Микроорганизмов иммобилизация

Иммобилизация клеток микроорганизмов методом сорбции уже более 100 лет применяется в таких процессах, как микробиологическое окисление этанола до ацетата, сбраживание углеводородов до этанола. В 40-х годах двадцатого века началось использование адсорбированных клеток микроорганизмов для очистки сточных вод. Иммобилизация микробных клеток методом сорбции успешно применяется для биологической очистки сточных вод, воздуха, извлечения цветных металлов из бедных руд, синтеза ценных химических веществ и т. д. [c.167]

В приведенных примерах из сравнительно простых веществ — субстратов питательной среды — с помощью микроорганизмов синтезируются сложные органические вещества. Последнее время при помощи микроорганизмов практикуют различные превращения молекул органических веществ — микробиологическую трансформацию. Отбирая особые культуры микроорганизмов (в специальных каталогах ферментативных реакций культур микроорганизмов указано, какие биохимические реакции осуществляет данная культура) можно провести самые различные химические реакции — окисление и восстановление, фосфорилирование, ами-нирование, специфический гидролиз и другие реакции, провести которые химическим путем очень трудно, а иногда и невозможно. В качестве примера можно привести превращение О-сорбита в Ь-сорбозу. Микробиологическая трансформация открыла большие возможности получения препаратов стероидов. Этот метод широко используется для промышленного получения кортизона, гидрокортизона, преднизолона и др. С помощью микробиологической трансформации можно превращать продукты химического синтеза в другие необходимые для народного хозяйства вещества. В последнее время интенсивно развивается новое направление в биотехнологии — иммобилизация на специальных носителях ферментов или клеток для продления срока их использования. [c.5]

Не менее важными направлениями исследований являются иммобилизация клеток и создание методами генотехники (генного инженерного конструирования) промышленных штаммов микроорганизмов —продуцентов витаминов и незаменимых аминокислот. В качестве примера медицинского применения достггжений биотехнологии можно привести иммобилизацию клеток щитовидной железы для определения тиреотропного гормона в биологических жидкостях или тканевых экстрактах. На очереди-создание биотехнологического способа получения некалорийных сластей, т.е. пищевых заменителей сахара, которые могут создавать ощущение сладости, не будучи высококалорийными. Одно из подобных перспективных веществ —аспартам, который представляет собой метиловый эфир дипептида—аспартилфенилаланина (см. ранее). Аспартам почти в 300 раз слаще сахара, безвреден и в организме расщепляется на естественно встречающиеся свободные аминокислоты аспарагиновую кислоту (аспар-тат) и фенилаланин. Аспартам, несомненно, найдет широкое применение [c.164]

При издании книги Введение в биотехнологию на русском языке текст несколько переработан и дополнен новейшими данными. Дана характеристика новых видов сырья, применяемого для приготовления питательных сред для культивирования микроорганизмов. Показана возможность производства богатой белком микробной биомассы не только на средах, содержащих растворимые углеводы, но и на средах, содержащих углеводороды нефти, природного газа, этанол, целлюлозу сельскохозяйственных отходов и др. Расширен раздел о получении ферментных препаратов, в частности показаны принципы иммобилизации ферментов и клеток микроорганизмов, приведены новые данные по микробиологической трансформации органических соединений. Раздел об использовании микробиологических процессов для защиты окружающей среды дополнен последними работами в области утилизации навоза. [c.6]

Иммобилизация ферментов и целых клеток микроорганизмов [c.204]

Адгезионная иммобилизация микроорганизмов при очистке воды [c.167]

Сорбционный метод иммобилизации клеток микроорганизмов является вполне конкурентоспособным по отношению к новейшим методам, основанным ка механическом включении и химическом связывании клеток. В то же время он дешевый, стабильный, универсальный и прост в осуществлении [9]. [c.168]

