Масата арналан німдерді бліп алу

Биореакторлар ішіндегі заттар микробтар клеткаларынан, метаболизмні клеткадан тыс німдерінен, микроорганизмдер тіршілігі барысында тзілген клеткаішілік німдерден, сонымен атар згеріске шырай оймаан субстрат компоненттері сияты крделі оспалардан трады.

Заттарды бліп алу тсілдеріне ойылатын талап – андай німдерді алу ажеттігіне байланысты. Олар биомассаны алуа баытталан німдер мен ерекше таза препараттар шін ртрлі болып келеді жне ол культуральды сйыты бастапы асиетіне, яни оны температурасына ттырлыына, рН крсеткішіне, ионды кшіне, нім концентрациясына, оспаны тріне байланысты болады.

олданылатын тсілді тадап алу масатты німдер шін белгілі бір мні бар: ол аыры німдерді тріне байланысты. Олар: кристалл заттар, концентрациясы кшті ерітінділер, кептірілген нтатар немесе баса да німдер. Егер де бастапы заттара блетін асиеті бар микроорганизмдер штамдарымен алдын-ала жмыс істелсе, онда осы аыры німдерді бліп алу едуір оайа тседі жне культураларды бліп алуды маыздылыына кмн келтірмейді.

оректік орта жайында сз боланда кіл аударарлы мселе - те арзан, тазартылмаан осындысы кп субстраттарды бл масатта олдану экономикалы трыдан аланда тиімсіз, йткені ол німдерді бліп алу операциясын иындатып жне ымбаттатып жібереді.

Сонымен, субстраттарды, биокатализатормен бліп алу дісін наты процесті ескере отырып, те ыпты йлесімділікпен тадап ала білу биотехнологияны негізгі міндеті болып саналады.

Кптеген ндірістер шін німді бліп алуды алашы сатысы – микробты биомассаны ошаулап алу. Бан мынадай жадайлар себепкер бола алады:

- Биомасса биопроцесті е аыры німі;

- Биомасса клеткаларды келешек операцияларда еріту жне клеткаішілік німдерді блуді бастапы материалы болып саналады;

- Биомассаны клеткалары механикалы жолмен дезинтеграцияланан немесе еріген кйінен со экстрациялап алып, блу керек;

- Ерігіш субстратты жауап айтармаан млшерін регенерациялау мен биомассаны ошаулап аланнан кейін жне реакторда алан клеткаларды айтадан регенерациялап, содан со олдануа болады;

- Кейбір жадайда реакциялаушы ортадан биомассаны ошаулау жмысы одан німді алып болан со жргізіледі.

Биотехнологиялы препараттарды бліп алу мен тазарту мынадай жолмен атарылады:

Ерімейтін заттарды блу. Системаны ерімейтін компоненттерін ерітіндіден сзу, центрифугалау, тндыру, декантациялау жне диализ арылы блуге болады. Бл блшектерді бліп алуды 10-100 есе шапшадатуа оларды алдымен жоары температурада флокулянттар жне т.б. жолмен деу арылы іске жаратуа болады. Биомассаны аыры німінде алан ылал млшеріне байланысты ртрлі дістерді олдануа болады. Ірі клемді алдытарды деуде деттегіше ашу процесін суспензияны тндыру арылы жргізеді. Бнда тзілген алдыта бірнеше пайыздай атты заттар болады. Бл тсіл арапайым жне орындалуы жеіл. Ол алдытарды биологиялы деу процесінде олданылады. Бнда сыра айнату жне бір клеткалы организмдерден белокты ндіру масатында биомассаны айтадан айналыма тсуі шін активті балшы дісін пайдаланады. Флокуляцияа тым бейімді ашыты саыраулатары штамдарын олдана отырып, биомассаны тну шапшадыын едуір арттыруа болады. Егер де тндырылан биомассаны одан рі ылалын азайту ажет болса, оны центрифугалайды немесе сзеді. Центрифугалау биомассаны оюландырып, паста кйінде алуа кмектеседі. Оны рамында биомасса бойынша 15 пайыза дейін атты заттар болады. Дегенмен сйыа тн кейбір асиеттерін сатап алады. Бастапы суспензияны табиаты мен асиетіне байланысты тндырманы алу шін ішкі рылысы ртрлі конструкциялы центрифугаларды олданады.

