Тема: Биотехнологическая лаборатория

  • Вид работы: Реферат
  • Предмет: Культура клеток и тканей
  • Формат файла: MS Word

скачать реферат

Содержание

Введение

  1. Зарождение
  2. Как создать лабораторию
  3. Биотехнологическая лаборатория
  4. Оборудование технологической лаборатории и правила работы с ним
  5. Лаборатория биотехнологии - лаборатория будущего
  6. Принципы технического оснащения биопроизводств

Заключение

Литература

Введение

В результате многогранного разнообразия биологической роли микро- и макроорганизмов, а также разнообразия взаимоотношений между ними, нередко возникают непредвиденные, а порой и необъяснимые ситуации, способствующие изменению уже устоявшихся экологических параметров, биоценозов, экосистем, биоритмов, связей между объектами и субъектами живой и неживой природы.

Для того, чтобы познать все многообразие возможностей микроорганизмов, обитающих в окружающей нас природе или поселившихся в растительных и животных организмах (в том числе и в организме человека) и их специфической роли в той или иной экологической нише, необходимо очень скрупулезно их изучать.

Для этого необходимо наряду с другими исследованиями проводить лабораторные микробиологические исследования в специальных лабораториях с соблюдением всех правил работы в микробиологических лабораториях.

Любые лабораторные микробиологические исследования необходимо проводить, соблюдая все правила предосторожности помня о том, что любой изучаемый объект может таить в себе угрозу для здоровья человека, угрозу экологическому равновесию. Поэтому необходимо работать так, чтобы не навредить не только себе, но и не навредить изучаемому объекту – не обсеменить его какими – либо микробами из окружающей среды.

1. Зарождение

Лаборатория — место, где теория встречается с практикой

В стародавние времена,  когда всякие алхимики и ученые ещё не были организованы (или были, но не так, как надо), для подтверждения своих озарений они занимались всякими так называемыми «опытами» и «экспериментами. Опыты эти проводились обычно в жилище экспериментирующих нердов к вящей радости соседей. Но поскольку они часто требовали специфических условий, а то и вовсе были небезопасны для окружающих, экспериментаторы стали быстро осознавать (если выживали) необходимость наличия специально обустроенных, обособленных мест для опытов. Так и зародились первые лаборатории.

2 Как создать лабораторию

В соответствии с приказом Министерства образования и науки РФ от 27 февраля 2009 г., на базе образовательных учреждений высшего профессионального образования могут создаваться специальные лаборатории, осуществляющие научную или научно-техническую деятельность. Порядок создания и функционирования подобных лабораторий регламентирован соответствующими положениями.

Инструкция

1 Лаборатория представляет собой структурное подразделение научной организации и осуществляет научную (научно-техническую) деятельность на базе высшего учебного заведения. При этом лаборатория не наделяется правами и обязанностями юридического лица. Деятельность лаборатории регламентируется принятыми вузом организационными и правовыми формами научной организации.

2 Основанием для создания лаборатории служит устав научной организации и соответствующий договор о создании лаборатории. Договор заключается между научной организацией и вузом.

3 Цель создания лаборатории – деятельность в сфере науки и научно-технического творчества в рамках тематики исследований учебного заведения и научной организации. Осуществление такой деятельности должно также соответствовать образовательным программам вуза.

4 Правовая основа деятельности лаборатории закреплена в Федеральном законе «О науке и государственной научно-технической политике» и прочих законах, нормативных и правовых актах Правительства РФ. Конкретные особенности функционирования лаборатории указываются в уставе научной организации, положении о лаборатории.

5 Положение о лаборатории утверждается в порядке, предусмотренном уставом организации. Оно содержит указания на цели создания, виды деятельности, структуру и порядок управления, кадровую политику, финансовое обеспечение деятельности лаборатории.

6 Управляет деятельностью лаборатории научная организация (при участии учебного заведения) в соответствии с договором и другими актами. Научная организация также осуществляет подбор и расстановку кадров лаборатории.

7 Высшее учебное заведение предоставляет своим студентам, аспирантам и докторантам возможность участвовать в деятельности лаборатории постольку, поскольку это предусмотрено планами работ лаборатории и договором о создании лаборатории.

