Пінчук Наталія Григорівна. Розробка технології довготривалого зберігання бактерій з використанням методу сорбційно-контактного зневоднення : Дис... канд. наук: 16.00.03 - 2008.
Анотація до роботи:
Пінчук Н. Г. Розробка технології довготривалого зберігання бактерій з використанням методу сорбційно-контактного зневоднення. – Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата ветеринарних наук за спеціальністю 16.00.03 – ветеринарна мікробіологія та вірусологія. – Національний науковий центр "Інститут експериментальної і клінічної ветеринарної медицини", Харків, 2008.
Дисертація присвячена розробці технології довготривалого зберігання бактерій з використанням методу сорбційно-контактного зневоднення. Здійснено підбір складових, на основі яких розроблено сорбційно-дисперсійний модуль, використання якого разом із оптимальними режимами зневоднення забезпечило мінімальну втрату кількості життєздатних бактерій у процесі зневоднення та тривалий час після висушування.
Вивчено вплив різних співвідношень адсорбенту з адсорбтивом на основні біологічні властивості мікроорганізмів та встановлено оптимальні їх співвідношення для різних таксономічних видів бактерій.
Розроблено систему заходів щодо запобігання контамінації культур мікроорганізмів при проведенні контактного зневоднення, яка дозволяє попередити забруднення біоматеріалу як на стадіях приготування та зневоднення біооб'єкта, так і на етапах використання та зберігання препаратів.
Проведено порівняльне вивчення ефективності методів ліофільного висушування та сорбційно-контактного зневоднення.
Установлено, що сорбційно-контактне зневоднення має технологічні переваги, мінімальне інструментальне забезпечення, а також щадний режим висушування, за рахунок чого забезпечується збереження основних біологічних властивостей бактерій, їх ультраструктури та рівня збереження життєздатності впродовж тривалого зберігання препаратів.
У дисертаційній роботі теоретично узагальнено і практично обґрунтовано ефективність застосування технології довготривалого зберігання бактерій з використанням методу сорбційно-контактного зневоднення в лабораторіях ветеринарної медицини, депозитаріях та науково-дослідних установах з метою довготривалого зберігання бактерій різних видів. Установлено, що контактне зневоднення бактерій має технологічні переваги, мінімальне інструментальне забезпечення, а також щадний режим висушування, за рахунок чого забезпечується збереження біологічних властивостей та структури мікроорганізмів. Розроблено систему заходів щодо запобігання контамінації культур бактерій при проведенні контактного зневоднення.
Підібраний набір складових для сорбційно-дисперсійного модуля, до складу якого входять: наповнювач-зневоднювач біомаси – гранульована іонообмінна смола марки КБ-4П-2, дезагрегант-диспергатор біомаси – гідрофобний аеросил марки АМ-1-300 і посередник-зневоднювач – лактоза та відпрацьований режим поступового зневоднення бактеріальних клітин забезпечують високий рівень життєздатності бактерій (кишкової палички – (98,0±1,6) %; сальмонел – (98,0±2,0) %; стрептококів – (98,5±1,4) %) як на етапах зневоднення, так і в процесі тривалого зберігання, відповідно Escherichia coli № 1084 – (83,6±3,6) %; Salmonella cholerae suis № 9 – (78,5±4,1) %; Streptococcus faecalis "Костянтинівський" – (85,8±2,6) %.
Співвідношення адсорбенту до адсорбтиву 4:1–5:1 забезпечує повне збереження біологічних властивостей та високий рівень життєздатності мікроорганізмів і практично не відрізняється для різних видів бактерій (E. сoli, Salm. ch. suis, Str. faecalis, Staph. aureus – 5:1, Er. rhusiopathiae, Cl. oedematiens – 4:1, а для Bacillus cereus оптимальними були співвідношення 4:1 та 5:1).
