Способ определения концентрации суспендированных клеток эллипсоидальных и палочкообразных форм

(51)5 6 01 й 21/4 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЬСТВ К АВТОРСКОМУ СВИД ельскиии едов иоло б О.А. , г 9 б, гтегу31 - 139. оощй соп 1 р - 0 4,1,р параллельн в 5 - 8, которы об осуществл равноудаленныходключены к гене четырехпроводоратору,Спо ют следующим об Исс электро рение о воздейс ют стац оптичес собой и суспенз ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИ И СУСП Е НДИ РО В АН Н ЪХ КЛ ЕТОЭЛЛИПСОИДАЛЬНЫХ И ПАЛОЧКООБРАЗНЫХ ФОРМ Изобретение относится к области определения свойств дисперсных сред, а именно к определению концентрации клеток в суспензии, и может быть использовано в микробиологии,медицине и биотехнологии,Целью изобретения является повышение точности измерений.На чертеже изображена электрооптическая ячейка, используемая для определения электрооптических сигналов, сечение,Ячейка имеет полость 1, заполняемую исследуемой суспензией, корпус 2, оптические окна 3 и 4, электродную систему из(57) Изобретение относится к области определения концентрации клеток в суспензии и может использоваться в микробиологии, медицине, биотехнологии. Цель изобретения - повышение точности измерения концентрации клеток по результатам измерения величины оптической плотности суспензии, Для этого на суспензию клеток последовательно воздействуют перпендикулярным и параллельным направлению светового потока электрическим полем, определяют стационарные значения изменения оптической плотности после выключения электрического поля и рассчитывают среднее значение показателя экспоненты. Концентрацию клеток рассчитывают по среднему значению, показателя экспоненты и отношению стационарных изменений оптической плотности.1 ил 1 табл. ледуемую суспензию помещают в оптическую ячейку, Проводят измептической плотности суспензии без твия электрического поля. Измеряионарные значения 51 и 52 электро- кого сигнала, представляющего риращение оптической плотности ии воздействия на нее электричеВходящая в М 1 константа К включает всебя константы , К 1, К 2, Кз и зависит от длины волны света, относительного коэффициента и преломления клетки. Она рассчитывается 5 аналитически или определяется при условиипостоянства п опытным путем.При расчете величины М 2(р) неизвестный параметр р определяется из соотношения 51/52:10(7) О 1= Г 2(р,о)о = О,О 2 = Г 2(р,о)ц = 90,Аналитические соотношения для опре 20 деления Г 1 и Р 2 клеток эллиптической и палочкообразной форм следующие. Г 1= п(р) - 0,6621+ 1/р(эллипсоидальная форма) Г 1.= п(2 р) - 0,5 (палочкообразная форма); Яз(1) =. ехр (-ОР), (1) йК 1 Е 1(р)/т ( ) где К - константа; Ь - продольный размер клетки; Р 1(р) - функция эксцентриситета клеток 30 где Л - длина волны падающего света; 35 и - коэффициент преломления частицы.П р и м е р 1. Измерение концентрациибактерий различных типов.Клетки Мс,отеоз, Вес, рцщ 3.40 Вас.цоЬ 9, Вас,зцЬ 1 з выращивали на мясопептонном бульоне в течение 4 ч в колбах.После выращивания клетки отделяли откультуральной жидкости методом фильтрации, Осадок ресуспендировали в трис-цит 45 ратный буфер с удельнойэлектропроводностью 10 2 1/Ом М, Оптическая плотность суспензии микроорганизмов, используемой для определенияоптических параметров и концентрации50 (титра) бактерий, равна 0,5 ( Л = 540 нм,=10 мм),Электрооптическую ячейку с суспензией клеток помещали в спектрофотометрСф. Определяли изменение оптической55 плотности суспензии при воздействии нанее перпендикулярного и параллельноговектору светового потока электрическогополя от генератора ГЗ. На самописцерегистрировали форму кривой изменения 6 = К 2 Ь Г 2(р,о),(4) М 1(Я) - Кй(б) окоо поля частоты от 100 кГц до 5 кГц при напряженности 1000-5000 В/м. Значение 51 определяют при коллинеарности вектора электрического