RU2739503C2 - Устройство для культивирования анаэробных бактерий - Google Patents
Устройство для культивирования анаэробных бактерий Download PDFInfo
- Publication number
- RU2739503C2 RU2739503C2 RU2018139937A RU2018139937A RU2739503C2 RU 2739503 C2 RU2739503 C2 RU 2739503C2 RU 2018139937 A RU2018139937 A RU 2018139937A RU 2018139937 A RU2018139937 A RU 2018139937A RU 2739503 C2 RU2739503 C2 RU 2739503C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vacuum
- working
- gas
- cultivation
- anaerobic bacteria
- Prior art date
Links
- 241001148471 unidentified anaerobic bacterium Species 0.000 title claims abstract description 5
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 26
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims description 2
- 210000002445 nipple Anatomy 0.000 claims 2
- 238000013022 venting Methods 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 4
- 238000012258 culturing Methods 0.000 abstract 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 14
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 14
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-N Butyric acid Chemical compound CCCC(O)=O FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 2
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 2
- 238000009331 sowing Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 241000186046 Actinomyces Species 0.000 description 1
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- 241001112696 Clostridia Species 0.000 description 1
- 241000193403 Clostridium Species 0.000 description 1
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 1
- 241000605909 Fusobacterium Species 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 1
- XUJNEKJLAYXESH-REOHCLBHSA-N L-Cysteine Chemical compound SC[C@H](N)C(O)=O XUJNEKJLAYXESH-REOHCLBHSA-N 0.000 description 1
- 241000186660 Lactobacillus Species 0.000 description 1
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 description 1
- 238000011138 biotechnological process Methods 0.000 description 1
- 238000013452 biotechnological production Methods 0.000 description 1
- 230000000740 bleeding effect Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- XUJNEKJLAYXESH-UHFFFAOYSA-N cysteine Natural products SCC(N)C(O)=O XUJNEKJLAYXESH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000018417 cysteine Nutrition 0.000 description 1
- 239000000645 desinfectant Substances 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 1
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000004310 lactic acid Substances 0.000 description 1
- 235000014655 lactic acid Nutrition 0.000 description 1
- 229940039696 lactobacillus Drugs 0.000 description 1
- 210000004185 liver Anatomy 0.000 description 1
- 235000013372 meat Nutrition 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- WQGWDDDVZFFDIG-UHFFFAOYSA-N pyrogallol Chemical compound OC1=CC=CC(O)=C1O WQGWDDDVZFFDIG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- JVBXVOWTABLYPX-UHFFFAOYSA-L sodium dithionite Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S(=O)S([O-])=O JVBXVOWTABLYPX-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 230000004083 survival effect Effects 0.000 description 1
- 229940071127 thioglycolate Drugs 0.000 description 1
- CWERGRDVMFNCDR-UHFFFAOYSA-M thioglycolate(1-) Chemical compound [O-]C(=O)CS CWERGRDVMFNCDR-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229940099259 vaseline Drugs 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M1/00—Apparatus for enzymology or microbiology
- C12M1/04—Apparatus for enzymology or microbiology with gas introduction means
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M1/00—Apparatus for enzymology or microbiology
- C12M1/36—Apparatus for enzymology or microbiology including condition or time responsive control, e.g. automatically controlled fermentors
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Zoology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области биотехнологии. Предложено устройство для культивирования анаэробных бактерий. Устройство состоит из рабочей емкости, крышки с фланцами, вспомогательной планкой с Г-образными концами и Т-образным винтом. Крышка содержит штуцеры с присоединенным мановакуумметром и трубкой для стравливания вакуума, рабочая емкость содержит штуцер с подсоединенным вакуумным насосом и газонаполнительным оборудованием. Рабочая емкость имеет полезный объем не менее 15 дм3, а все конструктивные детали выполнены из стали марки 12Х18Н10Т. Изобретение обеспечивает возможность выращивания анаэробов в условиях глубокого вакуума или в безвоздушной газовой среде определенного состава с использованием лабораторной посуды большой вместимости. 1 ил., 1 табл.
Description
Изобретение относится к области биотехнологии, а именно к устройству для культивирования анаэробных микроорганизмов и микроаэрофилов.
Анаэробы - микроорганизмы бактериальной природы, которым для нормальной жизнедеятельности, роста и размножения необходимо пониженное содержание кислорода или его полное отсутствие в среде обитания.
По отношению к кислороду анаэробы делятся на строгие (облигатные) анаэробы, которые практически не способны расти в присутствии кислорода, и условные (факультативные) анаэробы, которые могут расти и развиваться как в присутствии кислорода, так и без него. К первой группе относятся большинство клостридий, бактерии молочнокислого и маслянокислого брожения, ко второй группе - кокки, грибки и др.
Существуют также микроорганизмы, требующие для своего развития небольшой концентрации кислорода - микроаэрофилы (Clostridium spp., Fusobacterium, Actinomyces, Bifidumbacterium spp., Lactobacillus spp.).
Культивирование анаэробных микроорганизмов - сложный биотехнологический процесс, важнейшей особенностью которого является создание и поддержание безвоздушной среды, необходимой для нормальной жизнедеятельности и роста. Более того, контакт облигатных анаэробов с кислородом воздуха вызывает их быструю гибель. Критическое время выживания у большинства облигатных анаэробных микроорганизмов при контакте с воздухом не превышает, как правило, 15-60 минут. Поэтому, одной из основных биотехнологических задач, при выращивании анаэробов, является создание устройств, обеспечивающих поддержание анаэробиоза (бескислородной среды) в процессе культивирования анаэробных бактерий.
Для создания анаэробных условий в биотехнологии применяют следующие методы:
1) удаление кислорода из среды путем выкачивания воздуха или вытеснения индифферентным газом;
2) химическое поглощение кислорода при помощи гидросульфита натрия или пирогаллола;
3) комбинированное механическое и химическое удаление кислорода;
4) биологическое поглощение кислорода облигатными аэробными микроорганизмами, посеянными на одной половине чашки Петри (метод Фортнера);
5) частичное удаление воздуха из жидкой питательной среды путем ее кипячения, добавления редуцирующих веществ (глюкоза, тиогликолат, цистеин, кусочки свежего мяса или печени) и заливки среды вазелиновым маслом;
6) механическую защиту от кислорода воздуха, осуществляемую путем посева анаэробов в высокий столбик агара в тонких стеклянных трубках по методу Вейона.
Однако, одним из наиболее доступных и простых в технологическом плане способов создания анаэробных условий является вакуумзаместительный метод.
В настоящее время для лабораторных целей разработаны и выпускаются несколько моделей анаэростатов, предназначенных для культивирования анаэробов в чашках Петри и пробирках, отличающихся материалом изготовления и запорным механизмом крышек. В большинстве анаэростатов безвоздушная среда создается за счет использования специальных газогенерирующих пакетов.
Известен анаэростат АЭ-01, предназначенный для культивирования облигатных анаэробных микроорганизмов в чашках Петри. Анаэростат представляет собой цилиндрическую емкость, в которой герметизация рабочей емкости осуществляется с помощью ленточного замка. Емкость и крышка выполнены из оптически прозрачной пластмассы. Анаэростат рассчитан на 10 чашек Петри. Создание необходимой атмосферы для культивирования микроорганизмов возможно как с помощью химических газогенерирующих пакетов, так и посредством вакуумзаместительного заполнения анаэростата бескислородными газами или газовыми смесями.
Известна анаэробная станция «Bactron», предназначенная для работы со всеми микроорганизмами, чувствительными к присутствию кислорода, в том числе с факультативными и строгими анаэробами. Анаэробная станция «Bactron» представляет собой изолированный перчаточный бокс со встроенным инкубатором для создания стабильного анаэробиоза при исследованиях (индикации и идентификации) микроорганизмов, чувствительных к присутствию кислорода и малопригодна для получения рабочих и посевных культур.
Известен анаэростат (см. патент N 2131461, кл. С12М, 1/00, заявка №96103166/13, 19.02.96, опубл. 27.04.98), в котором герметичность рабочей емкости обеспечивается стягиванием стяжной лентой прижимов, которые охватывают наклонные грани клиновидных фланцев крышки и рабочей емкости. Данный анаэростат был выбран в качестве прототипа. Создание необходимой атмосферы для культивирования микроорганизмов возможно как с помощью химических газогенерирующих пакетов, так и посредством вакуумзаместительного заполнения анаэростата бескислородными газами или газовыми смесями.
Принципиальным недостатком всех известных анаэростатов является то, что они не позволяют проводить культивирование анаэробов на твердых и в жидких питательных средах с использованием больших лабораторных емкостей (матрацы, колбы и бутыли до 5 дм3 и т.п.). Это не позволяет надежно обеспечить последующие стадии биотехнологического производства по наработке анатоксинов и диагностических препаратов в необходимых количествах. Кроме того, материалы из которых изготовлены анаэростаты не предполагают использование в многократных циклах тепловой стерилизации и обработки концентрированными дезинфектантами. Крайне важно, что в комплекты поставок не входят газогенерирующие пакеты и необходимое газовое оборудование, что значительно увеличивает стоимость установок и усложняет их эксплуатацию.
Задача настоящего изобретения заключается в разработке устройства многократного использования для выращивания анаэробов в условиях глубокого вакуума и в безвоздушной газовой среде определенного состава с использованием лабораторной посуды большой вместимости (матрацы, колбы и бутыли до 5 дм3 и т.п.), надежно обеспечивающей создание необходимых посевных доз на следующих стадиях получения анатоксинов и диагностических препаратов.
Устройство предназначено как для автономной работы с использованием вакуумного насоса, так и для применения в стационарных условиях.
Устройство для культивирования анаэробных бактерий (чертеж) конструктивно состоит из рабочей емкости (12) с крышкой (14), выполненной с фланцами (13). В крышку вмонтированы штуцер для присоединения мановакууметра (2), а также трубка для стравливания вакуума (11). Снизу к рабочей емкости через штуцер (4) подсоединяются гибкие трубопроводы газонаполнительного оборудования и вакуумного насоса (5). Анаэробные условия в установке создаются путем вакуумирования рабочей емкости, т.е. удаления свободного кислорода и доведения оставшегося в рабочем объеме устройства газа до давления ниже атмосферного. Разрежение в анаэростате создается вакуумным насосом и контролируется мановакууметром. Рабочая емкость и крышка выполнены из нержавеющей стали марки 12Х18Н10Т.
Устройство работает следующим образом. В рабочую емкость устанавливают чашки Петри, флаконы, пробирки, колбы, бутыли с посевами культур анаэробных микроорганизмов. После установки лабораторной посуды с посевами осуществляют прижим крышки к фланцу рабочей емкости. Герметизация крышки осуществляется с помощью вспомогательной планки с Г-образными концами (3) и Т-образного винта (1), обеспечивающих максимально плотное соединение крышки с фланцем рабочей емкости.
После этого производят вакуумирование устройства с помощью вакуумного насоса. Контроль создаваемого разрежения осуществляется мановакууметром, расположенным на крышке. Удаляемый из рабочей емкости воздух отводится через противогазовые коробки ЕО-16 (6) в вытяжную систему лаборатории.
Создание необходимой для культивирования микроорганизмов газовой атмосферы в анаэростате обеспечивается с помощью подсоединенного через тройник газоподающего оборудования. В состав данного оборудования входят: баллоны (10) с необходимыми газами (аргон, углекислый газ и др.), газовые редукторы и манометры. Контроль подачи газов осуществляется при помощи манометров на газовом редукторе (9) (общее давление в баллоне) и манометра (7) на гибкой линии подачи газа (давление подаваемого газа). Подаваемый газ из баллонов проходит через противогазовые коробки ЕО-16(8) с целью его очистки от посторонних примесей. Сравнительные характеристики предлагаемого изобретения с известными аналогами представлены в таблице 1.
Эксплуатация установки показала, что вакуум или газовая атмосфера в рабочей емкости создаются в течение 30-60 секунд и сохраняются до двух и более суток. Перед взятием проб вакуум или газовая атмосфера аккуратно стравливаются через противогазовые коробки ЕО-16. В случае необходимости по показанию мановакууметра условия могут корректироваться за счет увеличения вакуума или подачи газовой среды.
Claims (1)
- Устройство для культивирования анаэробных бактерий, состоящее из рабочей емкости с крышкой, выполненной с фланцами, вспомогательной планкой с Г-образными концами и Т-образным винтом, характеризующееся тем, что крышка содержит штуцеры с присоединенным мановакуумметром и трубкой для стравливания вакуума, рабочая емкость содержит штуцер с подсоединенным вакуумным насосом и газонаполнительным оборудованием, состоящим из тройника, баллонов с необходимыми газами, газовых редукторов и манометров, причем рабочая емкость имеет полезный объем не менее 15 дм3 и выполнена с возможностью размещения необходимого количества лабораторной посуды, в том числе бутылей объемом до 5 дм3, а все конструктивные детали выполнены из стали марки 12Х18Н10Т.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018139937A RU2739503C2 (ru) | 2018-11-12 | 2018-11-12 | Устройство для культивирования анаэробных бактерий |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018139937A RU2739503C2 (ru) | 2018-11-12 | 2018-11-12 | Устройство для культивирования анаэробных бактерий |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2018139937A3 RU2018139937A3 (ru) | 2020-05-12 |
| RU2018139937A RU2018139937A (ru) | 2020-05-12 |
| RU2739503C2 true RU2739503C2 (ru) | 2020-12-25 |
Family
ID=70734735
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018139937A RU2739503C2 (ru) | 2018-11-12 | 2018-11-12 | Устройство для культивирования анаэробных бактерий |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2739503C2 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0089830A2 (en) * | 1982-03-19 | 1983-09-28 | Johnson Matthey Public Limited Company | Deoxygenation process |
| DD262037A1 (de) * | 1987-07-06 | 1988-11-16 | Bezirkshygiene Inspektion Hygi | Apparat zur zuechtung von anaeroben bakterien |
| RU2040170C1 (ru) * | 1992-12-30 | 1995-07-25 | Научно-внедренческое предприятие "АПТ-Экология" | Инкубатор |
| US6063619A (en) * | 1997-07-31 | 2000-05-16 | Hisanori Fukushima | Anaerobic incubator |
-
2018
- 2018-11-12 RU RU2018139937A patent/RU2739503C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0089830A2 (en) * | 1982-03-19 | 1983-09-28 | Johnson Matthey Public Limited Company | Deoxygenation process |
| DD262037A1 (de) * | 1987-07-06 | 1988-11-16 | Bezirkshygiene Inspektion Hygi | Apparat zur zuechtung von anaeroben bakterien |
| RU2040170C1 (ru) * | 1992-12-30 | 1995-07-25 | Научно-внедренческое предприятие "АПТ-Экология" | Инкубатор |
| US6063619A (en) * | 1997-07-31 | 2000-05-16 | Hisanori Fukushima | Anaerobic incubator |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| SCIENCEWARE® Lab Companion™, Vacuum Desiccators // Lit No. 205, February 2013, стр.1-4. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2018139937A3 (ru) | 2020-05-12 |
| RU2018139937A (ru) | 2020-05-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Aranki et al. | Use of anaerobic glove boxes for the cultivation of strictly anaerobic bacteria | |
| CN100537739C (zh) | 增殖和输送装置 | |
| CN201433219Y (zh) | 细胞、细菌培养盒 | |
| CN107227253A (zh) | 一种厌氧菌培养装置及培养方法 | |
| CN108401605B (zh) | 一种低压种子处理装置 | |
| US2701229A (en) | Apparatus for the cultivation of microorganisms | |
| RU2739503C2 (ru) | Устройство для культивирования анаэробных бактерий | |
| US8143019B2 (en) | Portable microbiological testing device for gases | |
| US2706702A (en) | Method for culture of specimen | |
| CN110437973A (zh) | 一种厌氧菌的培养装置以及培养方法 | |
| CN204198730U (zh) | 厌氧菌、微需氧菌和需二氧化碳菌培养袋 | |
| CN204251599U (zh) | 一种厌氧微生物培养装置 | |
| ZoBell et al. | Bacterial activity in dilute nutrient solutions | |
| RU86184U1 (ru) | Ферментационная установка для культивирования микроорганизмов | |
| Ferrara-Guerrero et al. | Isolation and Enumeration of Anaerobic and Microaerophiiic Bacteria in Aquatic Habitats | |
| CN105420073A (zh) | 厌氧菌培养袋以及利用其培养厌氧菌的方法 | |
| CN203976776U (zh) | 一种微生物培养箱 | |
| Wolfe et al. | A vacuum-vortex technique for preparation of anoxic solutions or liquid culture media in small volumes for cultivating methanogens or other strict anaerobes | |
| CN211814437U (zh) | 一种培养箱 | |
| CN217127443U (zh) | 一种生物培养装置 | |
| CN207537435U (zh) | 一种带厌氧装置的培养基装置 | |
| CN107312702A (zh) | 一种带厌氧装置的培养基装置及培养方法 | |
| CN206970593U (zh) | 一种厌氧菌培养装置 | |
| CN115109680A (zh) | 一种对培养过程进行实时监测与检测的高通量厌氧培养装置 | |
| Cox et al. | Improved chamber for the isolation of anaerobic microorganisms |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20210121 |