Способ перфузии растительных клетоки устройство для его осуществления

Способ перфузии растительных клетоки устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Саюз Советских

Соцнапистичесних

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1ц81283О (63) Дополнительное к ввт. саид-ву(22) Заявлено 03.0979 (2 I ) 2821910/30-15 с присоединением заявки МИ(23) Приоритет

Опубликовано 150381 Ьюллетень 89 10 (5!)М. Кл.3

С 12 К 1/10

Государственный комитет

СССР яо девам изобретений и. открытий. (5З) УДК578. use (088.8) Дата опубликования описания 158381 (72) Авторы изобретения

A.Â.Íëàêñ и В.М.Юрин — 1

Институт экспериментальной ботаники им.В.Ф.Купревйча

AH Белорусской CCP (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПЕРФУЗИИ РАСТИТЕЛЬНЫХ КЛЕТОК

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к биологии и применяется при исследовании физикохимичвских свойств биологических мем-. бран.

Известен способ перфузии клеток путем пропускания искусственного клеточного сока через торцы клетки, причем концы клетки отрезают, вводят в них канюли, через которые пропуска» ют искусственный вакуолярный сок.

Устройство для осуществления этого способа содержит камеру для закрепления клетки, микрошланг, соединенный с микроворонкой и канал для .выведения сока из клетки. Микрошланг вставляют в канюлю, закрепленную в клетке, и через воронку подают искусственный вакуолярный сок. Вытекание сока происходит через второй отрезанный конец клетки j1) . 20

Недостатком известного способа и устройства для его осуществления является снижение жизнеспособности клетки вследствие ее повреждения и значительного снижения давления внутри клетки. Перфуэированные таким образом клетки сохраняют жизнеспособность лишь 1,5-2 ч. Исследуемые физико-химические характеристики изменяются в процессе перфузии. Кроме того, ЗО при снижении давления в клетке невозможно снимать электрические характеристики между цитоплазмой и наружной средой, поскольку клетка харовой водоросли представляет собою цилиндр, пристенный слой которой толщиной 1015 мкм представлен цитоплазмой, а остальную часть (90Ъ объема) занимает вакуоль; мембрана, прилегающая к .оболочке, называется плаэмалеммой, вакуоль от цитоплазмы отделяется второй мембраной — тонопластом. При пер фузии происходит замена именно вакуолярного сока. Если же концы клетки отрезают, то давление цитоплаэмы и давление внутри вакуоли резко падает, н наружная мембрана — плазмалеммаопадает, смыкаясь с внутреннейтонопластом. В таких случаях невозможно с помощью микроэлектродной техники снять электрические характеристики между цитоплаэмой и наружной средой, т.е. плазмалеммы.

Цель изобретения - сохранение жизнеспособности клеток в течение естественного времени их жизни, снижение травматичности клеток и поддержания в ннх естественного внутриклеточного давления.

812830

Формула изобретения

Ы

1 ° Способ перфуэии растительных клеток путем пропускания искусственного вакуолярного сока через торцы клетки, отличающийся тем, что, с целью сохранения жизнеспособности

40 клеток в течение естественного времени их жизни; торцы клеток прокалывают микроиглами, через которые осуществляют перфузию.

2. Устройство для осуществления

65 способа по п.l, включающее камеру для

Поставленная цель достигается тем, что торцы клеток прокалывают микроиглами, через которые осуществляют перфузию, при этом выход канала для введения в клетку искусственного вакуолярного сока снабжен микроиглой, а микроигла на входе канала для вывода сока из клетки снабжена подвижным в продольном направлении конусо-, образным стержнем, соединенным через пружину с тросиком. f0

На чертеже изображена схема устройства для осуществления предложенного способа.