Аздаан жоары концентрациялы тндырмаларды (массасы бойынша 20-30 пайыздай атты заттары бар) немесе атты биомассаны (биомасса бойынша 40 пайызды атты заттар бар) алу шін сзгілеу дісін олданады. Минералды су суспензиясынан cа блшектерді бліп шыару шін флотация дісін олданады. Бл тсіл ауаны жоары арай ктерілетін аынымен ерімеген атты блшектерді, бірге ктерілуін пайдалана отырып сулы суспензиядан атты блшектерді бліп алуа кмектеседі. Жоары концентрациялы кбігі траты белоктардан еріген кйіндегілерін бліп алу шін де флотацияны олданады. Бл, сіресе европалы жне аылшынды сыраларда кбікті кп тзіліп, трып алуына олайлы жадай туызады. Кбікпен флотациялау дісі биомассаны электрохимиялы тндырумен атар бір клеткалы организмдерден белокты ндіру кезінде микроорганизмдерді концентрлеуде олданылды. Бл операция ерітінділермен экстракциялау, сорбциялау, тндыру мен ультрасзгілеу дістерімен атарылады. Соны арасында ортада німдер концентрациясы едуір артады. Экстракция дісін екі фаза боланда ана олдануа болады. Мысалы, антибиотиктерді бліп аланда негізінен су фазасында органикалы ерітінділерді экстракциялайды, ал белокты фракциясын алу шін полиэтилен-декстран сияты «су-су» деген екі жаа фазаны олданады.

Сорбция дегеніміз – сйы жне атты фазалар арасында еріген заттарды бліп тарату. Сорбент – ретінде (атты фаза) детте ион алмасу шайырлары олданылады. Оларды ішінде бір ионы иммобилизацияланан диссосациялаушы иондар буы болып есептеледі.

Катион алмасатын жадайда мынадай реакциялар орын алады:

/Сорбент/ Н⁺ + / ерігіш зат / ® / Сорбент // ерігіш зат / + Н⁺

Егер де сорбент ионалмастырыш болса, онда:

/Сорбент / С⁺ + / ерігіш зат / ® / Сорбент // ерігіш зат / + С⁺

Сорбцияны олдану – карбоксил тобы – (СООН) бар катион алмастырыш кмегімен стрептомицинді бліп алу кптен бері белгілі. Мысалы, антибиотик адсорбцияланан шайырды бдан со культуральды сйытан бліп алады да, тиісті німді ышылданан сумен дейді. Бндайда антибиотик десорбцияа шырайды жне ион алмасушы шайыр айтадан алпына келеді. Органикалы заттарды ерігіштігі температураа, рН, ионды кшке, ерітінділерді диэлектрикалы ткізгіштігіне байланысты болатыны млім. Сондытан ртрлі тсілдерді олдана отырып, оларды тнуын индукциялауа болады. Мысалы, бл жмыс еріген затпен ерімейтін осылыстарды тзе алатын тндырыштарды осу, орта жадайын згерту, яни еріген жне таы баса да заттарды тратылы фазасын бзу арылы жзеге асырылады.

Егер де бліп алынатын нім немі сулы ортада болса, онда заттарды фазаа кшірмей-а мембрана кмегімен блуге болады. Бл осмосты кері айтару былысы мен мембрананы ртрлі млшердегі молекулаларды ткізу абілетіне негізделген.

арапайым, жй осмос мынадай былыс болып есептеледі: егер де андай ма болмасын бір зат жне таза еріткіш зат тпейтін мембрана арылы тетін болса, онда осы екі затты концентрация градиенті екі фазада тепе-те боланша еріткіш мембрана арылы ерітіндіге те береді. Ал егер де ерітінді шамадан тыс ысыммен сер етсе, онда еріткіш градиентке арсы еріген фазадан таза еріткіш фазасына арай ауысады. Егер де олданылатын мембрана саылаулары 3 нм-ден аз, ал ысым 1-11,5 атм. те болса, онда бл былысты кері айтармаса осмос деп атайды. Ал егер де ол саылаулар 3-тен 100 нм, ал ысым 0,1- 2 атм. болса, онда оны ультрасзгілеу деп атайды.