3.6.5Устаткування для очищення води

Якість води, що використовується для приготування поживних середовищ або для миття культурального посуду, має важливе значення. До недавнього часу така вода приготовувалася шляхом простої і дворазовою дистиляції питної води. В даний час поряд з традиційними широке застосування отримали методи очищення води шляхом використання фізико-хімічних процесів зворотного осмосу, іонного обміну та мембранної фільтрації. Водопровідна вода, що використовується в якості вихідної і пройшла в цих установках через очищення зворотним осмосом, надходить на фільтри з активованого вугілля, з них - на колонки з іонообмінними смолами і потім - на мембранні фільтри з діаметром пор 0,22 мкм. При необхідності вода додатково піддається впливу потужного потоку УФ опромінення. Для очищення води подібним способом найбільш часто застосовуються установки типу , які з двох конструктивно самостійних частин, що допускають незалежне використання. Установка здійснює приготування загальнолабораторні води, висхідній за якістю очищення дистильовану воду. Установка призначена для отримання придатної для приготування поживних середовищ надчистої з загальнолабораторній або дистильованої води.[10]

3.6.6Приготування спирту етилового

Спирт етиловий 96% надходить па фармацевтичну фабрику від спиртзаводів в цистернах або спиртових бочках і зберігається в спиртосховище. При надходженні кожна партія спирту етилового проходить вхідний контроль згідно з ГОСТ 5962-67, ГОСТ 5964-93, ФС 42-3072-94, изм.1. В кількості добової потреби галенового цеху, спирт за вагою передається в цех, де зберігається в приймачі . Розрахунок кількості спирту етилового 96 % і води очищеної для приготування спирту 70 % ведуть відповідно з «Алкоголеметрическими таблицями» ГФ XI . Приготування спирту етилового 70% проводять в ємності для приготування водно-спиртових сумішей. У ємність , встановлену на вагах, перекачують з приймача спирт етиловий 96% по вазі, і туди ж перекачують воду очищену із збірки для зберігання води очищеної за вагою. Отриману водно-спиртову суміш перемішують мішалкою протягом 10 хвилин при тиску стисненого повітря 0,1-0,15 кг/см2. Апаратник заміряє спирт спиртоміром. На цій стадії отримують 435,6 кг спирту етилового (69,96%. про.). Приготування спирту етилового 70% проводять у три прийоми: 217,8 кг, 108,9 кг і 108,9 кг. Виходячи при цьому з наступних розрахунків: при приготуванні першої порції водно-спиртової суміші змішують 143,2 кг спирту етилового 96,7% і 74,6 кг води очищеної; для приготування другої та третьої порцій водно-спиртової суміші змішують з 71,6 кг спирту етилового 96,7% та 37,3 кг води очищеної. Всього на стадії приготування етилового спирту 69,96% використовують 286,4 кг спирту етилового 96,7% і 149,2 кг води очищеної. Вихід на стадії становить 99,9%

3.6.7 Обладнання культуральних лабораторій

Лабораторні термостати. Лабораторні термостати для культивування клітин повинні відповідати ряду спеціальних вимог:

1) забезпечувати високу стабільність підтримки заданої температури,

2) створювати мінімальний градієнт температури по корисного об'єму;

3) мати системою швидкого відновлення температури після короткочасного відкривання корисного об'єму;

4) внутрішній обсяг повинен виготовлятися з біологічно пасивних матеріалів, тобто не впливають на життєдіяльність клітин і стійких до впливу компонентів поживних середовищ. Матеріали і покриття внутрішніх та зовнішніх частин конструкції термостата повинні дозволяти деконтамінацію водними розчинами спирту ректифікату і стерилізацію УФ опроміненням.

ССБ-інкубатори. Необхідність підтримки постійної величини рН в живильному середовищі і її мінімального випаровування в період інкубації клітин привела до розробки спеціальних приладів, аналогічних описаним вище термостатам. Головною відмінністю є наявність систем створення і підтримки певного складу газового середовища в корисному об'ємі і високої відносної вологості в ньому. Це так звані інкубатори, що випускаються фірмами «Heraues», «Hotpack», «Flow».