 3. Биотехнологическая лаборатория

Обычно лаборатория биотехнологии состоит минимум из 3-х помещений. Это бокс, где ведутся стерильные работы; комната для приготовления питательных сред, хранения химикатов, оборудования и прочих вспомогательных мелочей; автоклавная. Вынесение автоклавов в отдельную комнату продиктовано требованиями безопасности, поскольку процесс стерилизации идет под давлением и в случае неисправности прибора могут случиться жертвы и разрушения.  Впрочем, технический прогресс не стоит на месте и современные модели автоклавов более надежны и безопасны, с ними могут работать и необученные специально люди, а отдельных комнат не требуется. Стерильные работы можно проводить в специальном помещении - микробиологическом боксе или же использовать ламинар-боксы. В любом случае полы и стены комнаты, где ведутся стерильные работы, должны быть моющимися (в идеале - кафельные) и не содержать материалы -"пылесборники". Помещение, где ведутся работы с культурами тканей необходимо периодически стерилизовать ультрафиолетовыми лампами (кварцевать), поэтому наличие любой растительности там исключено. Для работы с культурами животных клеток требования к стерильности должны быть более жесткими по сравнению растительными культурами, поскольку вероятность контаминации выше. Не рекомендуется в одних и тех же боксах вести работы с микробиологическими объектами и культурами клеток. Микроорганизмы более устойчивы к внешним факторам, и простерилизовать после работы с ними помещение гораздо труднее, особенно это касается работ с грибами. Все изложенное выше касается работ с непатогенным материалом. Уровни защиты при работе с патогенным материалом иные, и они требуют большей безопасности. 

 4. Оборудование технологической лаборатории и правила работы с ним

Для организации биотехнологической лаборатории необходимы просторные изолированные помещения, а также современное оборудование и высококачественные реактивы. Для удобства проведения дезинфекции полы стены и потолок в помещениях должны иметь водостойкое и ультрофиолетоустойчивое покрытие. Оборудование моечного помещения: мойки с горячей и холодной водой; дистиллированная вода; дистилляторы и бидистилляторы; сушильные шкафы с режимом работы для сушки посуды – до 100-130оС, для инструментов – до 170оС; шкафы для хранения чистой посуды и инструментов, емкости для хранения моющих средств, вытяжные шкафы с эксикаторами для хромпика (H2SO4 98 % + K2CrO7).  Оборудование помещения для приготовления питательных сред: лабораторные столы; холодильники для хранения маточных растворов солей, гормонов и витаминов; аналитические и торсионные весы; иономер; магнитные мешалки; плитки, газовые горелки; набор посуды (колбы, стаканы, мерные цилиндры, мензурки, пробирки и др.), необходимый набор химических реактивов надлежащей степени чистоты (ХЧ, Ч, ЧДА). Оборудование помещения для стерилизации: автоклавы с режимом работы – давление 1-2 атмосферы и температура 120оС; стеллажи для штативов с питательными средами; шкафы для хранения стерильных материалов. Данное помещение должно быть оборудовано приточно-вытяжной вентиляцией и иметь канализационный слив для отвода конденсата из автоклава. Оборудование помещения для инокуляции растительных эксплантов на питательные среды: ламинар-боксы, лабораторные столы, стеллажи, бактерицидные лампы, шкафы для материалов и оборудования. Оборудование культуральных помещений: световое отделение – источники освещения со спектром близким к спектру дневного света (от 3 до 10 kLx), кондиционер для регуляции температуры (25±2оС) и влажности воздуха (70 %), стеллажи для штативов с культивируемым материалом; темновое отделение – с тем же оборудованием, исключая источники освещения. Для культивирования эксплантов на питательной среде желательно использовать термостаты или хладотермостаты, способные с высокой точностью поддерживать задаваемые режимы температуры и влажности воздуха. Необходимый набор посуды, инструментов и материалов в биотехнологической лаборатории: мерные колбы, колбы Эрленмейера, химические стаканы, мерные цилиндры, чашки Петри, пробирки, бутылки, пипетки, стеклянные палочки, стеклянные и мембранные фильтры, ланцеты (в том числе глазные, хирургические, анатомические), ножницы, пинцеты, ножи, бритвенные лезвия, препарировальные иглы, шпатели, бумага (оберточная, пергаментная, фильтровальная), фольга алюминиевая, вата, марля, шпагат.

