РЕФЕРАТ 2
СОДЕРЖАНИЕ 3
ВВЕДЕНИЕ 4
1 Обзор литературы 6
1.1 Характеристика ПГ А 6
1.2 Синтез ПГА 11
1.3 Соотношение C: N в культивирование различных микроорганизмов ... 15
2 Материалы и методы 17
2.1 Расчет кинетических параметров культуры 17
2.2 Сырье и материалы для культивирования 19
2.3 Приготовление питательных сред 21
2.4 Приготовление инокулята 22
2.5 Анализ проб 23
2.5.1 Измерение концентрации клеток в ходе культивирования 23
2.5.2 Определение сухой биомассы клеток 23
2.5.3 Определение концентрации глюкозы 24
2.5.4 Измерение азота 25
2.5.5 Определение содержания полимера 25
ВЫВОДЫ 27
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 28
В настоящее время существует глобальная задача по разработке новых экологически чистых и биосовместимых материалов для медицины. Одними из таких биоматериалов являются полигидроксиалканаты (ПГА), синтезируемые многими видами бактерий. Полигидроксиалканаты могут применяться для создания костных имплантов, использование его в качестве материала для создания транспортной системы доставки препаратов, биополимер может быть использован в виде пленок для быстрого заживления пораженных частей кожи и для многих других целях [4-14].
С конца 60-х годов активно ведутся работы по исследованию биополимеров (биопластиков). Современная биотехнология позволяет получать широкий спектр целевых продуктов различной природы, включая новые экологически чистые биоматериалы с высокими потребительскими свойствами. Существуют два основных вида биополимеров: полимеры, производимые при помощи биологических систем (таких как микроорганизмы) и химически синтезированные полимеры на основе биологического сырья (аминокислот, сахаров, жиров) [37].
Наблюдаемый в последние годы интерес к биодеградируемым полимерам связан не только с ухудшением экологической обстановки: серьезные опасения специалистов вызывает неуклонное уменьшение мировых запасов нефти и газа, поэтому возобновляемое растительное сырье могло бы стать решением проблемы. Сегодня по многим физическим и техническим характеристикам биопластики не уступают традиционным пластмассам и при этом безопасны для окружающей среды [1].
Полигидроксиалканоаты (ПГА) - термопластичные линейные полиэфиры микробиологического происхождения, способные разрушаться до нетоксичных продуктов [8]. В 1925 году, Лемуань обнаружил и впервые описал ПГА, который производила культура Bacillus [17]. Позже, были найдены многие другие бактерии способные производить различные ПГА.
ПГА в настоящее время становятся реальными кандидатами на роль материалов XXI века, с ними связаны большие надежды, так как помимо термопластичности аналогично полипропилену и полиэтилену, эти биопластики обладают пьезоэлектрическим эффектом и характеризуются высокой биосовместимостью. Благодаря такому свойству как биосовместимость, ПГА способны служить материалом не только для различных упаковок, но и для материалов медицинского применения [27].
Для накопления бактериями полигидроксиалканоатов необходимо производить процесс культивирования в определенном режиме. Для этого необходимо поддерживать определенное соотношение источника углерода и азота.
Цель работы - исследовать влияние соотношения C:N в среде на процесс биосинтеза ПГ А.
Для этого необходимо решить следующие задачи:
1. Исследовать влияние соотношения C:N в среде на ростовые характеристики культуры Cupriavidus eutrophus B10646.
2. Установить влияние соотношения C:N на накопление ПГА в биомассе.
3. Определить влияние содержания ПГА в клетках на удельную скорость роста культуры.
1. Исследовано влияние соотношения C:N на ростовые характеристики культуры Cupriavidus eutrophus B10646. Установлено, что для обеспечения высокого роста культуры, соотношение C:N необходимо поддерживать в пределах от 4 до 8. В проведенных исследованиях соотношение C:N равное 6 обеспечило максимальную достигнутую удельную скорость роста ц = 0,21 ч-1. При соотношении C:N более 10, ц не превышает 0,05 ч-1.
2. Исследовано влияние соотношения C:N на накопление ПГА в биомассе. Установлено, что с увеличением C:N содержание ПГА в клетках также увеличивается.
3. Исследовано влияние содержание ПГА в клетках на удельную скорость роста культуры. Установлено, что с увеличением содержания ПГА в клетке ростовые характеристики культуры снижаются. Для обеспечения максимальной скорости роста культуры необходимо, чтобы содержание ПГ А в клетках составляло не более 30 %.
