Ученые разработали полезное для почвоведения и экомониторинга устройство, контролирующее популяцию микроорганизмов

В России изобрели и запатентовали установку для измерения роста популяции микроорганизмов. Она проще в использовании, чем зарубежные аналоги, а также препятствует проникновению заражения в микробную культуру. Оценка роста популяции микроорганизмов необходима для анализа их свойств, которые используются при диагностике заболеваний, анализе пищевых продуктов, воды или воздуха, а также с целью изучения процесса утилизации отходов производств. Работа выполнена специалистами подведомственного Минобрнауки России Белгородского государственного национального исследовательского университета (НИУ «БелГУ»).

Сегодня в хозяйственной деятельности и ряде научных отраслей широко применяется метод поверхностного культивирования микробной культуры — когда организмы искусственно выращивают на поверхности питательной среды (субстрата) с целью изучения их свойств. Такой подход помогает в дальнейшем использовать эти свойства в диагностике заболеваний, анализе микрофлоры различных объектов (пищевых продуктов, воды, воздуха), выращивании полезных микроорганизмов (заквасок, продуцентов ферментов и белка), а также утилизации ряда твердых отходов производств.

Однако, чтобы использовать этот метод в биотехнологии, микробиологии, агрохимии, требуется инструмент оценки роста популяции микроорганизмов. В процессе дыхания микроорганизмы выделяют углекислый газ, следовательно, интенсивность его выделения напрямую отражает рост микробной культуры в аэробных (где присутствует кислород) условиях. Информацию о том, как проходит культивирование, может дать измерение объема углекислого газа.

Сегодня при измерении объема углекислого газа используются датчики измерения его концентрации. В том числе и зарубежные, в частности, немецкого производства. Предложенная белгородскими учеными установка отличается тем, что ее можно применять в любой испытательной лаборатории с использованием слабого раствора щелочи и рН метра. Это значительно упрощает проектирование и проведение испытания.

«Известные в настоящее время способы оценки роста микроорганизмов длительны и сложны в исполнении, а также способствуют заражению микробной культуры. Мы предложили альтернативный метод. Разработанное нами устройство контролирует рост микробной культуры при поверхностном культивировании, не требуя отбора культуральной жидкости. Оно просто в использовании и сводит к минимуму риск заражения микробной культуры», — говорит профессор кафедры биотехнологии и микробиологии БелГУ, доктор биологических наук Инна Соляникова.

По словам авторов, разработка позволит получать информацию о культуре микроорганизмов в заданных условиях, что важно в биотехнологическом получении необходимых биологически активных веществ на основе бактерий.

«В устройстве используется исходящий воздух как источник информации о ходе процесса. Все компоненты легко заменяемы и воспроизводимы. Применяемые специальные электроды для определенных газов помогут определить, насколько подобраны условия для жизнедеятельности микроба», — рассказывает аспирант кафедры биотехнологии и микробиологии БелГУ Никита Ляховченко.

Как отмечают разработчики, устройство можно использовать в лабораторной практике, а также на биотехнологических производствах.

«В лаборатории можно использовать содержащийся углекислый газ в выходящем воздухе для нейтрализации щелочного раствора за определенный промежуток времени. Этот параметр можно сравнивать в зависимости от условий выращивания микроорганизмов и определять наиболее подходящие параметры», — рассказывает о работе устройства молодой ученый.

Исследование выполнено при финансовой поддержке Минобрнауки России в рамках научно-образовательного центра мирового уровня «Инновационные решения в АПК». Часть оборудования была закуплена в рамках обновления приборной базы, реализованной по нацпроекту «Наука и университеты».

Напомним, что научно-образовательные центры мирового уровня также созданы в рамках нацпроекта «Наука и университеты».

Ознакомиться с патентом можно по ссылке.