Особенности работы в условиях стерильной лаборатории

При работе в стерильном помещении лаборатории все сотрудники бактериологической лаборатории обязаны соблюдать следующие правила работы, которые обеспечивают стерильность в работе и предупреждают возможность возникновения внутри лаборатоных заражений1. Все лица, находящиеся в лаборатории, должны быть в халатах, сменной обуви (либо бахилах), белой шапочке или косынке. 2. В помещении запрещается прием пищи и курение, хранение продуктов питания.3. Нельзя вносить в лабораторию посторонние вещи.4. Запрещается выходить за пределы лаборатории в халатах или надевать верхнее платье на халат.5. Каждый работник должен пользоваться только своим рабочим местом.6. Все операции должны производиться с соблюдением правил стерильности: все стерильные работы проводят вблизи пламени горелки, переливание зараженных жидкостей производят над лотком с дезинфицирующим раствором и т. п.7. Нужно строго следить за чистотой рук: по окончании работы с заразным материалом их дезинфицируют. Рабочее место в конце дня приводят в порядок и тщательно дезинфицируют.8. Весь инвентарь, находившийся в контакте с заразным материалом, подлежит стерилизации или уничтожению.Биотехнологическую лабораторию необходимо содержать в чистоте. Следует регулярно проводить гигиеническую уборку помещений лаборатории. Обеспечить полную стерильность лаборатории очень трудно и это не всегда необходимо, но значительно снизить количество микроорганизмов в воздухе и на различных поверхностях в лабораторных помещениях возможно. Это достигается путём применения на практике методов дезинфекции, то есть уничтожения возбудителей инфекционных болезней на объектах внешней среды.Для культивирования стерильных проростков необходимо использовать ламинар-боксы, обеспечивающие посадку эксплантов на питательную среду без заражения микроорганизмами. Все поверхности ламинара обрабатываются 96 % спиртом, простерилизованные инструменты, материалы, растительный материал помещают на стол ламинара и включают УФ-излучение. Через 20 минут выключают УФ и включают биофильтры. Для работы в ламинар-боксе надевают стерильный халат и шапочку, руки обрабатываю 96 % спиртом. Пинцеты, скальпели и препарировальные иглы помещают в стакан с 96 % спиртом. Перед каждой манипуляцией инструменты обжигают на пламени спиртовки. В случае нарушения стерильности на средах хорошо развиваются микроорганизмы (грибы, бактерии), нарушающие состав среды и подавляющие рост растительных эксплантов. Посуду, халаты, вату, бумагу, дистиллированную воду, питательные среды стерилизуют в автоклавах под давлением пара 1-2 атмосферы и температурой 120оС в течении 20-60 мин, в зависимости от объёма стерилизуемого материала. Колбы, штативы со средой, вату, бумагу, халаты перед автоклавированием заворачивают в целлофановую бумагу, либо помещают в биксы.Металлические инструменты автоклавировать нельзя, так как под действием пара образуется ржавчина. Поэтому их стерилизуют сухим жаром в термостатах с температурой 170-250оС в течении 1-2 часов.

 5. Лаборатория биотехнологии - лаборатория будущего

Одним из направлений биотехнологии растений является разработка и внедрение технологийклонального микроразмножения в производство - получение в условиях in vitro (в пробирках, в стерильных условиях) генетически идентичных растений путем вегетативного размножения. Этот метод имеет некоторые преимущества перед традиционными методами размножения: освобождение растений от вирусов, грибковых и бактериальных инфекций, высокий коэффициент размножения, возможность проведения работ в течение всего года и экономия площадей, необходимых для выращивания маточного посадочного материала.

В 2005 году в Волгоградском региональном ботаническом саду была создана лаборатория биотехнологии, которая состоит из нескольких отделов: 1. Комната для приготовления питательных сред, хранения химикатов и малогабаритного оборудования;

Автоклавная, вынесение автоклавов в отдельную комнату продиктовано требованиями безопасности, поскольку процесс стерилизации идет под давлением; 3. Комната, содержащая ламинарные боксы, где обеспечиваются стерильные условия работы с культурами клеток и тканей растений; 4. «Культуральная» комната, в которой создаются специальные условия для выращивания растений в стерильной культуре – 16 часовой фотопериод, влажность воздуха ни менее 70%, температура 22-24°С.

Выращивание изолированных клеток, тканей, органов, растений-регенерантов, используемых в биотехнологии, проводят в условиях полной асептики, т.е. стерильно. Особое внимание следует обратить на чистоту посуды, предназначенной для приготовления питательных сред и их компонентов; на подготовку объектов к пересадке, пассированию и культивированию.

6. Принципы технического оснащения биопроизводств

В большинстве случаев биотехнологические процессы рассчитаны на использование живых клеток и тканей различного происхождения, и даже в инженерной энзимологии применение молекул ферментов сопряжено с рядом ограничений, присущих живым клеткам или тканям. К их числу относят поддержание оптимальных температуры (достаточно низкой), рН, стерильности, концентрации растворенного кислорода (в случаях эксплуатации биообъектов - аэрофилов). Микробные клетки, за редким исключением (например, микоплазмы), и клетки растений имеют клеточную стенку, которой не обладают клетки животных организмов; вирусы как организованные частицы реплицируются и паразитируют на живых культурах клеток или в тканях, поэтому отмеченные выше ограничения относятся больше к этим последним, а не к вирусным частицам. Наличие клеточной стенки у биообъекта заведомо обеспечивает ему более высокую устойчивость в различных условиях существования, чем биообъектам, лишенным клеточной стенки. Даже при большой густоте, например, бактерий, они активно размножаются, если им обеспечиваются достаточные пищевые потребности.