Ефективність довготривалого зберігання бактерій, висушених методом сорбційно-контактного зневоднення, залежить від захисного стабілізувального середовища, використання якого необхідно здійснювати з урахуванням видових особливостей бактерій. Так, найкращий рівень збереження життєздатних клітин Escherichia coli № 1084 (85,6±2,2) % і Salmonella cholerae suis № 9 (82,5±4,2) % забезпечує середовище, до складу якого входять: сахароза, тіосечовина, глутамат натрію та пептон; Streptococcus faecalis "Костянтинівський" (87,6±2,8) %, Staphylococcus aureus АТСС (84,8±3,3) % та тест-штаму Bacillus cereus АТСС (86,0±4,3) % – сахарозо-желатинове середовище; Clostridium oedematiens 198 – сахарозо-желатинове та середовище Файбіча; Erysipelothrix rhusiopathiae № 149 (75,3±4,0) % – сахарозо-пептон-желатинове середовище.
Оптимальною вихідною концентрацією бактеріальних клітин у суспензії, яка забезпечує високий рівень життєздатності контактно зневоднених мікроорганізмів упродовж 2 років зберігання є 2109 мікробних клітин на 1 г сухого препарату.
Сорбційно-контактне зневоднення практично не викликає негативних змін з боку ультраструктури бактеріальної клітини та пошкоджень її оболонки. Тоді як ліофілізація часто призводить до зміни форми клітин, лізису та зморщування бактеріальної оболонки.
Сорбційно-контактне зневоднення забезпечує можливість тривалого зберігання бактерій (впродовж 2 років) без змін культурально-морфологічних, тинкторіальних, біохімічних, антигенних і патогенних властивостей.
Загибель клітин на етапах процесу зневоднення для бактерій, що піддаються сорбційно-контактному зневодненню, становить у середньому близько 3 %, у той час як у ліофільно висушених бактерій відсоток загиблих бактеріальних клітин у процесі ліофілізації сягає до 10 %. У кінці терміну зберігання (через 2 роки) ці показники становлять відповідно 15–25 % та 15–45 %.
Розроблена технологія висушування бактерій методом сорбційно-контактного зневоднення дозволяє отримувати препарати високої якості, вільні від контамінації сторонньою бактеріальною і грибковою мікрофлорою, без сторонніх домішок, конгломератів і цвілі, із залишковою вологістю в межах 10–13 %.
Публікації автора:
1. Пінчук Н. Г., Головко А. М., Скрипник В. Г., Котляр Д. О. Тривале збереження бактерій шляхом контактного висушування // Ветеринарна медицина: Міжвід. темат. наук. зб. – Харків, 2003. – Вип. 82. – С. 453–455. (Дисертантом проведено експериментальні дослідження, збір і аналіз даних та їх узагальнення)
2. Пінчук Н. Г., Кудрявченко О. П. Порівняльна характеристика біологічних властивостей вакцинного штаму Salmonella cholerae suis № 9 після контактного та ліофільного висушування // Ветеринарна медицина: Міжвід. темат. наук. зб. – Харків, 2004. – Вип. 83. – С. 189–193. (Дисертантом сплановано досліди, здійснені експериментальні дослідження, обробка даних та їх узагальнення)
3. Головко А. М., Скрипник В. Г., Пінчук Н. Г. Способи довготривалого збереження колекційних культур мікроорганізмів, переваги та недоліки // Матеріали ІІ міжнародного конгресу спеціалістів ветеринарної медицини (3–4 серпня 2004 р., м. Київ, Україна). – 2004. – С. 69–70. (Дисертантом проведені збір і аналіз даних та їх узагальнення)
4. Методичні рекомендації по довготривалому збереженню бактерій методом сорбційно-контактного зневоднення / Головко А. М., Скрипник В. Г., Пінчук Н. Г., Гордієнко О. І., Ординська Д. О. – К., 2004. – 18 с. (Дисертант приймала участь у написанні рекомендацій)
5. ПінчукН. Г. Новий метод довготривалого збереження колекційних культур мікроорганізмів // Ветеринарна біотехнологія. – К.: "Аграрна наука", 2005. – № 6. – С. 126–132.
6. Деклараційний патент № 5333 Україна, МКИ 7С12N1/20. Спосіб контактного висушування для довготривалого збереження бактерій / А. М. Головко, Н. Г. Пінчук – № 2004010313; заявлено 15.01.04; опубл. 15.03.05, Бюл. № 3. – 2 с. (Дисертант провів експериментальні дослідження й оформив заявку на патент)