Газове середовище в камерах СО2-інкубатора містить підвищену концентрацію кисню і вуглекислого газу, а в більшості випадків тільки вуглекислого газу. Розмір концентрації задається за умовами культивування та підтримується автоматично. У автоматичних СО2-інкубаторах заданий склад газового середовища підтримується дозованим надходженням потрібного газу в потік очищеного від пилу зовнішнього повітря, що подається у внутрішній обсяг приладу. Інший різновидністю інкубаторів є так звані газопроточні інкубатори , де подача потрібних газів проводиться безперервно, а процентний вміст досягається зміною швидкості протоку.

3.6.8 Культивування калустної тканини

Лабораторні ферментери. Це комплекси приладів і апаратів для масового суспензійного або глибинного культивування клітинних . У лабораторній практиці ферментери застосовуються для ведення науково-дослідних робіт або відпрацювання технології масового культивування (пілотні біореактори).

У загальному випадку ферментер складається з культиваційних судини, насосів і сполучних трубопроводів (для подачі живильного середовища, газів, інокуляту та відбору продукту), вимірювальних приладів і регуляторів, керуючих температурою середовища в посудині, її рН, окислювально-відновним потенціалом та іншими параметрами. У лабораторній практиці найбільш часто застосовуються ферментери з ємністю судин від 1 до 20 л, для відпрацювання технологій - від 30 до 400 л. У всіх випадках живильним середовищем заповнюється не більше 75% обсягу судини.

Вирощування проводили в ферментере загальним обсягом 630 л (1Т, ОКБА, Йошкар-Ола) у напівбезперервний режимі. Перемішування і аерацію суспензії здійснювали шляхом барботажа стерильним повітрям при температурі 26 +1 оС. Визначали сиру і суху масу, число клітин і життєздатність культури. Зміст семи тритерпенових глікозидів (Rb1, Rb2, Rc, Rd, Rf, Re, Rg1) визначали методом ВЕРХ.

Було проведено три послідовних циклу вирощування, загальний час кукси-вірування склало 55 діб. Перший цикл вирощування (14 діб) здійснювали з використанням сахарози, виробництва MERK (25г / л); другий і третій (по 21 діб) сахарози марки MERK + цукру-рафінаду (1,25 г / л +1,25 г / л).

При аналізі ростових характеристик культури, найбільше накопичення біомаси склало 9,48 г / л (суха вага) наприкінці першого субкультивування, яке проводили з використанням сахарози високого ступеня очищення. Питома швидкість росту в експоненціальної фазі (μ) склала 0,16 сут.-1. У варіантах з використанням сахарози харчового і хімічного очищення максимальне накопичення біомаси склало приблизно 7 г / л по сухому вазі. Максимальна питома швидкість росту склала 0,10 сут-1. Загальна кількість гінзенозидів в біомасі також мало істотні відмінності: в кінці першого циклу вирощування воно склало 2,17% до сухої маси клітин, при додаванні в живильне середовище сахарози харчової ступеня очищення, вміст гінзенозидів знизилося до 1,18 % до кінця другого циклу вирощування і 0,74 \% до кінця третього.

Частини ферментерів, що контактують з живильним середовищем (судини, з'єднувальні трубопроводи, насоси та ін), виготовляються з біологічно пасивних, хімічно стійких матеріалів, що дозволяють виробляти стерилізацію насиченим водяною парою (якісна нержавіюча сталь, фторопласт, боросилікатне скло, силіконова гума).

