Культивирование клеток, принципы

Указанные недостатки устраняются при непрерывном культивировании, методы которого разработали С. В. Лебедев, А. А. Андреев, Н. Д. Иерусалимский и другие ученые. Из непрерывных процессов лучше всего разработан метод глубинной ферментации. В этом случае в ферментатор с культурой продуцента непрерывным потоком подается стерильная среда, а из него непрерывно вытекает готовая культуральная жидкость. Процесс может быть гомо- и гетерогенно непрерывным. При гомогенно непрерывном процессе в аппарате, где идет интенсивное перемешивание, все параметры (концентрация питательных веществ, клеточный титр и др.) постоянны во времени. При гетерогенно непрерывном процессе несколько ферментаторов соединены вместе и образуют каскад. Питательная среда поступает в первый ферментатор и готовая культуральная жидкость вытекает из последнего ферментатора. Культивирование микроорганизмов в протоке через систему трубок также идет по принципу гетерогенно непрерывного процесса ферментации. В этом случае имеет место непрерывный поток питательной среды, но клетки не обеспечены постоянными условиями роста (сколько аппаратов, столько и условий культивирования). [c.69]

Рассматриваемая ниже группа математических моделей,, предложенная для описания процесса роста популяции, объединяется общим принципом поиска связи между скоростью увеличения численности микроорганизмов и запасом субстрата в питательной среде, что, по мнению авторов, развивающих эти представления, является определяющим. При этом предполагается, что в основе увеличения численности популяции должен лежать экспоненциальный закон, а те отклонения, которые наблюдаются в реальных условиях осуществления культивирования периодическим способом связываются с уменьшением количества субстрата, приходящегося на одну микробную клетку. Изменение скорости роста популяции в этом случае рассматривается как общий результат снижения скорости роста клеток, испытывающих недостаток субстрата. [c.71]

Цели создания ассоциаций с отдельными микроорганизмами существенно различаются так же, как и критерии, на основе которых оценивается возникновение ассоциативных взаимодействий в системах. Общим принципом для создания ассоциаций является совместное культивирование клеток и каллусных тканей растений с микроорганизмами. При этом способы введения микроорганизмов в систему для совместного выращивания могут быть разными внесение клеток микроорганизмов непосредственно в каллусную или суспензионную культуру растения (смешанные культуры) высев на поверхность агаризованной среды рядом с каллусом таким образом, чтобы рост микроорганизмов происходил без соприкосновения (совместные культуры) разделение бактериальных клеток и клеток суспензионной или каллусной культуры специальными фильтрами (мембранами), обеспечивающими обмен продуктами метаболизма, но не допускающими контактов между клетками партнеров. [c.61]

В непрерывных процессах культивирования клетки постоянно поддерживаются в экспоненциальной фазе роста. С этой целью в биореактор непрерывно подается свежая питательная среда и обеспечивается отток из него культуральной жидкости, содержащей клетки и продукты их жизнедеятельности. Основным принципом непрерывных процессов (как уже отмечалось выше) является точное соблюдение равновесия между приростом биомассы вследствие деления клеток и их убылью в результате разбавления содержимого свежей средой. Различают хемостатный и турбидостатный режимы непрерывного культивирования. [c.32]

Принципы выращивания бактерий, дрожжей и других грибов все шире используются и при культивировании животных и растительных клеток. Разработаны методы вырапщвания растительных клеток на синтетических средах в ферментерах емкостью в тысячи литров. В таких условиях растительные клетки образуют ферменты и вторичные метаболиты в концентрациях, которые могут быть на 1-2 порядка выше, чем в интактных клетках. Неожиданным оказалось то, что в подобных культурах могут накапливаться и такие вещества, которые растение синтезирует лишь в малых количествах или же не синтезирует вовсе. Ве-рбятно, со временем можно будет получать алкалоиды, гликозиды, стероиды, органические кислоты и другие вторичные метаболиты с помошью растительных клеток. [c.345]

По иному развивались исследования, связанные с использованием индифферентных электродов для контроля процессов культивирования микроорганизмов. Давно известно, - что эти измерения в принципе могут отражать разные стороны жизнедеятельности бактерий, простейших организмов многочисленные примеры и ссылки на оригинальные работы приводятся в монографиях [1, 2, 11]. Если учесть большое число обратимых редокс-систем в клетках и возможность поступления их в культуральную среду, либо локализацию на поверхности клеток, а также большую простоту объекта в сравнении с внутриклеточным содержимым, то неудивительна высокая стабильность потенциалов индикаторных электродов, найденная в ряде работ. Даже наоборот, удивления могли заслуживать высокие скорости- омогенных реакций восстановления таких окислителей, как КзРе(СЫ)б или метиленовой сини, в культуральных средах [1.2, 253]. [c.133]

Росту популяции в ограниченном объеме (или, как это еще формулируют, насыщению замкнутого объема живыми существами) вне зависимости от вида микроорганизма (бактерии, дрожжи, грибы, водоросли, клетки животных или растений, культивируемые in vitro и даже вирусы, рост популяции которых является результатом сложного взаимодействия облигатного паразита и хозяина) соответствует примерно одна и та же S-образная (сигмоидная) кинетическая кривая, в чем можно усмотреть проявление принципа биологического эпиморфизма. S-образный тип кинетических кривых роста популяции в условиях периодического культивирования воспроизводится независимо от состава питательной среды, внешних условий и характера метаболизма микроорганизма. Этот факт имеет настолько фундаментальный характер, что переход экспоненциального роста, каза- [c.29]

