Tổng quan tài liệu về kỹ thuật cố định vi sinh vật bằng phương pháp tao gel

TỔNG QUAN TÀI LIỆU VỀ KỸ THUẬT CỐ ĐỊNH VI SINH VẬT BẰNG PHƯƠNG PHÁP TẠO GEL     NHIỆM VỤ LUẬN VĂN: TÌM HIỂU KỸ THUẬT CỐ ĐỊNH VI SINH VẬT TÌM HIỂU CÁC PHƯƠNG PHÁP CỐ ĐỊNH TẾ BÀO VI SINH VẬT TÌM HIỂU KỸ THUẬT CỐ ĐỊNH TẾ BÀO BẰNG PHƯƠNG PHÁP TẠO GEL CÁC KHÁI NIỆM       KỸ THUẬT CỐ ĐỊNH Là trình giữ hay định vị tế bào khu vực không gian định cho hoạt tính xúc tác chúng bảo toàn thời gian dài VI SINH VẬT CỐ ĐỊNH Hiện nay, kỹ thuật cố định mở rộng nghiên cứu áp dụng với enzyme, quan tế bào hay chí toàn tế bào vi sinh vật CHẤT MANG Trong kỹ thuật cố định, yếu tố quan trọng định đến việc lựa chọn phương pháp cố định hiệu trình cố định vật liệu cố định hay gọi chất mang Một số loại chất mang thường dùng kỹ thuật cố định carboxyl methyl cellulose, polyacrylamide, polyvinyl alcohol, alginate, carrageenan, … CÁC PHƯƠNG PHÁP CỐ ĐỊNH TẾ BÀO VI SINH VẬT       NHÓM PHƯƠNG PHÁP CỐ ĐỊNH VI SINH VẬT TRÊN BỀ MẶT CHẤT MANG PHƯƠNG PHÁP HẤP PHỤ TẾ BÀO TRÊN BỀ MẶT CHẤT MANG Đây xem phương pháp cố định đơn giản kỹ thuật cố định vi sinh vật Cơ chế gắn vi sinh vật lên bề mặt chất mang bao gồm tương tác ion, tương tác tónh điện, tạo liên kết màng tế bào bề mặt chất mang, lực mao quản, lực Val der Waals, … Chất mang sử dụng phải chất với bề mặt có tính chất xốp có chứa nhiều nhóm chức hoá học than hoạt tính, silicagel, nhựa trao đổi ion, … Những tế bào vi sinh vật cố định bề mặt chất mang theo phương pháp hấp phụ: CÁC PHƯƠNG PHÁP CỐ ĐỊNH TẾ BÀO VI SINH VẬT      NHÓM PHƯƠNG PHÁP CỐ ĐỊNH VI SINH VẬT TRÊN BỀ MẶT CHẤT MANG PHƯƠNG PHÁP TẠO LIÊN KẾT CỘNG HOÁ TRỊ GIỮA MÀNG TẾ BÀO VÀ BỀ MẶT CHẤT MANG Kỹ thuật cố định theo phương pháp dựa tạo thành liên kết cộng hoá trị bề mặt chất mang hoạt hoá tế bào vi sinh vật Những chất mang thường dùng phương pháp polypeptide, dẫn xuầt cellulose, dextran, polymer tổng hợp, hợp chất vô cơ, … Để thuận tiện cố định, màng tế bào cần chứa số nhóm chức thích hợp cho việc hình thành liên kết cộng hoá trị nhóm imidazol histidine, vòng phenol tyrosine, … O O N N N O N CÁC PHƯƠNG PHÁP CỐ ĐỊNH TẾ BÀO VI SINH VẬT   NHÓM PHƯƠNG PHÁP CỐ ĐỊNH TẾ BÀO VI SINH VẬT KHÔNG CHẤT MANG Nhờ tác nhân lưỡng đa chức, tế bào vi sinh vật riêng biệt đính kết chùm thành khối tế bào có vai trò tính chất tương tự tế bào vi sinh vật cố định CÁC PHƯƠNG PHÁP CỐ ĐỊNH TẾ BÀO VI SINH VẬT   NHÓM PHƯƠNG PHÁP CỐ ĐỊNH TẾ BÀO VI SINH VẬT BẰNG THIẾT BỊ MEMBRANE Màng membrane gồm nhiều lỗ vô nhỏ, giữ tế bào vi sinh vật Gồm hai dạng: CÁC PHƯƠNG PHÁP CỐ ĐỊNH TẾ BÀO VI SINH VẬT       NHÓM PHƯƠNG PHÁP CỐ ĐỊNH TẾ BÀO VI SINH VẬT TRONG CẤU TRÚC GEL TRONG CẤU TRÚC ION GEL Ion gel loại gel có cấu trúc mạng lưới hình thành từ liên kết ion Hỗn hợp huyền phù tế bào vi sinh vật chất mang đa điện tích nhỏ vào dung dịch đa điện tích trái dấu để thực phản ứng tạo mạng lưới gel Một số chất mang thường sử dụng phương pháp