке за диафрагмой клетки быстро размножаются. При подходе к следующей диафрагме процесс повторяется, что обеспечивает определенную периодичность культивирования, причем длительность культивирования зависит только от величины культиватора и может быть сколь угодно большой.

Перерастание микроорганизмов из одного отсека в другой будет происходить только в том случае, если за время роста в отсеке культура успеет дорасти до диафрагмы до того, как концентрация продуктов метаболизма воспрепятствует дальнейшему росту.

Если предлагаемое устройство изготовить иэ прозрачного материала (например, оргстекла, а в питательную среду добавить индикатор (например, соли тетраэола), приобретающий красную окраску под действием микроорганизмов, то можно визуально наблюдать за перемещением фронта роста микроорганизмов. Если нанести на устройство линейную шкалу, то можно определять скорость роста во времени, а также порядковый номер поколения.

С использованием предлагаемого устройства проводиЛись эксперименты, показывающие, что культура микроорганизмов поддерживала энергичное размножение в течение многих суток и даже недель в непроточных условиях ° Например, на мясо-пептонном бульоне,. разбавленном 1:1 дистиллированной водой с добавлением

0,17% агар-агара, культура факультативного анаэроба бактерий Proteus vu1garis выращивалась в устройстве предлагаемого типа в течение 35 счт.