Федеральное государственное автономное

образовательное учреждение

высшего образования

«СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Институт фундаментальной биологии и биотехнологии

Базовая кафедра биотехнологии

Курсовая работа

Исследование размольных свойств 3 – гидроксивалерата и

получение микрочастиц различного размера.

Руководитель			С. В. Барановский
Студент

Красноярск 2019

Содержание

1. Литературный обзор 5

1.1. Основные свойства полигидроксиалконатов (ПГА) 5

1.2. Получение полигидроксиалконатов (ПГА) 7

1.2.1 Культивирование 7

1.2.2 Экстракция ПГА 8

2. Материалы и методы 10

2.1. Объект исследования 10

2.2. Оборудование 10

3. Получение полимерных фракций 11

3.1 Однократный размол полимера 11

3.2 Двукратный размол полимера 14

3.3 Шестикратный размол полимера 14

3.4 Десятикратный размол полимера 15

3.5 Двадцатикратный размол полимера 16

4. Анализ результатов 17

5. Выводы 23

6. Список литературы 24

Введение

Актуальность. Одной из самых актуальных научных проблем в сфере сельского хозяйства, на данный момент является потребность в скорейшем снижении количества неконтролируемо используемых пестицидов и гербицидов. Современные технологии ведения сельского хозяйства вынуждают человечество использовать огромное количество химических веществ (пестицидов, гербицидов, фунгицидов). Это позволяет получать большие урожаи и кормить возрастающее население планеты, однако не более 10%, вносимых сельскохозяйственных препаратов выполняет свою прямую функцию: основная же масса этих веществ активно аккумулируется в биосфере, загрязняет почву, грунтовые воды, водоёмы и наносит значительный ущерб естественным экосистемам [8].

На данный момент учёные активно экспериментируют и изменяют препаратную форму сельскохозяйственных препаратов. Имеется потребность в конструировании новых, экологически безопасных, долговременных и высокоспецифичных форм препаратов, с целью повышения эффективности агротехнологии и уменьшения ущерба экосистемам [1-2].

Производство полигидроксиалканоатов (ПГА) исследовалось в течение более восьмидесяти лет, но в последнее время ряд факторов, включая повышение цен на сырую нефть и осведомленность общественности об экологических проблемах, стали заметной движущей силой для расширенных исследований биополимеров. Универсальность ПГА сделала их хорошими кандидатами для изучения их потенциала в различных областях от биомедицинских / медицинских областей до продуктов питания, упаковки, текстиля и бытовых материалов. Несмотря на то, что производственные затраты по-прежнему являются недостатком более широкого использования этих биополимеров, их применение в качестве изделий с низкими объемами и высокой стоимостью становится реальностью. Будущая тенденция состоит в том, чтобы сосредоточиться на разработке более эффективных и экономичных процессов для производства ПГА, выделения, очистки и улучшения свойств материала ПГА [13].

Основой для создания препаратов отвечающим перечисленным выше требованиям, могут стать полигидроксиалконаты (ПГА), синтезируемые бактериями в качестве внутриклеточного запасного вещества в условиях лимитирования роста питательными элементами (азотом, фосфором) и при избыточном содержании источника углерода [9].

Эти полимеры быстро разрушаются в естественных среда (почве, водоёмах, грунтовых водах) под воздействием микроорганизмов до безопасных для экосистем продуктов, а также обеспечивают пролонгированный выход сельскохозяйственных препаратов, находящихся в них. Новые формы препаратов позволят существенно сократить объёмы вносимых в экосистемы препаратов, и поддерживать их длительное высвобождение в окружающую среду.

ПГА обладают рядом преимуществ, что делает их идеальным кандидатом на роль основы в системах доставки сельскохозяйственных препаратов будущего. Они хорошо разрушаются как в аэробных, так и анаэробных условиях, т.е. является полностью биоразлагаемым. На данный момент проводились исследования по применению ПГА в качестве основного компонента систем доставки гербицидов и инсектицидов в виде различных форм (матриксы, плёнки, микрогранулы) [10].

Тема применения композитных материалов с использованием полигидроалканоатов и различными добавками (растительные волокна, древесные опилки, торф, глина) сейчас активно изучается, полученные материалы показывают существенно большую прочность на разрыв и межфазную адгезию по сравнению с чистым ПГА, сохраняя при этом свойства биодеградации [14].

Цель работы: Понимая важность и актуальность проблемы, целью этой работы явилось исследование возможности получения полимерных микрочастиц различных размеров, с целью создания в будущем композитных материалов и матриксов, способных нести в себе различные формы лекарственных и сельскохозяйственных препаратов максимально долго, эффективно и дёшево.

Основными задачами моего исследования были:

1. Изучить влияние количества размолов полимера на итоговое распределение фракций микрочастиц;

2. Проанализировать полученную информацию и определить максимально эффективные методы получения полимерных микрочастиц определенного размера;

3. Определить влияние использования различных факторов при размоле на соотношение получаемых фракций полимерных микрочастиц;

4. Приобрести навыки работы с лабораторным оборудованием и получить достаточное количество микрочастиц различных размеров для дальнейших исследований.