Таким образом, особенности биообъектов обусловливают следующие принципы технического оснащения биопроизводств:

конструкционное совершенство и относительная универсальность биореакторов;

инертность, или коррозионная стойкость материалов биореакторов и другого технологического оборудования, вмещающих биообъект или контактирующих с ним или продуктами его метаболизма;

эксплуатационная надежность технологического оборудования;

доступность, эстетичность и легкость обслуживания, замены, смазки, чистки, обработки антисептиками или дезинфектантами узлов и соответствующих частей оборудования.

Согласно первому принципу желательно конструировать такие биореакторы, которые можно использовать для реализации биотехнологических процессов, основанных на использовании разных биообъектов (бактерий, грибов, клеток растений и млекопитающих). Под совершенством и относительной универсальностью следует понимать возможность создания оптимальных условий культивирования разных биообъектов в одном и том же биореакторе с автоматическим регулированием заданных параметров.

Второй принцип технического оснащения касается инертности материалов, используемых для изготовления биореакторов и другого технологического оборудования. Это означает, что в процессе культивирования биообъекта как будто не будет происходить его взаимодействия (равно как и продуктов метаболизма) с металлическими и неметаллическими конструкциями, постоянно или временно находящимися в контакте с ним.

Реально при выборе конструкционных материалов ферментаторов необходимо учитывать тот факт, что эти аппараты в процессе работы подвергаются механическим, химическим и физическим (тепловым) воздействиям.

Весьма существенно также влияние на стенки аппарата интенсивных газожидкостных потоков, кавитации, вибрации; содержание в среде абразивных примесей -- частиц масла и муки -- создает дополнительный истирающий эффект.

Для обеспечения стерильности необходима систематическая обработка аппарата моющими средствами и антисептиками (растворами триполифосфата, хлорамина, формалина).

Материалы, идущие на изготовление ферментационного оборудования, должны быть химически стойкими и не подвергаться коррозии в течение длительного времени эксплуатации.

Третий принцип технического оснащения биопроизводств касается эксплуатационной надежности технологического оборудования. Эта надежность обеспечивается соответствием аппаратов, приборов и другого оборудования целевому назначению, в частности, по конструкционному совершенству, полностью обеспечивающему оптимальные условия для протекания технологического процесса и контроля за ним (в том числе, с учетом требований по технике безопасности). Лишь в подобных случаях достигают максимально возможной интенсивности работы оборудования, то есть его производительности, отнесенной к выбранной основной единице, например, количество упаренной воды в расчете на 1 час и на 1 м2 поверхности нагрева: критерием оптимальности работы аппарата выступает себестоимость продукции.

Заключение

Промышленная микробиология - развитая отрасль промышленности, во многом определяющая сегодняшнее лицо биотехнологии. И производство практически любого препарата, сырья или вещества в этой отрасли сейчас так или иначе связано с генетической инженерией. гГетическая инженерия позволяет создавать микроорганизмы - сверхпродуценты того или иного продукта. С ее вмешательством это происходит быстрее и эффективнее, чем путем традиционной селекции и генетики Все эти работы требуют современного технического оснащения. Создание современных технически оснащенных биотехнических лабораторий  - залог успеха  научных разработок в области микробиологии.

Литература

1. Сорокина И.К и др Основы биотехнологии растений. Культура растительных клеток и тканей

2. http://www.kakprosto.ru/kak-31871-kak-sozdat-laboratoriyu#ixzz2lfnNB1kE

3. Широков А.И., Крюков Л.А.ОСНОВЫ БИОТЕХНОЛОГИИ РАСТЕНИЙ учебно-методическое пособиеНижний Новгород     2012

4. Аппаратное оснащение биотехнологического производства

otherreferats.allbest.ru›Производство и технологии›00148652_0.html

5. «Биотехнология проблемы и перспективы» - Егоров Н.С., Москва, «Высшая школа» 1987 г.

Электронный адрес для связи admin@vseobiology.ru

© 2015-2017 https://vseobiology.ru | При использовании материалов сайта - прямая ссылка на vseobiology.ru обязательна.

Заказать курсовую

^ Наверх