Ugrás a tartalomhoz

Fermentációs biotechnológia

Dr. Kutasi József (2007)

Glia Kft.

6. fejezet - Videótár

6. fejezet - Videótár

A nagyteljesítményű autokláv és hőlégsterilező vastag nyomásálló ajtóval és zárószerkezettel rendelkezik.

Ipari autoklávok és hőlégsterilezők bemutatása.

A digitális labormérleg önkalibráló automatikával rendelkezik. Látható, hogy a ráhelyezett lombik súlyát 0,00 g-ra beállítva, pontosan és gyorsan lemérhető a bemért anyag mennyisége.

Digitális analitikai labormérleg működése.

A malomszita rázógépek több száz lombikot képesek egyszerre 400-450 r.p.m. fordulaton rázatni. A gyógyszergyártásban több gépet egyszerre működtetnek a több ezer izolátum megfelelő szelektálásához(screening).

Rázószoba több malomszita rázógéppel.

Az üzem tápanyagellátása, ellenőrzése számítógépen nyomonkövethető és automatikusan szabályozható.A fejlett program stilizált ábrákon mutatja a motorok és csövezetékek állapotát. A működő fermentor metszetén mutatja a keverés folyamatosságát és a rendszer paramétereit.

Fermentorüzem számítógépes irányító programmja.

A rengeteg törzs és tenyészet hidegen tartásához a gyárak és intézmények szobányi méretű hidegszobákat tartanak fenn.

Hűtőszoba törzsek, tenyészetek tárolására.

Az oltókacs ferdék és agarlemezek baktérium vagy gomatenyészeteinek oltására szolgál. A lánggal égetéssel a kacson maradéktalanul elpusztulnak a mikrooganizmusok, így folyamatosan akár több száz izolátummal is dolgozhatunk, átolthatunk, persze mindig leégetve oltókacsunkat.

Platina oltókacs izzítása.

A steril szobában óriási lamella felület biztosítja a steril levegő áramlását. A jól fertőtleníthető márvány asztal elengedhetetlen és szép kelléke a steril szobának.

Steril szoba működése.

A kisterilezett még forró folyékony agart 50-60 C-ra kell hűteni és óvatosan petricsészékbe öntjük, steril boxban. a lehülő agartartalmú folyadék megdermed és szilárd felületet biztosít a mikrobiológiai munkához.

Agarlemez öntése steril boxban.

élesztő fermentlé szélesztési eljárása:

Szélesztés agarlemezen .

A Bradyrhizobium japonicum 24 órás tenyészete híg fehér folyadék.

Szubmerz baktérium tenyészet.

A Thermomyces lanuginosus gomba 72 órás tenyészete sűrű barna folyadék. A gombatenyészetek kíméletesebb rázást (150-200 r.p.m.) igényelnek gombafonalaik összetöredezése miatt, de ezért is lassúb a szaporodásuk, több napig is eltarthat tenyésztésük.

Szubmerz gombatenyészet.

videok/video_104.avi

Steril szoba, zsilipfüggönnyel, steril boxal, kacsizzítóval, személyzettel.

Steril szoba, zsilipfüggönnyel, steril boxal, kacsizzítóval, személyzettel.

Sterilezés

Sterilezés

A még forró eszközöket védőkesztyűben kell kiemelni az autoklávból, majd újabb sterilezési ciklus indításakor az autokláv vízszintjét(fedeles tölcsér) és vastag gumitömítését ellenőrizni kell.

Automata autokláv nyitása és zárása.

Az átadó autokláv egyik oldalán behelyezhető a sterilezendő anyag és sterilezés után a tiszta helységben a másik oldalon vehető ki.Az autokláv mindkét oldalán egyforma kiképzésű ajtó van, a nyitó szerkezetek eltérő színe jelzi a berakási és a kivételi oldalt.

Ipari átadó autokláv bemutatása.

1,2 bar túlnyomásnál a szelep automatikusan kinyílik és a felesleges gőz eltávozik.A túlnyomást hevítéssel 20 percig folyamatosan tartjuk, ez a sterilezési idő.

A certokláv túlnyomásra hevítése

A certoklávot 1,2 atm túlnyomásra fűtöttük. Látszik a túlnyomáskiengedő szelepen eltávozó gőz is.

Túlnyomáson tartott certokláv

Tálcákon nagyobb mennyiségű anyagokat is liofilizálhatunk. A kívánt baktérium vagy gombatömeget előzőleg lefagyasztjuk, majd fagyott állapotban kell a liofilizálóba tennünk. fontos, hogy addig míg a teljes vákuum ki nem alakul az anyagnak nem szabad kiengednie, ellenkező esetben a rendkívül légritka térben akár 0 C-on is fellfor az anyag. A gép belesejében -55-60 C van a megfelelően alacsony hőmérsékelet eléréséhez. A mikroorganizmusban és környezetében lévő víz eltávolítása kíméletes módon történik, alacsony hőmérsékleten (-30 -40 C), nagy vákuum mellett. A jégkristályok szublimálásán alapszik tulajdonképpen a módszer.

Nagyteljesítményű félüzemi tálcás liofilizáló.

A nagyméretű petricsészékben tálcákra helyezett fagyasztott gombatenyészeteket üvegbúra alá helyezzük, majd beindítjuk a vákuumot. A fedőbúrát a vákuum rászívja a tömítésre, így rövid idő alatt szinte a teljes levegőmennyiséget kiszivattyúzza, mintegy légüres tér keletkezik a petricsészék körül.

Tálcás liofilizáló működése.

