CS197918B1 - Method for the cultivation of chlorococal algae,directed to the intensive synthesis of radioactive saccharides, having high specific activity,labeled by radionuclide c up 14 - Google Patents

Method for the cultivation of chlorococal algae,directed to the intensive synthesis of radioactive saccharides, having high specific activity,labeled by radionuclide c up 14 Download PDF

Info

Publication number
CS197918B1
CS197918B1 CS388678A CS388678A CS197918B1 CS 197918 B1 CS197918 B1 CS 197918B1 CS 388678 A CS388678 A CS 388678A CS 388678 A CS388678 A CS 388678A CS 197918 B1 CS197918 B1 CS 197918B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
culture
algae
radioactive
radionuclide
cultivation
Prior art date
Application number
CS388678A
Other languages
Czech (cs)
Inventor
Jiri Doucha
Ivan Setlik
Josef Kolina
Blazena Pekarkova
Stefan Kubin
Miroslav Smazik
Original Assignee
Jiri Doucha
Ivan Setlik
Josef Kolina
Blazena Pekarkova
Stefan Kubin
Miroslav Smazik
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiri Doucha, Ivan Setlik, Josef Kolina, Blazena Pekarkova, Stefan Kubin, Miroslav Smazik filed Critical Jiri Doucha
Priority to CS388678A priority Critical patent/CS197918B1/en
Publication of CS197918B1 publication Critical patent/CS197918B1/en

Links

Landscapes

  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Description

Vynález řeší způsob kultivace chlorokokálních řas vhodného typu, zaměřený na intenzivní syntézu radioaktivních sacharidů o 'vysoké specifické aktivitě, značených radionuklidem 14C.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a method for culturing chlorococcal algae of the appropriate type for the intensive synthesis of high specific activity radioactive saccharides labeled with 14 C radionuclide.

Příprava radioaktivních sloučenin, značených radionuklidem ^4C, pomocí autotrofnich organizmů, které využívají radioaktivní kysličník uhličitý jako zdroj uhlíku, se v současné době ve světě uplatňuje především při výrobě aminokyselin, bílkovin a nukleových kyselin. Některé postupy jsou předmětem patentů (viz např, čs. patent č. 100738, čs. patent č. 121808, franc. patent č. 72Ó8482), jiné jsou utajeny. Rovněž postupy , používané u výrobců glycidů, značených radioizotopem ^4C, nejsou zveřejněny. Předpokládá se, že i zde se k výrobě požadovaných sloučenin používá autotrofnich organizmů.The preparation of radioactive compounds labeled with radionuclide ^ 4 C by autotrophic organisms, which use radioactive carbon dioxide as a carbon source, is currently used mainly in the production of amino acids, proteins and nucleic acids worldwide. Some procedures are the subject of patents (see, eg, US Patent No. 100738, US Patent No. 121808, French Patent No. 72-8482), others are secret. Also, the procedures used by carbohydrate producers labeled with a < 4 > C radioisotope are not disclosed. It is believed that here, too, autotrophic organisms are used to produce the desired compounds.

Dosavadní způsob kultivaoe, kterého československý monopolní výrobce radioaktivních sloučenin - Ústav pro výzkum, výrobu a využití radioizotopů - při výrobě radioaktivních glycidů, značených radionuklidem ^4C, používá, se vyznačuje malou výtěžností cca 1 % z celkové inkorporované radioaktivity.The current culture method used by the Czechoslovak monopoly producer of radioactive compounds - the Institute for Research, Production and Utilization of Radioisotopes - in the production of radioactive carbohydrates labeled with radionuclide ^ 4 C is characterized by a low yield of about 1% of the total incorporated radioactivity.

