WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаРізне → Дія озону на біополімери та озонові методи в кріобіології (автореферат) - Реферат

Дія озону на біополімери та озонові методи в кріобіології (автореферат) - Реферат

На кінетичних кривих можна виділити дві фази загибелі популяції мікроорганізмів під дією озону. На початковій фазі обробки озоном інактивація мікроорганізмів не спостерігається. Цей період характеризується часом накопичення озону та його поглинання мікроорганізмами. Далі починається фаза швидкої загибелі за принципом „доза-ефект". При цьому нахил кінетичної кривої змінюється з часом. Швидкість загибелі мікроорганізмів залежить від виду суспензійного середовища. Найбільшу швидкість інактивації мікроорганізмів протягом усього експерименту спостерігали при використанні для суспендування клітин фізіологічного розчину.

Отримані результати доводять можливість використання озону як стерилізуючого агенту для обробки кріобіологічного обладнання. Час повної інактивації мікроорганізмів газоподібною озоно-повітряною сумішшю становить 6 годин. Цей час збігається з часом холодної стерилізації медичного інструментарію на існуючому промисловому обладнанні, де в якості стерилізуючого газу використовується фосген або оксид етилену. Перевага озону як робочого газу для стерилізації полягає в тому, що він є екологічно чистим агентом.

Наступна група експериментів була присвячена дослідженню стимулюючої дії малих доз озону (які на кілька порядків нижче за ті, що викликають загибель мікроорганізмів) на ріст мікроорганізмів у нормальних фізіологічних умовах.

На рис. 2 представлені кінетичні криві росту Escherichiacoli при додаванні різних доз озону в ростове середовище.

Рис. 2. Кінетичні криві росту періодичної культури бактерій Escherichiacoli при додаванні в ростове середовище різних доз озону (мг/л): 1 – контроль (без озону); 2 – 0,0013; 0,013; 0,062; 3 – 0,35; 4 – 0,12; 5 – 0,57.

Примітка: різниця оптичної густини у порівнянні з кривою 1 (контроль)

і кривими 3, 4, 5 достовірна, між кривою 1 і кривою 2 недостовірна.

При малих дозах (0,062 мг/л та менше) кінетичні криві росту бактерій в рамках похибки експерименту не відрізняються від кінетичної кривої для мікроорганізмів у середовищі без озону. Ефект стимуляції росту бактерій спостерігається при дозах озону від 0,12 до 0,35 мг/л. Дози озону 0,57 мг/л і вище викликають пригнічення росту бактерій.

Результати дослідження дії малих доз озону на відновлення мікроорганізмів після заморожування до –1960С та подальшого відтавання представлені в таблиці 2.

Таблиця 2

Життєздатність дріжджоподібних грибів Candidaalbicans після заморожування в розчинах, які містять озон (озон додавали в ростове середовище перед заморожуванням)

Режим заморо-жування

% життєздатних клітин після заморожування в середовищі з добавками різних доз озону

Контроль,

середови-ще без озону

Доза озону, мг/л:

0,16

ч

0,32

ч

0,48

ч

0,64

ч

0,8

ч

Одно-

ступеневий

47,8 2,9

61,7 2,9

*

66,9 4,2

*

65,5 4,7

*

61,2 3,1

*

42,5 5,7

**

Двох-

ступеневий

35,3 3,1

56,7 3,4

*

50,2 5,0

*

33,9 3,5

**

15,1 1,2

*

3,4 1,8

*

Примітки: ч – середнє арифметичне, – середньоквадратичне відхилення;

* – різниця статистично достовірна (р<0,05) у порівнянні з контролем; ** – різниця статистично недостовірна (р>0,05) у порівнянні з контролем.

При заморожуванні дріжджоподібних грибів наявність озону в дозах 0,16 – 0,64 мг/л забезпечувала більш високу їх життєздатність після швидкого заморожування. У зразках, заморожених за двохступеневим режимом, більш високу життєздатність спостерігали при дозі озону 0,16 – 0,32 мг/л. При дозах озону, більших, ніж 0,48 мг/л, життєздатність мікроорганізмів була достовірно нижчою, ніж у контрольних зразках. Ефект підвищення життєздатності дріжджоподібних грибів Сandida аlbicans після заморожування-відтавання спостерігався при малих дозах озону. При цьому величина дози, що викликає підвищення життєздатності клітин Сandida аlbicans, є близькою до тої, яка викликає ефект стимуляції росту бактерій Escherichiacoli у нормальних фізіологічних умовах.