Поскольку микроорганизмы и бактерии чз ствительны к изменениям окружающей среды, для их иммобилизации используют преимущественно мягкие методы, такие как включение в гель или физическую адсорбцию. Обычно применяют акриламидные гели, желатин, коллаген, латекс натурального каучука, эфиры целлюлозы. Проблема селективности решается подбором соответствующей питательной среды, в которой действие других ферментов подавляется, а также выбором оптимальных условий регистрации [c.505]

Искусственные сорбенты могут быть получены, например, из расплавов полимеров с добавлением активированного угля [120] с последующей иммобилизацией его микроорганизмами. [c.194]

Широкое распространение в некоторых странах находят различные методы включения фермента в гель. В процессе полимеризации геля молекулы фермента часто связываются, и тогда фермент оказывается заключенным внутри ячеек геля. Размеры пор геля должны быть меньше размера молекул фермента, но они не должны препятствовать доступу субстрата к ферменту. Для иммобилизации ферментов и целых клеток микроорганизмов широко используют акриламидный гель. [c.205]

Анализ зависимости числа адсорбированных клеток от удельной поверхности и объема макропор (линейный размер пор 0,1-30 мкм) также не дает явной зависимости Тк от данных факторов и иллюстрирует возможность достижения его максимальных значений даже при минимальных (0,01 см /г) значениях объема макропор. Несложный математический расчет позволяет вычислить минимальное значение объема макропор для успешной иммобилизации микроорганизмов. Например, радиус макропор в образце Гуа, = Ъ мкм (минимально возможная величина для иммобилизации применяемых микроорганизмов), отсюда объем одной макропоры [c.557]

Одним из основополагающих принципов микробиологической очистки воды является иммобилизация микроорганизмов в очистном сооружении [9]. Задача заключается в выборе и реализации приемлемого способа иммобилизации, обеспечивающего сохранение биохимической активности микроорганизмов в отношении загрязнений воды и предотвращение их существенного выноса из биореактора. Также они должны быть неспецифичными (универсальными), максимально простыми, дещевыми, обеспечивающими удерживание значительного количества микроорганизмов в реакторе при экстремальных условиях (изменении состава и концентрации загрязнений, гидравлического режима). Этим требовяниям более всего удовлетворяет иммобилизация микроорганизмов путем адгезии на поверхности носителя. Поскольку при изучении взаимодействия клеток с носителями часто используют аппарат, разработанный для адсорбции из растворов, в литературе наряду с термином адгезия (прилипание к поверхности) употребляют термин адсорбция (удержание у поверхности), особенно в отношении начального периода процесса взаимодействия. [c.167]

Целые клетки микроорганизмов клетки макроорганизмов (иммобилизация, стабилизация) [c.10]

Ниже перечислены основные механизмы иммобилизации,, комплексообразования или других способов удаления металлов из растворов микроорганизмами 1) перевод в летучую форму 2) внеклеточное осаждение 3) внеклеточное комплексообразование и последующее накопление 4) связывание клеточной поверхностью 5) внутриклеточное накопление. [c.206]

В настоящее время альгинаты из растительных источников используются в основном в пищевой промышленности в качестве загустителей или гелеобразующих агентов. Их применяют для стабилизации йогурта, для предотвращения образования кристаллов льда при получении мороженого подобно производным пропиленгликоля, их добавляют в содержащие кислоту продукты, например в приправы для салатов, поскольку эти соединения образуют гели только при pH ниже 3. Альгинатные полисахариды превращаются в гель в присутствии поливалентных катионов (Са+2, Sr+ ) и поэтому применяются для мягкой иммобилизации микроорганизмов. В других условиях подобное гелеобразование может быть нежелательным и его пытаются предотвратить, получая соответствующие производные полимера. [c.225]

Перспективным направлением является совмещение в одном материале способности физико-химической сорбции нефти и ее биодеструкции, т.е. иммобилизации на сорбенте активных углеводородокисляющих микроорганизмов. [c.160]