Předmětem vynálezu je způsob kultivace chlorokokálních řas vhodného typu, zaměřený na intenzivní syntézu radioaktivních sacharidů o vysoké specifické aktivitě, značených radionuklidem ^4C, jehož podstata spočívá v tom, že kultivace se provádí za přítomnosti specifického inhibitoru oykloheximidu. Ke kultivaci se použije populace dceřinných buněkSUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a method for culturing chlorococal algae of the appropriate type, which is directed to the intensive synthesis of high specific activity radioactive saccharides labeled with a < 4 > C radionuclide, which comprises culturing in the presence of a specific oycloheximide inhibitor. A population of daughter cells is used for culture

197 918197 918

187 911 synchronní kultury, při čemž teto populaoe prochází před zahájením výrobního oyklu prodlouženou temnou periodou cyklu· Při tomto uspořádání pokusu js inhlbována syntéza nukleových kyselin a stimulována syntéza glyoidů. Během jednorázové, pouze několikahodinové kultivaoe, která je předpokladem pro přežití organizmu, rostoucího v přítomnosti radioaktivního kysličníku uhličitého jako jediného zdroje uhlíku, se dosáhne syntézy významného množství škrobu a sacharózy, a tím i vysoké speoifioké aktivity produktů·187 911 of synchronous culture, whereby this population is undergoing a prolonged dark cycle period prior to the start of the production loop. During a one-hour, only a few-hour culture, which is a prerequisite for the survival of an organism growing in the presence of radioactive carbon dioxide as the sole carbon source, significant amounts of starch and sucrose are synthesized and thus high speo-toxic product activity.

Inhibitorem syntézy nukleovýoh kyselin a bílkovin je cykloheximid· Potosyntetioká aktivita a růstová ryohlost jsou stejné jako za optimálníoh kultivačníoh podmínek.The inhibitor of nucleic acid and protein synthesis is cycloheximide. The photosynthetic activity and growth rate are the same as under optimal culture conditions.

Podmínkou zdárného průběhu výrobní kultivaoe je, aby násada řas, se kterou se výroba začíná, měla požadované vlastnosti. Příprava násady včetně zařízení, ve kterém probíhá, je proto součástí popisovaného vynálezu.The condition of a successful production culture is that the algae seed, which begins the production, has the required characteristics. The preparation of the batch, including the apparatus in which it is carried out, is therefore part of the present invention.

Vzhledem k tomu, že odezva kultivované populaoe buněk na zásah do jejího metaboli® mu je různá v různých fázích života buňky, je pro dosažení vysokých výtěžků a získání produktu o vysoké specifické aktivitě nutné použít synohronní populaoe (tj. populace, ve které jsou všechny buňky ve stejném stádiu životního cyklu). Synchronní kultura umožňuje rovněž regulovat množství glycidů, především škrobu, v buňkách před začátkem kultivaoe na ^^COg. Toto startovní množství glycidů, které z hlediska dosažení vysokých specifických aktivit musí být oo nejnižší, se reguluje jednak délkou temné periody synchronního oyklu a teplotou, při které dělení mateřských buněk na buňky doeřinné probíhá jednak použitím speoifiokýoh látek, které během temné periody cyklu cyklu aktivují působení enzymů, urychlujících štěpení glyoidů.Because the response of cultured cell populations to interfering with its metaboli® varies at different stages of cell life, it is necessary to use a syhronous population (ie a population in which all cells are present) to achieve high yields and obtain a product of high specific activity. at the same stage of the life cycle). Synchronous culture also makes it possible to regulate the amount of carbohydrates, especially starch, in the cells prior to the start of the culture to about 40% CO 2. This starting amount of carbohydrates, which must be the lowest in order to achieve high specific activities, is regulated both by the length of the dark period of the synchronous loop and the temperature at which the mother cell divides into the parasitic cells. enzymes that accelerate the cleavage of glyoids.

Předkultivaoe v atmosféře ^OOg i vlastní výrob, kultivaoe se provádějí v kultivačním zařízení téhož typu. Sestává ze skleněného kultivačního váloe s dvojitým pláštěm (meziprostorem protéká chladivo, zajišťující optimální teplotu kultivované suspenze) o pracovním objemu 750 ml. V kultivačním prostoru je suspenze řas vystavena fotosynteticky účinnému záření, při čemž je intenzívně míchána a sycena kysličníkem uhličitým, probublávajíoím suspenzí ve směsi COg/vzďuoh.The pre-cultures in the atmosphere of the production and cultures are carried out in a culture apparatus of the same type. It consists of a glass culture flask with a double jacket (coolant flows through the space to ensure optimum temperature of the cultivated suspension) with a working volume of 750 ml. In the culture space, the algae suspension is exposed to photosynthetically effective radiation, where it is vigorously stirred and carbonated by bubbling the suspension in a CO 2 / air mixture.