Канал для введения в клетку искусственного вакуолярного сока содержит шприц 1, который через микрошланг 2 соединен с микроиглой 3. Микрошланг

2 снабжен манометром 4, микрокраном

5 и демпфером 6. Канал для вывода сока из клетки содержит шприц 7, который через микрошланг 8, снабженный мано- Ю метром 9 и микрокраном 10, соединен с микроиглой 11, во внутренней полости которой подвижно в продольном направлении установлен конусообразный стержень 12, соединенный с тросиком 13, через пружину 14. В камере 15 закреплена исследуемая клетка 16., Предложенный способ осуществляется следующим образом, Клетку водоросли lб,укрепляют в- ЗО камере 15. Шприц 1 заполняют искусственным вакуолярным соком. Гидростатическое давление в шприце 1 устанавливают 6-7 атм (равное естественному внутриклеточному давлению), после чего торец клетки прокалывают микроиглой 3, предназначенной для подачи перфуэата (искусственного вакуолярного сока) . Давление в шприце 7 устанавливают такое же, как и в шприце 1, и прокалывают другой торец клетки мик-40 роиглой 11, предназначенной для вытекания сока. Затем давление в шприце

1 повышают и производят замену внутриклеточного сока.

Устройство для осуществления пред- 45 ложенного способа работает следующим образом.

Шприцы 1 и 7 заполняются искусственный вакуолярным соком, который заполняет также микрошланги 2 и 8 и мик-g0 роиглы 3 и 11,после чего микрокраны 5 и 10 перекрываются, причем микрошланги 2 и 8 заполняются соком таким образом, что в них остается по пузырьку воздуха.

После этого микроигла 3 вводится в торец клетки, .давление в шприце

1 устанавливается 6-7 атм и микро-. кран 5 открывается. При этом пузырек воздуха в микрошланге 2 передвигается либо вверх, либо вниз, в зависимости от разности давлений в клетке 16 и шприце 1. Изменением давления в шприце 1 движение пузырька воздуха останавливается, что означает выравнивание давлений в клетке и шприце l После этого в шприце

7 устанавливается такое же давление как и в шприце 1 (его показывает манометр 4) .-Это естественное гидростатическое давление данной . клетки.

Стержень 12 с помощью пружины 14 плотно закупоривает входное отверстие микроиглы 11. При таком положении стержня 12 микроигла 11 вводится в другой торец клетки. После этого открывается микрокран 10, а стержень 12 с помощью тросика 13 оттягивается и открывает входное отверстие микроиглы 11.

Далее в шприце 7 все время поддерживается постоянное давление, равное внутриклеточному, а в шприце 1 давление повышается до 8-10 атм в зависимости от необходимой в данном эксперименте скорости перфузии ° Сопротивление демпфера 6 подбирается также в зависимости от необходимой скорости протекания искусственного сока через клетку. Скорость же перфузии определяется с помощью пузырька воздуха, движущегося под давлением в калиброванном микрошланге 2, и секундомера при известности диаметра микрошланга 2 и внутреннего объема клетки.

При необходимости увеличить или уменьшить скорость перфузии увеличивается либо уменьшается давление в шприце 1.

Демпфер 6 сбрасывает разность давления между шприцами,и давление в микроигле 3 равно внутриклеточному.

Таким образом, предложенный способ перфузии растительных клеток и устройство для его осуществления позволяют сохранить жизнесцособность клетки в процессе перфузии за счет значительного снижения травматичности клетки и поддержания ее естественного давления. Это позволяет снимать в процессе перфузии физико-химические характеристики нормально функционирующей клетки, а также измерять дополнительные параметры, например физико-химические характеристики между цитоплаэмой и наружной средой. Таким образом, как и на интактной (естественной) клетке, возможно регйстрировать электрические параметры каждой мембраны — плазмалеммы и тонопласта— в отдельности.

812830

Составитель В.Алексеев

Техредж. Кастелевич Корректор Н.Бабинеи

Редактор И.Недолуженко

Заказ 699/31 Тираж 528

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Подписное

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,4 закрепления исследуемой клетки, каналы для введения и выделения искусственного вакуолярного сока, о т л ич а ю ш е е с я тем, что, с целью снижения травматичности клеток и поддер .жания в них естественного внутриклеточного давления, выход канала для введения в клетку искусственного вакуоляриого сока снабжен микроиглой, а икроигла на входе канала для вывода сока из клетки снабжена подвижным в ° f0 продольном направлении конусообразным стержнем, соединенным через пружину с тросиком.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Верестовский.Г.И. Методические особенности внутриклеточной перфуэии и фиксации напряжения на клетках

NiteIIopsis obtusa. Харовые водоросли и их использование в исследовании биологических процессов клетки. Сборник, 1973, с.243-259.