В работе [9] описана технология иммобилизации микроорганизмов на биосовместимых полимерах. Изучали фильтрующие свойства иммобилизованных дрожжей на альгинатных гелевых гранулах. Выявлено, что хорошие условия биоочистки сточных вод от органических зафязнителей могут быть созданы при применении иммобилизованны.ч дрожжей на Са-а. ыинатных гелевых фанулах с двойным слоем геля. [c.168]

Из вышеизложенного следует, что подбор оптимальных адсорбентов для иммобилизации микроорганизмов позволяет значительно повысить эффект от их применения. Это следует учитывать при разработке способов интенсификации биоочистки воды от нефти и нефтепродуктов нефтеокисляющими микроорганизмами, иммобилизованными на различных носителях. [c.170]

Широкое применение ферментов в орг. синтезе стало возможным благодаря использованию иммобилизованных ферментов, а также иммобилизов. клеток микроорганизмов (использование в пром-сти последних иногда относят к др. направлению биотешопотт-микробиологическому синтезу). Иммобилизация придает ферментам качества гетерог. катализаторов, что позволяет удалять их из реакц. смеси (отделять от субстратов и продуктов ферментативных р-ций) простой фильтрацией. Появилась возможность перевести мн. периодич. ферментативные процессы (напр., получение [c.236]

Пром. внедрение процессов И. э. осуществляется обычно в тех случаях, когда продукт р-ции практически не м.б. получен без участия ферментов. Стоимость продукта определяется гл. обр. расходами на выделение ферментов и их иммобилизацию (зтим объясняется повыш. интерес к иммобилизации с помощью простой адсорбции и к применению иммобилизов. клеток микроорганизмов). [c.236]

Помимо единичных иммобилизованных ферментов, в хим. анализе используют соиммобилизованные ферментные системы, позволяющие повышать чувствительность и селективность определения. При этом все чаще применяют иммобилизованные клетки микроорганизмов, содержащие естественный набор ферментов. Преимущество такой иммобилизации состоит в том, что исключаются стадии вьщеления, очистки и иммобилизации ферментов, увеличивается их стабильность. Иммобилизацию используют не только для ферментов, но и для субстратов, коферментов и эффекторов. [c.79]

В Институте биохимии и физиологии микроорганизмов АН СССР разработан метод включения клеток My oba terium globi-formis в полупроницаемые мембраны из поливинилового спирта. Для иммобилизации клеток был приготовлен 10%-ный раствор [c.205]

Основой для успешной разработки технологии промышленного применения ФГ гемицеллюлоз являются работы микробиологов, направленные на подбор наиболее продуктивных микроорганизмов, продуцирующих гемицеллюлазы. К ним относятся выделение сверхпродуктивных мутантов, создание микроорганизмов с желаемыми свойствами методами генной инженерии, в том числе используя клонирование [63]. Необходимо разработать способы иммобилизации и стабилизации гемицеллюлаз или целых микроорганизмов, продуцирующих необходимый набор ферментов [37, 63]. [c.242]

Проведенные расчеты свидетельствзоот о том, что для иммобилизации микроорганизмов достаточно использовать пористый материал с объемом макропор порядка 0,01 см /г, если размер пор не препятствует проникновению микроорганизмов в пористую структуру носителя. [c.558]

В настоящее время все шире используются так назьшаемые иммобилизованные ферменты, т. е. ферменты, прочно связанные с различными носителями. Помимо иммобилизации высоко очищенных ферментов, весьма перспективен способ иммобилизации целых клеток микроорганизмов, обладающих той или иной ферментной активностью. В этом случае фермент более стабилен. [c.59]

Описанная иммобилизация ферментов аналогична, по-видимому, электроудерживанию микроорганизмов [58, 59] и осуществляется благодаря электростатическому и диполь-диполь-ному воздействиям между поляризованными частицами коллектора и молекулами белка, несущими определенный заряд и [c.182]