Příslušenství výrobního kultivátoru sestává zThe production cultivator accessories consist of

- ozařovaoího tělesa U tvaru, osazeného dvěma lampami typu Nitrafot o celkovém příkonu 1000 W. Vnitřní strany tělesa jsou pokryty zrcadlovými plochami,· rovněž odrazová zadní stěna je kryta zrcadlem. Přiložení osvětlovaoího TJ tělesa k zadní zrcadlové stěně umožňuje úplné uzavření kultivačního váloe v prostoru ozařovaoího tělesa. Intenzita fotosyntetioky účinného záření (PAR), dopadajícího na čelní stěnu kultivátoru, se měří fytoaktinometrem (tj. čidlem, neselektivně citlivým v oblasti fotosynteticky účinného záření v rozmezí 400 až 700 nm) a je plynule nastavitelná pomooí transformátoru, regulujícího vstupní napětí,- irradiation body U-shaped, fitted with two Nitrafot lamps with a total wattage of 1000 W. The inside of the body is covered with mirror surfaces, · the reflective rear wall is also covered by a mirror. The application of the illuminator TJ to the rear mirror wall allows complete closure of the culture vessel in the space of the radiator. The intensity of photosynthetics of the effective radiation (PAR) incident on the front wall of the cultivator is measured by a phytoactinometer (ie a sensor, non-selectively sensitive in the region of photosynthetically effective radiation in the range of 400 to 700 nm).

- vyvíječe ^COg, zapojeného do okruhu cirkulace směsi C02/vzduoh· ^COg se uvolňuje ve vyvíječi ze suroviny, jíž je Ba^CO^, dávkováním kyseliny. Do cirkulačního okruhu je zařazen indikátor koncentrace ^COg v plynné směsi, vlastní oirkulaoe směsi je zajištěna čerpadlem,the CO 2 generator connected to the CO 2 / air circulation circuit is released in the generator from the feedstock, which is Ba 2 CO 3, by acid addition. The circulation circuit is equipped with an indicator of the concentration of CO 2 in the gas mixture, the actual circulation of the mixture is ensured by a pump,

197 819197 819

- absorpční nádoby na pohloení ^OOg, která se připojuje do okruhu atmosféry, cirkulující aparaturou, po ukončené kultivaci nebo kdykoliv je třeba kultivaci přerušit,- an absorbent vessel for absorbing 40 Og which is connected to the atmosphere circuit by the circulating apparatus after the cultivation is complete or whenever the cultivation is to be interrupted,

- vývěvy, připojené přes absorbér ^COg na plynný prostor aparatury. Používá se jí pro vytvoření podtlaku, který indikuje těsnost aparatury a znemožňuje únik plynná směsi do vnějšího prostoru,- a vacuum pump connected via a CO 2 absorber to the gas space of the apparatus. It is used to create a vacuum that indicates the tightness of the apparatus and prevents leakage of gas mixture into the external space,

- chladícího zařízení, tvořeného ultratermostatem, zapojeným přes kontaktní teploměr v uzavřeném okruhu s kultivátorem.- a cooling device consisting of an ultra-thermostat connected via a contact thermometer in a closed circuit with the cultivator.