alginate, chitosan, … Phương pháp ứng dụng rộng rãi lónh vực môi trường công nghiệp sản xuất rượu, enzyme, … CÁC PHƯƠNG PHÁP CỐ ĐỊNH TẾ BÀO VI SINH VẬT       NHÓM PHƯƠNG PHÁP CỐ ĐỊNH TẾ BÀO TRONG CẤU TRÚC GEL TRONG CẤU TRÚC COVALENT GEL Covalent gel định nghóa loại gel mà cấu trúc mạng lưới hình thành từ phân tử chất mang gắn kết với liên kết cộng hoá trị Huyền phù sinh khối tế bào sau ly tâm trộn vào dung dịch monomer dung dịch polymer Hỗn hợp xử lý phản ứng thích hợp để monomer sợi polymer liên kết với hình thành cấu trúc gel Chất mang thường gặp phương pháp polyacrylamide số gel vô hình thành từ số oxide SiO2, TiO2, … Phương pháp nghiên cứu ứng dụng việc xử lý nước thải sản xuất chất kháng sinh … CÁC PHƯƠNG PHÁP CỐ ĐỊNH TẾ BÀO VI SINH VẬT      NHÓM PHƯƠNG PHÁP CỐ ĐỊNH TẾ BÀO VI SINH VẬT TRONG CẤU TRÚC GEL TRONG NON – COVALENT GEL Phương pháp cố định hoàn toàn tương tự với phương pháp cố định tế bào vi sinh vật cấu trúc covalent gel Tuy nhiên mạng lưới cấu trúc gel cố định tế bào vi sinh vật phương pháp không hình thành từ liên kết cộng hoá trị mà nhiều loại liên kết khác tạo ra, thường gặp liên kết hydro Chất mang thường sử dụng phương pháp carrageenan Phương pháp thử nghiệm để sản xuất nhiều loại thuốc kháng sinh từ tế bào vi sinh vật cố định CÁC PHƯƠNG PHÁP CỐ ĐỊNH TẾ BÀO VI SINH VẬT       NHÓM PHƯƠNG PHÁP CỐ ĐỊNH TẾ BÀO VI SINH VẬT TRONG CẤU TRÚC GEL TRONG CRYOGEL Cryogel cấu trúc gel polymer Nó hình thành cách xử lý nhiệt độ thấp cấp đông, bảo quản trạng thái băng thời gian xác định làm tan giá tiền polymer có phân tử lượng khác Công việc cố định tế bào cryogel tương đối đơn giản Lượng sinh khối tế bào trộn lẫn với dung dịch polyvinyl alcohol (10% - 20%) Hỗn hợp đưa xử lý lạnh đông – rã đông để thu nhận hạt polyvinyl alcohol – cryogel chứa tế bào vi sinh vật cố định Cố định tế bào cryogel phương pháp mới, chất mang thích hợp với điều kiện cố định chưa nghiên cứu nhiều Hiện polyvinyl alcohol loại chất mang sử dụng kỹ thuật cố định tế bào vi sinh vật cấu trúc cryogel Phương pháp ứng dụng để sản xuất rượu, acid hữu enzyme … KẾT LUẬN     NHẬN XÉT Trong suốt thời gian phát triển, kỹ thuật cố định tế bào với khởi nguồn cố định enzyme, thu hút ý nhiều nhóm nghiên cứu So với việc sử dụng tế bào tự do, tế bào vi sinh vật cố định mang lại lợi tiềm tăng cao mật độ tế bào bình lên men, tăng suất, rút ngắn tổng thời gian sản xuất, thu nhỏ thiết bị lên men, tái sử dụng thời gian dài, tăng khả sử dụng chất, giảm nguy nhiễm vi sinh vật lạ, trình đơn giản, chất lượng sản phẩm không thay đổi, tăng khả chống chịu hay bảo vệ tế bào khỏi ức chế chất sản phẩm cuối Chính thế, kỹ thuật cố định tế bào vi sinh vật ngày ứng dụng rộng rãi Trong công nghệ sản xuất thực phẩm đồ uống, hệ thống cố định tế bào sử dụng để sản xuất sản phẩm trao đổi chất đặc biệt enzyme, amino acid, acid hữu cơ, alcohol, polysaccharide sản phẩm lên men bia, rượu vang, nước trái lên men có độ cồn thấp …