بخشی از مقاله
مقدمه
سنجش میزان زیست توده میکروارگانیسمها در صنایع غذایی، دارویی، آرایشی و بهداشتی و نیز صنایع بیوتکنولوژیک با اهداف مختلف تعیین میزان فساد، میزان آلودگی، طول عمر ماده مورد نظر و امکان استفاده از آن و نیز روند پیشرفت صنایعی که در آنها میکروارگانیسمها نقش مضر یا مفید را دارند، به کار می رود . - 4 -
هدف
هدف این پژوهش ارائه روشی متفاوت براي ارزیابی میزان رشد میکروارگانیسم ها با استفاده از معیار تغییر اختلاف پتانسیل الکتریکی است. در این روش با صرف وقت و هزینه کمتر نسبت به روشهاي متداول مبتنی بر کشت میکروارگانیسمها، و نیز متفاوت با روش فیزیکی سنجش جذب نوري، که همه سلولهاي موجود در محیط را اندازه می گیرد، فقط سلولهاي زنده را سنجید.
روش
فلاسکهاي محیط کشت مایع براي سنجش زیست توده میکروبی طراحی و تهیه شد: فلاسک - A محیط شاهد رشد میکروبی - مولر هینتون براث + تریپتیکاز سوي براث + اینوکولوم باکتري - ، فلاسک - B محیط شاهد عدم رشد میکروبی - مولر هینتون براث + تریپتیکاز سوي براث + اینوکولوم باکتري + غلظت مناسب از آنتی بیوتیک مناسب مهارکننده رشد - ، محیط کشت :C کنترل آلودگی محیط وسنجش میزان اختلاف پتانسیل پایه - مولر هینتون براث + تریپتیکاز سوي براث - . فلاسکهاي واکنش در دماي37 °C به مدت12-24 ساعت در دور rpm180 انکوباسیون شد. سنجش پارامترهاي فیزیکوشیمیایی در فواصل زمانی 2 ساعته انجام شد. همچنین به صورت موازي تعداد کل باکتريها از طریق اندازه گیري دانسیته نوري در OD600 با اسپکتروفتومتر سنجیده شد.
نتیجه
تغییرات اختلاف پتانسیل محیط کشت در محیطهایی که رشد باکتري صورت گرفته، 4-6 ساعت پس از شروع رشد دیده می شود. بنابراین می توان از این معیار براي سنجش میزان بیوماس میکروارگانیسمها در محیط در زمانی کوتاه و به صورت on-line استفاده کرد.
مقدمه
طرح مساله
میکروارگانیسمها عوامل مهمی در تغییر و تبدیل مواد مختلف موجود در جهان هستند و نتیجه این تغییر و تبدیل میتواند براي زندگی انسان مفید و یا مضر باشد - . - 4 به عنوان مثال براساس پیشبینی مؤسسه Royal Dutch Shell در نیمه اول قرن بیست و یکم، بیش از 30 درصد نیاز جهانی به سوختها و ترکیبات بیولوژیک گوناگون با ارزش حدود 150 میلیارد دلار، به کمک بیومس میکروبی تولید می شود.سنجش میزان بیوماس معمولاً با استفادهاز روش کشت انجام می شود، که روشی زمان بر و هزینه بر است و موجب تحمیل هزینههاي گزاف به تولید کننده و مصرف کننده می شود. بنابراین تحقیق براي یافتن روشهاي نوین دقیق تر با صرف وقت و هزینه کمتر همواره مورد توجه بوده است . - 10 - - 11 -
اهمیت سنجش میزان زیست توده میکروارگانیسمها معیار مهمی است و در صنایع غذایی، دارویی، آرایشی و بهداشتی و نیز صنایع بیوتکنولوژیک با اهداف مختلف تعیین میزان فساد، میزان آلودگی، طول عمر ماده مورد نظر و امکان استفاده از آن و نیز روند پیشرفت صنایعی که در آنها میکروارگانیسمها نقش مضر یا مفید را دارند، به کار می رود . - 4 - در این مقاله روشی متفاوت و با استفاده از معیار تغییر اختلاف پتانسیل الکتریکی براي ارزیابی رشد یا عدم رشد و نیز تعیین میزان رشد ارائه شده است.