Příklad provedeníExemplary embodiment

K výrobní kultivaci se použije chlorokokální řasa Ohlorella vulgaris BEIJE3INCK, kmen OM - 12/1975, jejíž kmenová kultura se přechovává ve zkumavkách na šikmých agarech, nasycených minerálním živným roztokem, při teplotě 15 °C a intenzitě ozáření 10 W.mThe chlorococcal Ohlorella vulgaris BEIJE3INCK strain OM - 12/1975 is used for production cultivation, the stem culture of which is stored in test tubes on sloping agar, saturated with mineral nutrient solution, at a temperature of 15 ° C and an irradiation intensity of 10 W.m

PAR.FEW.

a) Příprava kultury(a) Preparation of culture

Kultura se z agaru převede do tekutého živného roztoku následujícího složení:The culture is transferred from agar to a liquid nutrient solution of the following composition:

KNOj 1 g . I-1, MgS04.7 HgO 1 g.l1 KHgPO4 680 mg.l1, Ca(N03>2 . 4 H20 10 mg.l1, ohelatonát železito-sodný 18,4 mg.l“1 (obsah Pe+++ 5,6 mg.l1), H^BO^ 6,18 mg.l1 a stopové těžké kovy: Cu 0,635 mg.l1, Mn 0,6 mg.l1, Mo 0,96 mg.l1, Co 0,59 mg.l1.KNOj 1 g. I -1 , MgS04.7 HgO 1 gl 1 KHgPO4 680 mg.l 1 , Ca (NO 3 > 2. 4 H 2 0 10 mg.l 1 , ferric sodium olatlatonate 18.4 mg.l -1 (Pe content) +++ 5.6 mg.l 1 ), H 2 BO 4 6.18 mg.l 1 and trace heavy metals: Cu 0.635 mg.l 1 , Mn 0.6 mg.l 1 , Mo 0.96 mg. 1 , Co 0.59 mg.l 1 .

K úpravě pH na hodnotu 6,8 se přidává do živného roztoku potřebné množství KOH.The necessary amount of KOH is added to the nutrient solution to adjust the pH to 6.8.

V uvedeném živném roztoku se kultura pěstuje v kultivačním váloi o objemu 300 ml při ozáření 50 W.m2, teplotě 27 °C a takové koncentraci COg ve směsi se vzduchem, která odpovídá 2 % rozpuštěného COg v suspenzi až do hustoty začátku stacionární fáze růstové křivky (nejčastěji 5 dní). Takto připravená kultura, převedená do kultivačního válce výrobního typu, se synchronizuje. Synchronizace se provádí metodou střídání period světla a tmy (způsob provedení viz např. DOUCHA: Synohronous culturesj Algal Assays in Eutrophication Monitoring, Stuttgart 1978). Synchronní, po každém oyklu ředěná kultura se pěstuje v rozsahu optických hustot + 0,150 (začátek světelné periody) až 1,200 (po rozdělení mateřských buněk na buňky doeřinné) při ozářenosti FAR 150 W.m2, teplotě 27 °C a 2 % rozpuštěného C02 v suspenzi. Za těchto podmínek trvá světelná perioda synchronního oyklu 14 hodin, temná perioda 8 hodin a průměrná specifická růstová rychlost kultury /ň 0,22.^1. Po 3 až 4 oykleoh je kultura připravena k výrobní kultivaci.In the nutrient solution, the culture is grown in a 300 ml culture flask under irradiation of 50 Wm 2 , a temperature of 27 ° C and a concentration of COg in a mixture with air corresponding to 2% dissolved COg in suspension until the start density of the stationary phase of the growth curve. usually 5 days). The culture thus prepared, transferred to a cultivation cylinder of the production type, is synchronized. The synchronization is carried out by a method of alternating light and dark periods (see, for example, DOUCHA: Synohronous Cultures Algal Assays in Eutrophication Monitoring, Stuttgart 1978). Synchronous culture, diluted after each loop, is grown in an optical density range of + 0.150 (light period start) to 1,200 (after separation of maternal cells into vegetative cells) under FAR irradiation of 150 Wm 2 , 27 ° C and 2% dissolved CO 2 in suspension. . Under these conditions, it takes light period synchronous oyklu 14 hours, dark period of 8 hours and the average specific growth rate of culture / N 0.22. ^ 1. After 3 to 4 times, the culture is ready for production cultivation.

Během předkultivaoe i výrobní kultivaoe jsou průběžně sledovány a korigovány následující údaje:The following data are continuously monitored and corrected during both pre-culture and production culture:

teplota suspenze, pH suspenze, koncentrace COg, rozpuštěného v suspenzi, optická hustota suspenze a intenzita PAR, dopadajícího na povrch kultivační kyvety.suspension temperature, suspension pH, concentration of COg dissolved in the suspension, optical density of the suspension, and PAR intensity incident on the surface of the culture cell.

