Ciri -ciri, sejarah dan kegunaan chemiostate

Dia Chemostat Ia adalah peranti atau peranti yang digunakan untuk penanaman sel dan mikroorganisma. Ia juga dipanggil bioreaktor dan mempunyai keupayaan untuk mengeksperimen semula persekitaran akuatik seperti tasik, pemendapan atau lagun rawatan, antara lain.

Ia diterangkan secara umum sebagai bekas (saiz akan bergantung kepada sama ada penggunaannya adalah perindustrian atau makmal) dengan entri supaya antara bahan steril, dan output di mana bahan yang terhasil dari proses akan keluar, yang biasanya nutrien, sisa, bahan steril, mikroorganisma antara lain.

Gambar rajah chemiosotate. Diambil dan diedit dari: cgraham2332 [cc by-sa 4.0 (https: // creativeCommons.Org/lesen/by-sa/4.0)].

Ia ditemui dan dibentangkan secara bebas dan hampir serentak oleh saintis Jacques Monod, Aaron Novick dan Leo Szilard pada tahun 1950. Monod bekerja sendiri dan memanggilnya Bactogen, sementara Novick dan Szilard bekerja bersama dan memanggilnya Chemostat, nama yang berlangsung sehingga hari ini.

[TOC]

Ciri -ciri chemiostate

Chemostat dicirikan oleh penambahan berterusan medium yang mengandungi nutrien tunggal yang menghadkan pertumbuhan dan pada masa yang sama menghapuskan sebahagian daripada tanaman, seperti lebihan pengeluaran, metabolit dan bahan lain. Penghapusan ini sentiasa digantikan oleh bahan baru, dengan itu mencapai keseimbangan yang stabil.

Di bawah syarat -syarat ini, kelajuan di mana penanaman mikroorganisma berkembang adalah sama dengan kelajuan di mana ia dicairkan. Ini adalah kunci berkenaan dengan kaedah penanaman yang lain, kerana keadaan stabil dapat dicapai dalam persekitaran yang tetap dan jelas.

Satu lagi ciri penting ialah dengan chemiosteat, pengendali dapat mengawal pembolehubah fizikal, kimia dan biologi seperti jumlah individu dalam penanaman, oksigen terlarut, jumlah nutrien, pH, dll.

Prinsip kaedah

Kaedah ini terdiri daripada populasi mikroorganisma yang tumbuh dari awal yang serupa dengan yang diberikan dalam tidak berterusan atau banyak (budaya cecair yang paling mudah). Apabila populasi berkembang, ia perlu.

Dapat melayani anda: Epitope

Dengan cara ini, dalam pencairan chemostat dilakukan dengan menggunakan penambahan berterusan medium segar dan penghapusan tanaman seperti yang diterangkan sebahagiannya dalam perenggan sebelumnya. Nutrien tunggal bertanggungjawab untuk mengehadkan pertumbuhan dalam bekas sementara selebihnya lebihan.

Ini hanya mengehadkan nutrien pertumbuhan yang ditentukan oleh orang yang membangunkan eksperimen, ia boleh menjadi nutrien dan dalam banyak kes ia bergantung kepada spesies budaya.

Sejarah

Tanaman mikroorganisma yang tidak berterusan dari abad (pembuatan bir dan minuman lain). Walau bagaimanapun, tanaman berterusan adalah sesuatu yang lebih moden. Beberapa ahli mikrobiologi menyifatkan permulaan tanaman berterusan kepada ahli mikrobiologi Rusia yang terkenal Serguéi Vinagragraski.

Vinagragraski mengkaji pertumbuhan bakteria sulforeductive dalam peranti yang direka olehnya (Vinagragrash Column). Semasa pengajiannya, beliau membekalkan titisan lajur hidrogen sulfida sebagai makanan untuk bakteria ini

Semasa bercakap mengenai tanaman yang berterusan, adalah wajib untuk bercakap tentang 3 aksara: Jacques Monod, Aaron Novick dan Leo Szilard. Monod adalah ahli biologi dan pemenang Hadiah Nobel pada tahun 1965.

Penyelidik ini (MonoD), sementara menjadi sebahagian daripada Institut Pasteur, membangunkan banyak esei, pengiraan dan analisis antara 1931 dan 1950. Pada masa ini dia mencipta model matematik pertumbuhan mikroorganisma yang kemudiannya dipanggil persamaan monod.

Pada tahun 1950, berdasarkan persamaan yang menanggung namanya, beliau merancang model peranti yang membenarkan budaya mikroorganisma secara berterusan dan dipanggil Bactogen.

Sebaliknya, saintis Novick (fizikal) dan Szilard (kimia) bertemu semasa bekerja di Projek Manhattan (The Atomic Bomb) pada tahun 1943; Bertahun -tahun kemudian mereka akan mula menunjukkan minat dalam pertumbuhan bakteria dan pada tahun 1947 mereka dikaitkan untuk bekerjasama dan memanfaatkannya.

