«Адгезия», «адсорбция», «иммобилизация» терминдерінің айырмашылығын түсіндіріңіз және «иммобилиздеу»түсінігінің ресми түрінде пайда болуын қарастырыңыз.
Иммобилизация (immobilize) – таңып тастау, орнықтыру, қозғалысын шектеу, байланыстыру деген мағыналарды білдіреді. Иммобилизденген микроорганизмдердің бос клеткалардан бірқатар артықшылықтарына байланысты олар биотехнологиялық процестерде жиі қолданылады.
Табиғатта көптеген микроорганизмдер бекінген жағдайда кездеседі: шырышқа батқан микроколония немесе тығыз субстратта буылтық түзеп биоқабыршақ құрайды.
Адгезия – бекінудің биологиялық жағын қарастырады.
Адсорбция (абсорбция) - бекінудің физика-химиялық жағын қарастырады.
Адгезия - клетка қабықшасынын құрамы және құрылымен байланысты. Клетка қабықшасының бетіндегі функционалды топтар дақылданған қоректік орта және микроб ерекшіліктерімен анықталынады. Бекінген микроорганизмдер клеткалары температура, рН, қысым, ортаның құрамының өзгерулеріне тұрақты, төзімділігін клетка қабығы қамтамасыз етеді. Яғни олар күрделі “Quorum Sensing» - QS–топтасқан клеткаларда пайда болатын эффектісі ие.
Иммобилизденген биообъектілердің пайдалану тиімділігін дәлелденіз.
Иммобилизденген клеткалардың артықшылығы:
• жұмыс өнімділігінің жоғарлауына байланысты процестердің арзандауы,
• көп сатылы процестердің жүзеге асуы,
• клеткалардың ішіндегі ферменттердің конформациялық тұрақтылығы , ферменттердің жоғары активтілігі.
• Иммобилизденген клеткаларды белсендіруге мүмкіндік болады: иммобилизденген клеткалар негізіндегі биокатализаторлардың белсенділігін клеткалардың өсу фазасын таңдау арқылы жоғарлатуға болады. Сонымен, иммобилизденген клеткаларды бағалы өнімдерді алудың барлық биотехнологиялық процестерде қолдануға болады.
Биообъектілердің иммобилиздеуінің негізгі әдістерін атап көрсетіңіз.
Aдсoрбциялық иммобилдеу қaрaпaйым әдiс. Физикaлық aдсoрбция кезiнде бөлшектер тaбиғaты бoйыншa Вaн-дер-Вaaльс күшiнiң (дипoль-дипoльды), сутектiк, иoндық бaйлaныстaрдың әсерiнен тасмалдаушы бетінде ұстaлып қaлaды. Иммобилдеудің адсoрбция әдісі клеткалардың бір-бірімен қосылу, жабысу мүмкіндігі немесе сәйкес беткейлерде адсорбциялану қабілетіне негізделген. Клеткалардың тасымалдаушыға бекіну дәрежесі адсорбенттің химиялық табиғатына тәуелді, оның пішініне клеткалық беткейлердің сипатына және иммобилизация процедурасын жүргізу жағдайының сипаттамасына байланысты.
Микроорганизм клеткаларының физикалық иммобилизденуіне –адсорбциялау және агрегациялау процесстері жатады. Адсорбент ретінде әр түрлі органикалық және неорганикалық тасушылар қолданылуы мүмкін – әр түрлі полимерлер, керамика, құм. Қазіргі кездегі кезеңде полимерлі химияның дамуы тұрақты модифицирлеуге немесе мақсатты бағытта ұсақ саңылаулы сорбентті белгілі өткізгіштігімен, гидрофильділігімен және жоғары химиялық тұрақтылығымен ерекшеленетін жоғары қабаттарда арнайы функциялық топтарды таңдау термикалық стерилизация жасау үшін жеткілікті.
Физикалық әдістер: Адсорбциялық әдістер
1. Саңылаулы тасымалдаушыда (1) немесе тасымалдаушының бетінде (2) клетка бекінуі
2. Агрегациялау - тaсымaлдaушының рөлiн клеткaлaрдың өзi oрындaйды, микрooргaнизмдердiң бір-біріне бекініп aглoмерaттaр (флокулалар) түзеді (3)
Тасымалдаушының бекінген беті немесе беттік бөлігі сыртқы ортамен (сұйық немесе газтәрізді) еркін ауысады «жуылады»; микроорганизмнің тіршілігіне қажетті қорек тұтынуы және метаболиттердің бөлінуі биологиялық факторлармен анықталынады, қолданылатын нақты штамның функциональдық мүмкіндіктеріне байланысты. Берілген нұсқада иммобилизация үшін тасымалдаушы ретінде әртүрлі адсорбенттер пайдаланылады.