поля и направления падения светового потока, а значение 52 - при их перпендикулярности. Напряженность электрического поля в исследуемой суспензии при этих измерениях должна быть неизменной. Выбор направления вектора электрического поля коллинеарно или перпендикулярно световому потоку соответственно достигается при соединении электродов 5 с 7 иб с 8 или 5 сби 7 с 8 при подключении к этим группам электродов клемм генератора гармонического напряжения,Сигнал 5 з(с) представляет собой изменение оптической плотности суспензии при переходе клеток из ориентированного в дезориентированное состояние и зависит от значения коэффициента й вращательной диффузии клеток: Вывод расчетной формулы для нахождения корректирующего коэффициента М основан на определении усредненного сечения рассения клеток 6 по результатам электрооптических измерений с выделени ем сомножителей М и М 2. Соотношение ; для определения концентрации Й клеток по оптической плотности О имеет вид М = Ю/6 - ЮМ ЮМ 1 М 2, (3) где- величина, обратно пропорциональная оптической толщине ячейки,При этом где К 2 - константа;Г 2(р,о) - функция эксцентриситета р и угла ц между направлением падения светового потока и продольной осью клетки.Годстановка соотношений (2) и (4) в (3) позволяет выделить входящие в (3) коэффициенты: М, р) - р"/(- 1" Г 21,5 Л 2 = (О 1-О.)/(О 0-О 2),где Оо = Г 2(р,о) 3 и (о) со,Г 2 = ЧЧ (1 - 2 зп о/о + 2(1 - соз о)/ц,О/ = рз 1-(1 - рр) соз ц),ц = 4 Лг(п - 1)/1/ 1 З1689807 Вид микроооганиэмон Рокаэатели 1 С 1 исця Вас. рщп 111 ь Вас, В 1 оЬт.В 1 Вес. яиЬс 111 я Средний продольнь"й раэмер в микрофотографии) мк З,ВВ Энсцентриситет р;с множитель, К, 10 Б,В 5 2, ,3 3 Г)2 13 4,15 1 О,В 4,3 В Отношение электроопти -чесних сигналоя дляпродольной и поперечной ориентации клетон Э 1 Иг 1,:"5 1 07 1,1 В Расчетная величина многожителя И10 17,3 52,В 4,83 Нонцентрация нлеток И, рассчитанная по огтичесной плотности с 1 ОВ Нонцентрация клеток К.по результатам электоооптических иэмерсн й 7,21 23 В,З оптической плотности после выключения электрического поля. Согласно формуле (1) по форме кривой определяли величину В, Рассчитывали концентрацию микроорганизмов по формулам (2), (4), (5) и (б),Для сравнения концентрацию микроорганизмов определяли с помощью камеры Горяева. Средний продольный размер и эксцентриситет бактериальных клеток определяли по микрофотографиям 500 клеток,Результаты сравнения измерений представлены в таблице,Способ снижает погрешность при измерении концентрации в 5-8 раз, Достоверность измерений подтверждается сравнением с результатами, полученными на камере Горяева.Способ может быть использован при контроле процессов культивирования клеток, для производства биопрепаратов, получения низкомолекулярных метаболитов и биологически активных веществ. Формула изобретенияСпособ определения концентрации суспендированных клеток эллипсоидальных ипалочкообразных форм, заключающийся в5 том, что направляют на суспензию световойпоток, измеряют оптическую плотность суспенэии при воздействии электрического поля, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения точности измерения, на суспен 10 зию последовательно воздействуют перпендикулярным и параллельнымнаправлению светового потока электриче.скими полями и определяют стационарныезначения изменения оптической плотности,15 регистрируют форму кривой изменения оптической плотности после выключения электрического поля и рассчитывают среднеезначение показателя экспоненты, а концентрацию клеток рассчитывают по среднему20 значению показателя экспоненты и отношению стационарных изменений оптическойплотности,1 б 89807 Составитель Л.Закседактор М,Товтин Техред М.Моргентал Коррект арош Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1 каз 3807 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5