Еще 10 лет тому назад Н. Д. Иерусалимский — крупный советский микробиолог— писал Некоторые этапы химических синтезов трудны и сопровождаются образованием большого числа изомеров и побочных продуктов. В таких случаях полезную услугу могут оказать ферментные препараты или живые носители ферментов — микроорганизмы. От небиологических катализаторов они выгодно отличаются специфической направленностью своего действия. К тому же вызываемые ими биохимические процессы протекают при обычных температурах и давлении. Их осуществление не требует ни антикоррозийной аппаратуры, ни крупных энергетических затрат . В значительной мере благодаря его инициативе в СССР были начаты интенсивные исследования в области инженерной микробиологии. Однако, как уже говорилось выше, применение микроорганизмов в целях направленной трансформации органических веществ существенно ограничивалось спецификой работы с микроорганизмами или выделенными ферментами, которые требовали специальных условий для получения, сохранения и воспроизводства. В настоящее время известны пути стабилизации (иммобилизации) ферментов путем либо химической фиксации активной конформации с помощью дифункциональных (сшивающих) реагентов, либо химической прививки к полимерным носителям и даже к стеклу, либо включения в гель инертного полимера. Это позволило превратить ферменты из крайне нестойких веществ в довольно стабильные, препараты, которые могут неоднократно вводиться в реакционную массу в качестве катализатора. Более того, стало возможным, не выделяя фермент, проводить такую иммобилизацию прямо на клеточном уровне, используя выращенную культуру соответствующего микроорганизма. Все это позволяет рас-сч1итывать в ближайшие годы на широкое и эффективное В1недрение методов ферментативного превращения не только в лабораторную, но и в промышленную практику. Именно поэтому мы надеемся, что появление даже неполной сводки, составленной американскими специалистами, вызовет интерес у советского читателя. [c.6]

Опубликовано большое число сообщений ио применению перекиси водорода или перекисных соединений для протравливания семян. Основная задача состоит в том, чтобы дезинфицировать семена и улучшить их всхожесть. Сообщается также о попытках применения перекиси водорода для размягчения оболочки семян и сообщения ей повышенной гибкости с целью улучшения обрушивания. Сравнительно легко определить эффективность дезинфицирующей обработки семян, но далеко не ясно, действительно ли повышение всхожести семян, наблюдаемое в некоторых случаях протравливания перекисью водорода, обусловлено иммобилизацией микроорганизмов, которые в противном случае нарушали бы ход прорастания, или специфическим действием на способность семян к прорастанию. При слишком интенсивной дезинфекции всхожесть может значительно снизиться. Стерилизующее действие перекиси водорода изменяется в зависимости от характера оболочки семян и типа микроорганизма. Киссер и Портгейм [194] показали, что семена цветов,, бобовых и злаков. можно полностью или частично стерилизовать 15—30%-ными растворами перекиси водорода с очень небольшим снижением всхожести. [c.515]

Иммобилизация клеток микроорганизмов в альгииате, по-ли фетане, каррагинане или на цеолите также сиособствует увеличению селективности восстановления карбонилсодержащих соединений [60]. Однако селективные свойства иммобилизованного биокатализатора и скорость трансформации в значительной стенени зависят от размера гелевых гранул. [c.288]

Механизм биоразложения нефти и биодинамика этого процесса исследованы и описаны в ряде работ [64, 157]. Главную роль в процессах биоразложення нефти играют микроорганизмы, осуществляющие внутриклеточное окисление углеводородов [10]. Углеводородокисляющие микроорганизмы содержатся в почвенной среде в довольно значительном количестве [Jб4]. Нефтяное загрязнение приводит к росту численности почти всех физиологически активных групп микроорганизмов, которые утилизируют избыточный органический углерод, а это в свою очередь стимулирует иммобилизацию минерального азота, недостаток которого в почвенной среде в свою очередь лимитируют процессы восстановления почв [37]. Поэтому активизация процессов биоразложения нефти в почве сводится к созданию оптимальных условий функционирования сообществ микроорганизмов. В первую очередь это достигается путем создания в почвенной среде рационального содержания биогенных элементов, таких как азот (М) и фосфор (Р). Этим и обусловлено аправ-ление поиска биостимуляторов, входящих в состав нефтесорбентов. [c.401]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология