БІОТЕХНОЛОГІЯ - В. Г. Герасименко - 2006

Частина ІІ. Спеціальні біотехнології

Розділ 7. БІОТЕХНОЛОГІЯ ВИРОБНИЦТВА І ЗАСТОСУВАННЯ ІММОБІЛІЗОВАНИХ ПРЕПАРАТІВ

7.8.ІММОБІЛІЗАЦІЯ КЛІТИН (АДГЕЗІЯ)

7.8.1.Основні методи іммобілізації клітин

Методи іммобілізації клітин мікроорганізмів умовно можна розділити на три типи: фізичні, механічні і хімічні (рис. 7.9), але частота використання їх різна.

Фізичні методи. До них належать адсорбція і агрегація.

Адсорбція є одним із найбільш традиційних способів іммобілізації клітин. Як адсорбенти (носії) можуть використовуватись різні органічні і неорганічні носії — різні природні мінерали (пісок, глини, дерев’яна стружка тощо) і синтетичні матеріали (кераміка, капрон, поліуретан та ін.). Останнім часом особливої уваги заслуговують крупнопористі носії. Однак цей спосіб, маючи низку суттєвих переваг (низька вартість, простота іммобілізації, відсутність дифузних затруднень і екологічність), містить чимало недоліків, які обмежують сферу застосування крупнопористих носіїв. Головна із них — це незначна адгезія мікроорганізмів.

Агрегація. Цей метод полягає у зв’язуванні клітин між собою з утворенням агрегатів. Він рідко використовується в біотехнологічних процесах.

Механічні методи. Методи включення клітин у різні гелі одержали найбільше розповсюдження. Для цього найчастіше використовується поліакриламідний гель, карагенан, альгінатні гелі, а також фотопоперечнозшиті й уретанові полімери. Клітини, включені в поліакриламідний, Са-альгінатний і карагінановий гелі, можуть зберігати життєздатність і за присутності поживного середовища розмножуватись у приповерхневих шарах гелю.

Рис. 7.9. Основні методи іммобілізації клітин

(Н.Г. Рибальський, І.Г. Чапліна, 1990)

Залежно від властивостей носія і характеру процесу використовують носії у вигляді гранул, волокон або мембран.

Мікрокапсулювання є одним з традиційних методів іммобілізації і останнім часом набуває широкого розповсюдження для іммобілізації клітин.

Хімічний метод. Він грунтується на утворенні ковалентних зв’язків з активованим носієм, на поперечній зшивці клітин за рахунок активних груп амінокислот та інших сполук у стінці клітин з біфункціональними реагентами, наприклад глутаровим альдегідом.

Хімічні методи іммобілізації клітин не знайшли такого широкого розповсюдження, як для іммобілізації ферментів та інших біологічно активних речовин. Це пов’язано, в першу чергу,

з токсичною дією на клітини різних біфункціональних реагентів, хоча останнім часом з’явились різні методи, які зменшують токсичну дію реагентів, що дає можливість підвищити життєдіяльність клітин.

В останні роки запропонований абсолютно новий спосіб проведення ферментативних реакцій як для вільних, так і для іммобілізованих клітин — двофазові водно-органічні системи. Клітини при цьому локалізовані у водній фазі і меншою мірою зазнають впливу органічного розчинника, який не змішується з водою.

Японські дослідники розробили спосіб іммобілізації клітин у фоточутливі полімери. Іммобілізовані таким чином клітини є особливо прийнятними для використання двофазових систем і перетворення стероїдних сполук. Однак цей метод не підходить для живих клітин, але дає гарні результати при проведенні од- ностадійних реакцій.