Ajánlott védőkesztyűben folyékony nitrogénnel dolgozni, de a gyakorlottak akár bele is nyúlnak a -200 C-os tartályba, sőt néhány cseppet a szerző lábára is szórtak. A folyékony nitrogén súlyos égési sérüléséeket okozhat!

Törzsek tartósítása folyékony nitrogénben.

A csövekben nagyrészt beszárított tenyészeteket ampullákba helyezik, jelöléssel látják el őket, majd ezek után kerülnek a liofilizálóra.

Liofilizátumok ampullázása

A vákuum centrifugában a 3000-4000 r.p.m. fordulaton hűtve és vákuum alatt szabadítják meg a sejteket a víztől, ezért vastag plexi lap szigeteli és tartja vákuum alatt a centrifuga belső terét.

Liofilizátumok vákuum centrifugában

Az ampullákat liofilizálás előtt 1400 C-os lánggal az üveget megolvasztva beszűkítik, hogy a liofilizálóról már a vákuumban lánggal lezárt ampullákat tudják levenni.

Ampullák szűkítése

A köbméteres üzem emeletes, alul a fermentor kivezető nyílásai,míg fölül a fermentorok adagoló csövezései is kiszolgáló eszközei láthatók. A bal oldali 100 literes oltófermentorban elkészülő tenyészeteket felváltva oltják a három ötköbméteres főfermentorba.

Régi 5 köbméteres üzem bemutatása.

A 100 literes fermentor belseje és a köbméteres fermentorok csövezései, csapjai, nyomásmérője.

Régi típusú 100 literes oltó és 5 köbméteres fermentorok bemutatása

A teljes laborfermentort az adagoló üvegekkel együtt autoklávban sterilezzük. Az autokláv lezárása a légmentes nyomásálló zárás miatt a tengeralattjárókhoz hasonlóan történik. A videón látszik az autokláv köpennyomása, amelyet a telített gőz okoz. Ez a gőz áramlik a karok eltekerése után a fermentor köré és sterilezi azt.a fermentációs standard 121 C, idő 25 perc 1,2 atm túlnyomáson, de nehezen sterilzhető anyagoknál ez akár 135 C, 50 perc és 1,5 atm is lehet.

5 literes fermentor sterilezése.

A fermentor oltása az egyik legfontosabb művelete a technológiának. A fonalas gombatenyészet 200 ml-ét steril csővezetéken keresztül a fermentorba kell juttatni.Az oltócsonkot láng alatt kell csatlakoztatni a fermentor oltócsövéhez, majd perisztaltikus pumpa nyomja, oltja a tenyészetet a táplevesbe. Jól látszik a fermentorban levegőztetett keveredő tápleves, amely 24 óra után sűrű gombatenyészetté válik.

5 literes fermentor oltása.

A percenként 9000 fordulatra képes centrifuga maradéktalanul ülepíti a legkisebb DNS molekulákat is.

Eppendorf centrifuga működtetése, centrifugálás alacsony(300 r.p.m.) és magas fordulatszámon(9000 r.p.m.).

Az Azospirillum talajbaktériumok jellegzetes mozgásukról kapták nevüket. Nitogénkötésre képesek, talajoltóanyagként hasznosítják őket. A nitrogénkötésnek kevésbé efficiens, de a növények számára más szempontokból kedvező formája az Azospirillum baktériumok és egyszikű növények asszociációjában valósul meg. A gazdanövények gyökérrendszerében a pillangósoknál megszokott gyökérgümők nélkül is lehetséges nitrogénkötés. Nagy előnyt jelent, hogy az Azospirillum növényi növekedést serkentő fitohormonokat szintetizál és ad át a növénynek. Így a kukorica, búza, rizs és egyéb gabonafélék szántóföldi Azospirillum oltása 10-30%-kal kevesebb nitrogén műtrágya felhasználás mellett is átlagosan 5-30% termésnövekményt eredményez. Az Azospirillum baktériumnemzetség tagjai növényi növekedést serkentő és nitrogénkötő rhizobaktériumok, melyek túlnyomórészt gabonafélékkel és pázsitfűfélékkel élnek asszociációban, azok gyökerén megtelepedve.

Azospirillum spirillum mozgású talajbaktériumok.

Jellegzetes vastag vegetatív sötét nem mozgó Bacillus thuringiensis pálcák. A B. thuringiensis talajlakó, spóraképző baktérium, amely toxint termel. Az elmúlt évtizedekben a baktérium számos alfaját (subspecies) izolálták rovarokból vagy a talajból (pl. a B. thuringiensis subsp. kurstaki, a B. thuringiensis subsp. israelensis és a B. thuringiensis subsp. tenebrionis alfajok). A baktérium hatékonysága a növényvédelemben toxinokhoz kötött. Három toxin, az -exotoxin, a -exotoxin és a -endotoxin ismeretes: - Az -exotoxin egy vízoldékony, fehérje természetű, hőre érzékeny toxin, amelyet egyes B. thuringiensis és B. cereus alfajok termelnek. Igen toxikus bizonyos rovarokra, de hasonlóképpen mérgező egerekre és más gerincesekre is. - A -exotoxin vagy thuringiensin, egy hőstabil toxin, amely a baktérium életszakasza során alakul ki, és a táptalajban választódik ki. A thuringiensin számos ízeltlábút képes megmérgezni (pl. legyek, lepkék, hártyásszárnyúak, bogarak, atkák). A toxin táplálkozásgátló és rákkeltő hatásai révén kiváló hatékonysággal pusztítja el a rovarokat.

B. thuringiensis.