В принципе подобное сопряжение должно обеспечивать метаболическую кооперацию клеток, так как внутриклеточные малые молекулы, производимые лишь какой-то субпопуляцией клеток данной ткани, могут использоваться и остальными ее клетками. Хотя до сих пор не удалось прямо продемонстрировать такую метаболическую кооперацию in vivo, было показано, что она имеет место в тканевых культурах. Например, мутантные линии клеток, у которых отсутствует фермент тимидинкиназа, не способны включать в ДНК радиоактивный тимидин. Но радиоавтография после добавления в среду радиоактивного тимидина показывает, что при совместном культивировании таких клеток с нормальными клетками (клетками дикого типа), имеющими тимидинкиназу, ДНК мутантных клеток, непосредственно соприкасающихся с нормальными, оказывается меченой (рис. 12-30). Это означает, что какой-то предшественник ДНК, содержащий радиоактивный тимидин, переходит из клетки дикого типа в контактирующие с ней мутантные клетки. В аналогичных экспериментах с мутантными клетками, неспособными образовывать щелевые контакты, подобной метаболической кооперации не наблюдается. [c.215]

Необходимо подчеркнуть, что принцип двухфазности развития большинства микроорганизмов — продуцентов антибиотических веществ характерен для нормально развивающихся культур. Иными словами, эта закономерность имеет место при развитии микроорганизмов в условиях периодического культивирования в среде, которая в процессе роста продуцента антибиотика изменяется самим организмом, а не экспериментатором, и организм засевается в субстрат не на стадии биосинтетической активности (40-96 ч), а спорами или молодыми (не более 20-24 ч) вегетативными клетками (мицелием). При засеве среды большими объемами относительно старого по возрасту посевного материала (40 ч и более) эта двухфаз-ность нарушается. При внесении больших объемов уже продуцирующего антибиотик мицелия и культуральной жидкости, обогащенной продуктами жизнедеятельности организма, естественно, трудно ожидать наступления первой фазы, так как она уже закончилась в процессе подготовки посевного материала. [c.99]

Эрлифтиые ферментеры. Применение эрлифтных ферментеров для получения антител впервые описано Катингером и др. [24], которые решили, что такие ферментеры целесообразно использовать для культивирования клеток с высокой чувствительностью к механическим повреждениям. Принцип работы эрлифтного ферментера представлен на рис. 3.1. Его подробное описание можно найти в обзоре [25 ]. Реактор изготовляют из стекла для работ лабораторного масштаба (5 л) и из нержавеющей стали при промышленном культивировании (100 - 1000 л). Газовую смесь подают из кольцевого барботера в основание тяговой трубы, расположенной соосно внутри ферментера. Газ, поднимаясь вверх по трубе, поступает к клеткам культуры и удерживается на ее поверхности. При подъеме газа по трубе создается разность плотностей между содержимым трубы и остальным объемом ферментера, в результате чего обеспечивается циркуляция культуры в ферментере. Вспенивание, которое может возникнуть при необходимой для роста клеток скорости подачи кислорода, обычно легко подавляется обычными ан ивспенивающими агентами. [c.40]

Устройство ферментёра с эрлифтом основано на принципе колонки с пробулькиванием воздуха как для перемешивания, так и для аэрации культуры. Вместо механического перемешивания клеток к основанию культурального сосуда поступают пузырьки воздуха. Внутренний (создающий тягу) цилиндр помещается внутрь культурального сосуда, и перемешивание осуществляется благодаря тому, что пузырьки воздуха поднимают среду (аэрированная среда обладает меньшей плотностью, чем неаэ-рированпая). Среда и клетки, изливающиеся из верхней части тягового цилиндра, циркулируют затем к его основанию по наружной части сосуда. Количество потребляемой системой энергии (сжатый воздух) очень невелико, силы сдвига отсутствуют, и этот метод представляется идеальным для хрупких животных и растительных клеток. Кроме того, поскольку кислород постепенно поступает в культуру, большое количество пузырьков создает высокую скорость переноса массы. Фирма LH Fermentation поставляет культуральные блоки (такие, как на рис. 3.14) размерами от 2 до 90 л. Одним из недостатков этой системы является более или менее линейное увеличение размеров при увеличении масштабов культивирования (ферментер на 90 л требует помещения высотой около 4 м). Представится ли возможным использовать множественные тяговые цилиндры и тем самым сильно увеличить диаметр сосуда, остается пока экспериментальной задачей. [c.105]

Число инфекционных вирионов определяют методом бляшек. Реовирус формирует бляшки на разнообразных клеточных культурах, но чаще всего для титрования используют Ь-клетки или обезьяньи клетки СУ-1. Вирусные бляшки под 1%-ным агаровым покрытием при 37°С образуются на 4—5 сут их выявляют прижизненным окрашиванием нейтральным красным или 0,01%-ным раствором кристаллического фиолетового после фиксации формалином и удаления агарового покрытия. Обычно при культивировании реовируса описанными выше методами отношение числа физических частиц к числу БОЕ составляет 20—50 1 заметное увеличение этого отношения свидетельствует об образовании ДИЧ, что сопровождается снижением выхода инфекционных вирионов. Как уже отмечалось, реовирус исключительно эффективно размножается в мышиных Ь-клетках, и в принципе можно получить 25 мг очищенного вируса из 1 л зараженной суспензионной культуры. На практике для штаммов первого (например, Ленг) и третьего (например, Диринг) серотипов выход составляет 3—10 мг/л, а для штаммов второго серотипа (например, Джонс) —2—5 мг/л. [c.207]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология