Способ дезинтеграции микроорганизмовв kamepe баллистического дезинтег-patopa

Способ дезинтеграции микроорганизмовв kamepe баллистического дезинтег-patopa

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

пщSl0808

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 01.11.78 (21) 2680018/28-13 с присоединением заявки Ке (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.03.81. Бюллетень Хе 9 (45) Дата опубликования описания 07.03.81 (51) М.К .

С 12К 1/00

Государственный комитет по делам изобретений и открытий (53) УДК 615.372 (088.8) f

Л. Я. Шестаковский, Г. А. Гуревич и Б. A Фихте „ "" - -" g

Специальное конструкторское бюро биологическогр х ".: приборостроения АН СССР и Институт биохимии и физртологйй;: -,;--,,":;. микроорганизмов АН СССР

4 (72) Авторы изобретения (71) Заявители (54) СПОСОБ ДЕЗИНТЕГРАЦИИ МИКРООРГАНИЗМОВ

В КАМЕРЕ БАЛЛИСТИЧЕСКОГО ДЕЗИНТЕГРАТОРА

25

Изобретение относится к дезинтеграции микроорганизмов и может быть использовано при проведении научно-исследовательских работ и в микрооиологической Ilpoмышленности.

Известен способ дезинтеграции микроорганизмов в камере дезинтегратора, предусматривающий подачу охлажденнои суспензии микроорганизмов в дезинтегратор, измельчение и вывод дезинтеграта (lj. 11ри осуществлении этого способа суспензию микроорганизмов вводят через центральную зону в объем иерем ешивающих мелющих тел, а вывод дезинтеграта производят из периферийной зоны дезинтегратора.

Однако выход интактных субклеточных структур и дезинтеграта высокой биохимической активности при дезинтеграции микроорганизмов этим способом незначительныи из-за высокой интенсивности воздействия мелющих тел в камере дезинтегратора под действием центробежных сил, особенно в периферийной зоне камеры. ilponcxoдит переизмельчение микроорганизмов и локальный перегрев дезинтеграта по всей камере. Причиной переизмельчения продукта дезинтеграции и его локальный перегрев является также неравномерность дезинтегрирующего воздействия в объеме камеры (свойство центробежных сил). В центральной зоне камеры слабое динамическое воздействие мелющих тел, по периферии— максимальное.

Цель изобретения — увсличенпе выхода пнтактных субклеточных структур и повыше5 ние биохимической активности дезинтеграта.

Это достигается тем, что суспензию подают в дезинтегратор через периферийную зону. под давлением, дезинтеграцию осуществляют в псевдоожпженном слое мелющих

10 тел и вывод дезинтеграта производят из центральной зоны дезинтегратора, причем давление подачи суспензии поддерживают в пределах от 25 до 100 /о от давления подачи суспензии, определяемом по формуле

15

2-„gg где ЬР— расчетное давление подачи суспензии, мм. вод. ст,; о — угловая скорость перемешивания мелющих тел, 1/с;

G, — эффективный вес мелющих тел, заполняющих дезинтегратор, кг, равный

6,=6,— G„.

G, — вес мелющих тел, кг;

G, — вес суспензии, кг;

g — ускорение силы тяжести (@=9,8 м/c );

30 1 — ширина дезинтеграционной камеры, м.

После подачи суспензии микроорганизмов в дезинтегратор целесообразно подавать газ или смесь газов под давлением в пределах от 25 до 100О/О от давления газа, определяемого по формуле др О " э

2-,.gl где ДР— расчетное давление подачи газа, мм вод. ст.; ж — угловая скорость перемешивания мелющих тел, 1/с;

G„— эффективный вес мелющих тел, заполняющих дезинтегратор кг, равный;

G,=G,— G„;

G,=0,1 кг, где О>=157 с — (1500 об/мин), 1=0,01 м, g=9,8 м/с .

Взаимодействуя с центробежными силами мелющих тел, создаваемыми вращающимся с частотой m=157 с — ротором 5, давление суспензии ДР=1250 мм вод. ст.

0, — вес мелющих тел, кг;

G, — вес газа или смеси газов, кг;

g — ускорение силы тяжести (g = 9,8 м/с );

1 — ширина дезинтеграционной камеры, м.

Сущность данного способа заключается в том, что перемешивание мелющих тел переводится из режима перемешивания в центробежном поле на псевдоожиженный режим. Осуществление предлагаемого способа проводится на дезинтеграторе, изображенном на чертеже.

Дезинтегратор содержит цилиндрическую термостатированную дезинтеграционную камеру 1 с входным 2 и выходным 3 каналами, заполненную мелющими телами 4, ротор 5, установленный на валу б, проходящем через уплотнение 7 в стенке камеры.

Вал 6 связан с приводом 8. Между ротором 5 и цилиндрической стенкой камеры 1 находится сепарагор 9, отделяющий от мелющих тел кольцевое пространство 10. Перед выходным каналом 3 размещено устройство для задержки мелющих тел, например сетка 11. Входной канал 2 соединен со средством подачи суспензии под давлением, например насосом 12.

Предлагаемый способ осуществляется в дезинтеграторе ФУГ-1 (авт. св. 514627) следующим образом.

Пример 1. Ожижающим агентом является суспензия микроорганизмов.

Предварительно охлажденная 10 -ная суспензия микроорганизмов Saccharomices

cerevisiae в количестве 1 л подается через периферийную зону дезинтегратора в канал

2 насосом 12 под давлением 1250 мм вод. ст., что составляет ЗОО/О от др э

2яgl

810808 образует псевдоожижение системы суспензия — мелющие тела, при котором происходит дезинтеграция микроорганизмов в мягком щадящем режиме.