Вказаний стимулюючий ефект може мати практичне застосування у кріобіології при розробці протоколів кріоконсервування біологічних об'єктів для репарації ушкоджень, викликаних заморожуванням-відтаванням біологічного об'єкту.

В роботі досліджено вплив малих доз озону на стійкість еритроцитів до гіпертонічного лізису в умовах, які моделюють виникнення гіперконцентрованих розчинів при заморожуванні. За руйнуванням клітин спостерігали на підставі вимірювання гемолізу еритроцитів. На рис. 3 показані залежності ступеню гемолізу еритроцитів людини в розчинах з різною концентрацією NaCl від часу інкубації клітин у цих середовищах протягом 6 діб.

Рис. 3. Залежність гемолізу еритроцитів від часу інкубації при 40C в середовищах з різною концентрацією хлористого натрію: А – 0,15 М NaCl; Б – 0,85 М NaCl; В – 1 М NaCl; Г – 2 М NaCl у присутності різних доз озону.

Примітки:

Дози введенного озону в мг/л: ─●─контроль (без озону); ─Д─ 0,16 мг/л; ─◊─ 0,32 мг/л; ─Ч─ 0,48 мг/л.

Видно, присутність озону в дозі 0,16 мг/л уповільнює гемоліз еритроцитів порівняно з цим показником для контрольного зразка клітин у середовищі без озону.

Досліджено також вплив малих доз озону на гемоліз еритроцитів після кріоконсервування з кріопротектором на основі 1,2-пропандіолу. Після відтавання еритроцитів спостерігалось уповільнення гемолізу в присутності озону, що, можливо, пов'язано зі зростанням еластичності мембран еритроцитів при дії малих доз озону на клітини.

Як об'єкти для дослідження механізмів дії озону на біополімери були використані білки ферментної і неферментної природи – ХЕ і БСА. На рис. 4. показані спектри власної флуоресценції БСА після барботування розчинів БСА озоно-кисневою сумішшю протягом різного часу.

Рис. 4. Спектри власної флуоресценції БСА при барботуванні розчинів БСА озоно-кисневою сумішшю з концентрацією озону 7,0 мг/л протягом різного часу. Час барботування у хвилинах: 1 – контроль; (без обробки озоном); 2 – 0,5; 3 – 1; 4 – 2; 5 – 4; 6 – 6 хвилин. Довжина хвилі збудження 280 нм.

Як можна бачити, після барботування розчину озоно-кисневою сумішшю протягом 6 хвилин власна флуоресценція БСА не реєструється, що свідчить про те, що під дією високої дози озону відбувається глибока деструкція молекул цього білка. Згідно з описаними в літературі механізмами взаємодії озону з органічними речовинами [Разумовский С.Д., с соавт., 1974, 2000], деструкція біополімера пов'язана з руйнуванням ароматичного кільця і подвійних С=С зв'язків. Аналогічною була дія високих доз озону і на ХЕ. Така дія високих доз озону на біополімери може бути одним із механізмів інактивуючого впливу озону на мікроорганізми.

Навпаки, невеликі дози озону можуть призводити до активації ферменту. В таблиці 3 представлені результати дослідження активності ХЕ в присутності різних доз озону.

Таблиця 3

Залежність активності холінестерази від часу барботування водного розчину холінестерази озоно-кисневою сумішшю. Концентрація озону – 7 мг/л, концентрація холінестерази – 8 мг/л

Час обробки, хв.

Доза

озону, мг/л

Активність, АО/мг,

ч

До озонування (контроль)

0

23,0 0,31

Після озонування:

0,5 хв.

0,20

29,0 0,47

1 хв.

0,39

28,5 0,01

2 хв.

0,60

19,6 0,22

4 хв.

3,75

0

Loading...

 
 

Цікаве