Optická hustota se měří v 5 mm kyvetě při vlnové délce 750 nm na fotometruThe optical density is measured in a 5 mm cell at a wavelength of 750 nm on a photometer

SPECOL. Znásobíme-li hodnotu optioké hustoty koeficientem 0,65, dostaneme (v rozsahu používaných kultivačních hustot populace) přibližnou hodnotu sušiny řas.SPECOL. If we multiply the value of the optical density by 0.65, we get (within the range of used population densities) an approximate value of dry matter of algae.

swith

197 919197 919

b) Výrobní kultivace(b) Production cultivation

Temná perioda posledního předvýrobního synchronního cyklu probíhá po dobu 13 hodin. Hodinu před ukončením- temné periody oyklu se ve výrobním kultivačním váloi připraví 750 ml nového živného roztoku, který je zbaven veškerého fyzikálně rozpuštěného neradioaktivního kysličníku uhličitého. Do tohoto roztoku se dodá oyklohezlmid v množství 5 mg.l“·1·. Potom se nasytí roztok radioaktivním kysličníkem uhličitým (rovnovážný stav v suspenzi rozpuštěného ^OOg s atmosférou, obsahující 2 % ^COg, nastane asi po 30 minutách intenzivního probublávání). Po nasycení se do váloe vpraví takové množství promytého rasového inokula, aby startovní hustota suspenze bylaThe dark period of the last pre-production synchronous cycle runs for 13 hours. One hour before the end of the dark period of the loop, 750 ml of a new nutrient solution is prepared in the production culture flask, free of any physically dissolved non-radioactive carbon dioxide. Oxylohezlmid is added to this solution in an amount of 5 mg.l · 1 · 1 ·. The solution is then saturated with radioactive carbon dioxide (equilibrium in a suspension of dissolved O 2 O with an atmosphere containing 2% CO 2, occurs after about 30 minutes of vigorous bubbling). After saturation, a sufficient amount of washed racial inoculum is introduced into the vial so that the starting density of the suspension is

400 mg sušiny.ml“1 a vlastní šestihodinový výrobní cyklus proběhne na světle. Počá••2 «»2 teční ozářenost 130 W.m PAR se po čtvrté hodině zvýší na 180 W.ra PAR. Po ukončení kultivace se suspenze řas ochladí na 2 °C a při této teplotě oentrifuguje. Získaný řasový sediment je výchozím radioaktivním produktem pro vlastní zpracování.400 mg dry matter.ml -1 and the actual six-hour production cycle takes place in the light. Starting at 2 W, the 2 W irradiance of 130 Wm PAR is increased to 180 W.ra PAR after four hours. After cultivation, the algae suspension is cooled to 2 ° C and centrifuged at this temperature. The obtained algal sediment is the starting radioactive product for the actual processing.

Průběh syntézy škrobu a saoharózy při kultivaci, vyjádřený v /Ug/ml suspenze a v % sušiny řas, je uveden na obrázku číslo 1 a 2. Specifická aktivita saoharózy a glukózy (po hydrolýze škrobu) v průběhu kultivaoe je uvedena na obr. 3.The course of starch and saoharose synthesis in culture, expressed in µg / ml suspension and% algae dry matter, is shown in Figures 1 and 2. The specific activity of saoharose and glucose (after starch hydrolysis) during the culture is shown in Figure 3.