Більшість перемішувальних і аеруючих культур під час росту утворюють досить багато піни. Утворення на поверхні середовища культивування шару з бульбашок пов'язано з наявністю в середовищі поверхнево-активних речовин (ПАР), до числа яких відносяться продукти розпаду жирів - мила, а також білки. ПАР включають як полярні іонні, так і неполярні угруповання. Заряджені групи мають спорідненість до водній фазі, а нейтральні виштовхуються в повітряну фазу, де, вбудовуючись в стінки газових бульбашок, збільшують час їхнього життя. Помірне піноутворення сприяє зростанню багатьох рослинних клітин (пінний шар - кисневий коктейль). Особлива увага приділяється боротьбі з надлишковою піноутворенням, якщо не преперешкоджати цьому, піна змочує фільтри для стерилізації повітря, що призводить до контамінації культури сторонньої мікрофлорою, зменшення корисного об'єму біореактора, а також виходу піни назовні. Контроль піноутворення здійснюється шляхом введення в судину спеціального датчика. Для боротьби з надмірною піноутворенням використовується механічне та хімічне піногасіння. При механічному піногасіння лопаті піногасника розміщуються на валу мішалки. При хімічному піногасінні в кришці посудини передбачається спеціальний введення для реагенту гасіння. Хімічні піногасники більш дешеві, їх використовують час від часу при необхідності придушення піноутворення. Однак при додаванні цих речовин може змінюватися склад живильного середовища. Піногасячі речовини рослинного (кукурудзяна, рицинова, соєва, соняшникова олія, олія з насіння бавовнику та інші) і тваринного (свинячий, яловичий, баранячий, китовий та інші жири) походження можуть служити мікроорганізмам джерелом вуглецю та енергії і, отже, стимулювати їх активний розвиток . Однак відомі випадки, коли природні піногасники чинили негативний дію на метаболізм клітини. А такі неметаболізовані піногасники, як силікони, у високій концентрації токсичні. Тому піногасники, які є поверхнево-активними речовинами, слід використовувати тільки в дуже низьких концентраціях і лише після ретельної перевірки. Піногасники додають безпосередньо у середу перед стерилізацією або в ферментер через спеціальний введення. На оптимальної живильному середовищі при сприятливих значеннях рН і температури, за умови подачі необхідної кількості повітря в середу клітин швидко починають рости і розмножуватися, забезпечуючи накопичення біомаси продуцента і біологічно цінних метаболітів в культуральній рідині. Для культивування рослинних клітин в промислових масштабах застосовують ферментери (або ферментатори) - реакційні ємності, в яких за певних умов знаходяться клітини. Основне призначення ферментатора - своєчасно забезпечити клітини необхідними поживними речовинами і киснем (при необхідності) і відвести продукти обміну речовин, створити однорідний склад середовища за умови слабкого потоку культуральної рідини (при безперервному культивуванні). Для підтримки кисневого режиму ферментатор забезпечується пристроєм підведення повітря, для кращого перемішування середовища - мішалками різної конструкції. Для підтримки температури середовища передбачені системи охолодження.[10]

Аератори. Для забезпечення аерації культурального середовища - постачання киснем - використовують повітря, а також повітря, збагачене киснем, рідше - чистий кисень. Процеси, що протікають без доступу кисню (анаеробні), залежать від газоподібних субстратів і вимагають відводу газообразних продуктів життєдіяльності. Аератори - основний приклад функціонуючих систем газопостачання та газовідводу.

Лабораторні струшувачі. Велике значення в оснащенні лабораторії, призначеної для культивування клітин, мають прилади, що забезпечують примусове перемішування поживних середовищ з поміщеними в них клітинними культурами, забезпечуючи кращий газообмін і тим самим підвищуючи ефективність культивування. Більшість моделей струшувачів дозволяє перемішування в одному режимі - обертальному або повернення-но-поступальному. Хоча найбільш сучасні моделі (фірма «1пгогв») є універсальними, тобто працюють в різних режимах перемішування. Ролерні установки - апарати, що дозволяють успішно застосовувати один із загальноприйнятих методів культивування клітин-вирощування їх в циліндричних судинах з боросилікатного скла з невеликою кількістю живильного середовища, що обертаються в горизонтальному положенні зі швидкістю 8 обертів / хв, забезпечуючи постійне перемішування живильного середовища і інтенсивне зростання клітин. Для підвищення ефективності масового культивування установки забезпечені системою, що дає можливість замінювати живильне середовище і видаляти супернатант без зупинки обертання. Для цього судини забезпечуються спеціальними перфузійним пробками, в яких центральна частина обертається незалежно від периферійної. У цю частину пробки вводяться трубки для зміни живильного середовища, видалення супернатанту і введення інокуляту. До складу даної системи також входять перістальтичні насоси і блок автоматики, регулюючий їх роботу.[10]