Boleh melayani anda: sintesis lipid: jenis dan mekanisme utama mereka

Selepas pelbagai ujian dan analisis Novick dan Szilard, berdasarkan pengiraan Monod (Persamaan Monod), juga dibuat pada tahun 1950 model budaya berterusan organisma mikroskopik yang mereka panggil chemostate, dan itu adalah nama yang telah dikekalkan setakat ini sehingga kini. Tetapi ketiga -tiga ini dikaitkan dengan ciptaan.

Aplikasi

Biologi dan evolusi penyesuaian

Alat yang ditawarkan oleh sistem kultur berterusan mikroorganisma ini digunakan oleh ahli ekologi dan evolusionis untuk mengkaji bagaimana kadar pertumbuhan mempengaruhi proses selular dan metabolisme, dan bagaimana ia mengawal tekanan pemilihan dan ekspresi gen.

Ini memungkinkan setelah menilai dan menjaga berpuluh -puluh ratus generasi dalam chemostat di bawah keadaan terkawal.

Dua chemiosteats, digunakan dalam analisis ketoksikan ammonium dalam ragi. Diambil dan diedit dari: (Imej: Maitreya Dunham) [CC oleh 2.5 (https: // creativeCommons.Org/lesen/by/2.5)].

Biologi sel

Hampir semua kajian yang berkaitan dengan chemostat berkaitan dengan biologi sel, malah molekul, evolusi, dll.

Walau bagaimanapun, khususnya, penggunaan chemostat untuk cabang biologi ini memberikan maklumat berharga yang membolehkan model matematik yang diperlukan untuk memahami proses metabolik dalam populasi kajian.

Biologi molekul

Dalam 10 tahun yang lalu atau mungkin lebih, minat penggunaan chemostat dalam analisis molekul gen mikrob telah berkembang. Kaedah Kebudayaan memudahkan maklumat mendapatkan analisis komprehensif atau sistemik tanaman mikroorganisma.

Kajian dalam bidang ini dengan chemiosteat membolehkan analisis transkripsi DNA sepanjang genom, serta mengukur ekspresi gen atau mengenal pasti mutasi dalam gen tertentu dari organisma seperti yis Saccharomyces cerevisiae, Sebagai contoh.

Ia boleh melayani anda: Flora dan Fauna Nuevo León

Tanaman diperkaya

Kajian -kajian ini dijalankan menggunakan sistem yang tidak berterusan sejak akhir abad ke -19 dengan karya -karya Beijerinck dan Vinagragrasci, sementara pada tahun 60 -an abad yang lalu mereka mula dilakukan dalam tanaman berterusan menggunakan chemostat.

Kajian -kajian ini terdiri daripada media budaya memperkaya untuk menuai pelbagai jenis mikrob (biasanya bakteria), ia juga digunakan untuk menentukan ketiadaan spesies tertentu atau mengesan kehadiran beberapa perkadarannya sangat rendah atau hampir mustahil untuk diperhatikan di tengah -tengah semula jadi.

Tanaman memperkaya juga digunakan dalam sistem berterusan terbuka (chemostats) untuk membangunkan tanaman bakteria mutan, terutamanya aidotrophic atau yang boleh menjadi tahan dadah seperti antibiotik seperti antibiotik.

Pengeluaran etanol

Dari sudut pandangan perindustrian, penggunaan dan pengeluaran biofuel semakin kerap. Dalam kes ini, pengeluaran etanol dari bakteria negatif gram Zymomonas Mobilis.

Dalam proses beberapa chemiosteat siri yang besar digunakan, dikekalkan pada kepekatan glukosa dan gula yang berterusan, sehingga ia ditukar menjadi etanol ke dalam keadaan anaerobik.

Rujukan

1. Chemostat: Reaktor berterusan yang ideal dari tangki gelisah. Pulih dari: bioreactor.Tripod.
2. Chemostat. Diperoleh dari: dalam.Wikipedia.org.
3. N. Ziv, n.J. Brandt, & D. Gresham (2013). Penggunaan Chemostats dalam Biologi Sistem Mikroba. Jurnal Eksperimen Visualisasi.
4. Ke. Novick & l. Szilard (1950). Penerangan mengenai Chosisat. Sains.
5. J. Monod (1949). Pertumbuhan Kajian Budaya Bakteria Mikrobiologi.
6. D. Gresham & J. Hong (2015). Asas fungsi evolusi penyesuaian dalam chemostats. Ulasan Mikrobiologi FEMS.
7. H.G. Schlegel, & h.W. Jannasch (1967). Budaya pengayaan. Kajian Tahunan Mikrobiologi.
8. J. Thierie (2016). Pengenalan kepada Teori Sistem Dispersed Polyfasic. (Eds) sifat springer. 210 pp.