Claims (1)

Způsob kultivaoe ohlorokokálních řas, zaměřený na intenzivní syntézu radioaktivních sacharidů o vysoké specifické aktivitě, značených radionuklidem ^C, vyznačený tím, že se kultivaoe provádí za přítomnosti specifického inhibitoru proteinové syntézy cykloheximidu a ke kultivaci se použije populace dceřinnýoh buněk synchronní kultury, při čemž tato populace prochází před zahájením výrobního cyklu prodlouženou temnou periodou oyklu.A method for culturing chlorococcal algae directed to the intensive synthesis of radionuclide-labeled radioactive saccharides of high specific activity, characterized in that the cultures are carried out in the presence of a specific cycloheximide protein synthesis inhibitor and cultured using a synchronous culture daughter cell population. undergoes a prolonged dark period of the loop before the production cycle begins.
CS388678A 1978-06-14 1978-06-14 Method for the cultivation of chlorococal algae,directed to the intensive synthesis of radioactive saccharides, having high specific activity,labeled by radionuclide c up 14 CS197918B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS388678A CS197918B1 (en) 1978-06-14 1978-06-14 Method for the cultivation of chlorococal algae,directed to the intensive synthesis of radioactive saccharides, having high specific activity,labeled by radionuclide c up 14

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS388678A CS197918B1 (en) 1978-06-14 1978-06-14 Method for the cultivation of chlorococal algae,directed to the intensive synthesis of radioactive saccharides, having high specific activity,labeled by radionuclide c up 14

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS197918B1 true CS197918B1 (en) 1980-05-30

Family

ID=5380244

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS388678A CS197918B1 (en) 1978-06-14 1978-06-14 Method for the cultivation of chlorococal algae,directed to the intensive synthesis of radioactive saccharides, having high specific activity,labeled by radionuclide c up 14

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS197918B1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Oren et al. Induction of anaerobic, photoautotrophic growth in the cyanobacterium Oscillatoria limnetica
Matsunaga et al. Glutamate production from CO2 by marine cyanobacterium Synechococcus sp. using a novel biosolar reactor employing light-diffusing optical fibers
Scoma et al. Outdoor H2 production in a 50-L tubular photobioreactor by means of a sulfur-deprived culture of the microalga Chlamydomonas reinhardtii
Smith Photosynthesis in relation to light and carbon dioxide
Ogbonna et al. Sequential heterotrophic/autotrophic cultivation–an efficient method of producing Chlorella biomass for health food and animal feed
Torzillo et al. Temperature as an important factor affecting productivity and night biomass loss in Spirulina platensis grown outdoors in tubular photobioreactors
Touloupakis et al. Hydrogen production by immobilized Synechocystis sp. PCC 6803
Falkner et al. pH changes in the cytoplasm of the blue-green alga Anacystis nidulans caused by light-dependent proton flux into the thylakoid space
Lowe et al. Carbon dioxide requirement for growth of legume nodule bacteria
Vesell Lactate dehydrogenase isozymes: substrate inhibition in various human tissues
JPH0789946B2 (en) Method for producing L-ascorbic acid by microorganism
Masukawa et al. Hydrogenases and photobiological hydrogen production utilizing nitrogenase system in cyanobacteria
Guoce et al. Growth and physiological features of cyanobacterium Anabaena sp. strain PCC 7120 in a glucose-mixotrophic culture
TOMLINSON The glyoxylate pathway in Acanthamoeba sp.
CS197918B1 (en) Method for the cultivation of chlorococal algae,directed to the intensive synthesis of radioactive saccharides, having high specific activity,labeled by radionuclide c up 14
ES8200723A1 (en) Preparation of 2-keto-L-gulonic acid.
Englesberg The irreversibility of methionine synthesis from cysteine in pasteurella pestis
CS199446B1 (en) Method for the cultivation of chlorococal algae directed at intensive synthesis of radioactive saccharides having high specific activity,marked by radionuclide c up 14
Poddar et al. An unusual light-sensing function for coenzyme B12 in bacterial transcription regulator CarH
Kieler Influence of CO2 Tension on the Respiration of Yoshida Ascites Tumor Ceils
MANNING PHOTOSYNTHESIS1
SU1324627A1 (en) Strain of algae dunaliella salina teod calv-834 - producer of protein-carotene biomass
Lesburg et al. Crystallization and preliminary X‐ray diffraction analysis of recombinant pentalenene synthase
Wennicke et al. Control of the photosynthetic apparatus of Acetabularia mediterranea by blue light: analysis by light-saturation curves
Weiss et al. Photosynthesis and heat response of the green alga Micrasterias denticulata (Desmidiaceae)