Дсзиптеграт выводится через центральный канал.

Пример 2. Ожн>кающпм агентом является азот.

Через канал 2, находящийся в периферийной зоне дезинтегратора, заливают в дезинтегратор 250 мл охлажденной

10 /О -ной суспензии Saccharomices cerevisiae. Как и в примере 1, приводится в движение мелющие тела с угловой скоростью со= 157 с †. Одновременно через канал 2 подается азот под давлением 1250 мм вод. ст., что составляет 30% от др э

2 gl

Остальные значения составляющих формулы те же, что и в примере 1.

Под действием центробежных сил мелющие тела и суспензия удерживаются в дезинтеграторе, а газ, проходя через них, создает псевдоожижение системы суспензия— мелющие тела и выходит через канал 3.

При этом происходит дезинтеграция микроорганизмов.

30 По окончании дезинтеграции дезинтсграт выводят через центральный канал 3. Подачу суспензии микроорганизмов и ожижающего газа можно производить одновременно через канал 2.

35 Оптимальное 3039еННе 32BJlcHH5I ожижающего агента (суспензии или газа) вычисляют и подбирают для различных микроорганизмов в зависимости от вида мелющих тел угловой скорости перемешивающе40 го устройства. Исходя из экспериментальных данных эти значения находятся в пределах 25 — 100 /О от расчетных.

Для получения сравнительных данных параллельно проводилась баллистическaÿ дезинтеграция той же культуры известным способом на том >ке дезинтеграторе ФУГ-1

И.

Условия дезинтеграции в обеих случаях были одинаковы.

50 Количество целых субклеточных структур (органелл) определялось микроскопирова нием.

При дезинтеграции в псевдоожпженном слое мелющих тел выход клеточных оболо>> чек, мембра, ядер митохондрий был на 15—

25 /О выше, чем при обычной баллистической дезинтеграции и механическое повреждение этих органелл в первом случае было меньше, чем во втором, при которой наблю00 далось переизмельчение структур.

Для обеих способов определялась ферментная активность дыхательной цепи и активность РНК-азы в полученном дезинтеграте культуры. Результаты опытов приве65 дены в таблице.

810808 проводности и теплоотдачи, выравнивает интенсивность перемешивания по всему объему дезинтегратора, расширяет диапазон применяемых мелющих тел, суспензий

5 и пастообразных материалов. При этом сохраняется небольшое гидравлическое сопротивление, которое не зависит от скорости подачи ожижающего агента (суспензии, газа). Изобретение позволяет упростить уст)О ройство дезинтегратора, автоматизировать и механизировать процессы дезинтеграции.

Изменение ферментной активности дыхательной цепи, о

Активность

PHK-азы, ед, мл

Способ дезинтеграции

НАД- Н дегидрогенеза

НАД-Н оксидаза

Сукцинат дегпдрогеназ ы

О,З7

Предлагаемы и

Известны й

0,32

П р и м е ч а н и е: Знак )- показы на ет акти вирование фермента.

1. Способ дезинтеграции микроорганизмов в камере баллистического,чезинтегра- )5 тора, предусматривающий подачу охлажденной суспензии микроорганизмов в дезинтегратор, измельчение и вывод дезинте-. грата, отличающийся тем, что, с целью увеличения выхода интактных субклеточ- 20 ных структур и повышения биохимической активности дезинтеграта, суспензцю подают в дезинтегратор через периферийную зону под давлением, дезинтеграцию осуществляют в псевдоожиженном слое мелющих 25 тел и вывод дезинтеграта производят нз центральной зоны дезинтегратора, причем давление подачи суспензии поддерживают в пределах от 25 до 100% от давления подачи суспензии, определяемом по формуле 0 р " Э

2лgl где ЛР—

G,.„—

6,— бг

g— где ЛР— расчетное давление подачи суспензии в мм. вод. ст.; З5 и) — угловая скорость перемешивания мелющих тел, 1/с;

G, — эффективный вес мелющих тел, заполняющих дезинтегратор, кг, равный 6,= 6,— 6,; 40

G, — вес мелющих тел, кг;

6„— вес суспензии, кг;

Способ дезинтеграции микроорганизмов в камере баллистического дезинтегратора в псевдоо>киженном слое мелющих тел позволяет увеличить выход интактных субклеточных структур и повысить биохимическую активность дезинтеграта. Предлагаемый способ благодаря свойствам псевдоо)кижения, устраняет переизмельчение структур, локальные перегревы, выравнивает температуру по всему объему дезинтегратора, повышает коэффициенты эффективной теплоФормула изобретения

g — ускорение силы тяжести, (g=9,8 м/сз );

1 — ширина дезинтеграционной камеры, м.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что после подачи суспензии микроорганизмов в дезпнтегратор подают газ или смесь газов под давлением в пределах от

25% до 100% от давления подачи газа, определяемом по формуле

Ар ""бэ

2zgl расчетное давление подачи газа, мм. вод. ст.; угловая скорость перемешнвания мелющих тел, 1/с; эффективный вес мелющих тел заполняющих дезинтегратор, кг, равный G,,= 6,— G„; вес мелющих тел, кг; вес газа или смеси газа, кг; ускорение силы тяжести (g=9,8 м/с -); ширина дезинтеграционной камеры, м.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2571291/28-13 от 17.01.78.

810808

Составитель Л. Шестаковский

Корректор Н. Федорова

Техред О. Павлова

Редактор Т. Зубкова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 367/18 Изд. Мв 203 Тираж 530 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 475