با استفاده از این روش و با صرف وقت وهزینه کمتر نسبت به روشهاي متداول که مبتنی بر کشت میکروارگانیسمها است، می توان بر خلاف روشهاي فیزیکی دیگري مانند سنجشهاي نوري، که همه سلولهاي موجود در محیط را اندازه می گیرد، فقط سلولهاي زنده را سنجید و ارزیابی کرد - . - 2 سادگی روش سنجش، دقت مناسب و امکان سنجش مداوم بیوماس می تواند موجب استفاده از این روش در فرمانتورها، بیوراکتورهاي کوچک و بزرگ شود . - 5 - - 6 -
سوابق تحقیق
براي سنجش زیست توده می توان از روش هاي متنوع تعیین میزان ماده خشک، - 1 - ، سنجش میزان اسیدهاي نوکلئیک - 6 - - 7 - - 9 - ، کدورت سنجی - 5 - - 6 - ، روش کشت در پلیت - 11 - - 10 - - 1 - استفاده کرد. همه این روش ها به نوعی مبتنی بر کشت میکروارگانیسم ها است و بنابراین فرایندي زمان بر و هزینه بر است. اگرچه روش اسپکتروفتومتري می تواند براي سنجش مداوم و on-line بیوماس به کار رود، ولی این روش نیز نمی تواند بین بیوماس زنده و مرده تفاوت قائل شود. ویژگی روش کنونی که بر اساس ویژگیهاي فیزیکوشیمیایی استوار است، امکان سنجش میکروارگانیسمهاي زنده در زمان کوتاه، هزینه کم، به روش on-line و در شرایط آسپتیک است.
مواد و روشها
فلاسکهاي محیط کشت مایع براي سنجش زیست توده میکروبی طراحی و تهیه شد: فلاسک - A محیط شاهد رشد میکروبی - مولر هینتون براث + تریپتیکاز سوي براث + اینوکولوم باکتري - ، فلاسک - B محیط شاهد عدم رشد میکروبی - مولر هینتون براث + تریپتیکاز سوي براث + اینوکولوم باکتري + غلظت مناسب از آنتی بیوتیک مناسب مهارکننده رشد - ، محیط کشت :C کنترل آلودگی محیط وسنجش میزان اختلاف پتانسیل پایه - مولر هینتون براث + تریپتیکاز سوي براث - . آنتیبیوتیکهاي مطالعه شده: براي هر یک از باکتريهاي ذکر شده در قسمت بالا به ترتیب آنتیبیوتیکهاي کلرامفنیکل ، ونکومایسین ،آمپی سیلین ،سیپروفلوکساسین ،پنی سیلین جی ،تتراسایکلین استفاده شده است.
فلاسکهاي واکنش در دماي 37 °C به مدت 12-24 ساعت در دور 180 rpm انکوباسیون شد. سنجش پارامترهاي فیزیکوشیمیایی با استفاده از دستگاه seven multimeter در فواصل زمانی 2 ساعته انجام شد. پارامترهاي اندازه گیري شده به شرح زیر بوده است: اندازه گیري میزان هدایت ورسانایی محلول باواحد µs/cm ، اندازه گیري میزان مقاومت در برابر جریان الکتریکی، اندازه گیري میزان مواد نامحلول کل - TDS - ، اندازه گیري درجه سختی، اندازه گیري درجه شوري، pH ، اندازه گیري اختلاف پتانسیل الکتریکی با واحد میلی ولت و اندازه گیري اختلاف پتانسیل الکتریکی نسبی. همچنین به صورت موازي با آزمایش فوق سنجش تعداد کل سویههاي باکتريهاي از طریق اندازه گیري دانسیته نوري OD600 با اسپکتروفتومتر سنجیده شد.
نتایج
نتایج به دست آمده که در نمودارهاي زیر آورده شده است نشان می دهد بین میزان رشد باکتري و تغییرات اختلاف پتانسیل محیط کشت رابطه مستقیم وجود دارد. همان گونه که مشاهده می شود تغییرات اختلاف پتانسیل محیط کشت در محیطهایی که رشد باکتري صورت گرفته، 4-6 ساعت پس از شروع رشد دیده می شود. بنابراین می توان از این معیار براي سنجش میزان بیوماس میکروارگانیسمها در محیط در زمانی کوتاه و به صورت on-line استفاده کرد.
