Metilen mavisi anaerob şərait və oksigen indikatoru kimi: rəng dəyişikliyi nəyi sübut edir

Laboratoriya texniki anaerob bankanı hermetik bağlayır, qapaqdan metilen mavisi indikator zolağına baxır və görmək istədiyini görür. Zolaq mavidən ağa çevrilib. O, prosesi anaerob kimi qeydə alır və işinə davam edir. İki gün sonra bir Petri kasasında heç bir artım olmur, eyni bankanın içindəki hermetik bağlı bulyon sınaq şüşəsində isə oksigenə məruz qalma əlamətləri görünür. Zolaq həqiqəti göstərirdi. Texnik ona yanlış sual vermişdi.

Qarışıqlıq anlayışların qarışdırılmasından yaranır. Metilen mavisi anaerob indikatoru redoks anlayışına əsaslanır; o, nə sterillik, nə də bütün sistemin validasiyası anlayışına əsaslanır. Bu fərq aydın olduqda zolaq dar bir vəzifəni yerinə yetirən dəqiq və dürüst alətə çevrilir.

Anlayış: dönər redoks cütü

Həll olmuş metilen mavisi iki vəziyyətdə mövcuddur. Oksidləşmiş forma tanış mavi kationdur. Leykometilen mavisi adlanan reduksiya olunmuş forma isə rəngsizdir. Neytrala yaxın pH-da sadələşdirilmiş yarımreaksiyada bir mavi kation, bir proton və iki elektron birləşərək bir rəngsiz leyko molekulu əmələ gətirir. pH 7-də standart hidrogen elektroduna nəzərən formal potensial təxminən müsbət 11 millivolt təşkil edir. Bu, bir çox reduksiyaedici sistemin çata bildiyi və oksigenin reaksiyanı əks istiqamətə çevirə bildiyi diapazondur.

Reduksiya üçün aşağı yerli redoks potensialı lazımdır. Təkcə oksigeni uzaqlaşdırmaq həmişə kifayət etmir. Anaerob şəraitə dair erkən tədqiqatlarda reduksiyaedici maddə olmadıqda metilen mavisinin sadə, oksigensiz suda rəngini saxladığı müəyyən edilmişdi. Təxminən 0.01 faiz boya olan dekstroza bulyonu qarışıqları 37 C-də asanlıqla rəngsizləşirdi, eyni qarışıq 4 C-də saxlandıqda isə bir gün ərzində mavi qalırdı. Bu nəticələr təzə toxuma və anaerob kultivasiya şəraiti üzrə təcrübələrdə bildirilmişdi. Temperatur, pH, qlükoza, askorbat, tioqlikolat və mikrobların reduksiyaedici fəaliyyəti elektronların əlçatan olub-olmadığını müəyyən edir.

Yenidən oksidləşmə üçün yalnız oksigen lazımdır. Hava leyko formaya çatdıqda o, yenidən mavi formaya çevrilir. Müasir hazırlanmış indikatorlar məhz bu dövrdən istifadə edir: boya, reduksiyaedici maddə və sabitləşdirici matris birləşdirilir; oksigen az olduqda rəngsiz olur, havaya məruz qaldıqda isə yenidən maviyə çevrilir. Bu, boya, reduksiyaedici maddə, səthi-aktiv maddə və gil əsasında hazırlanmış hibrid metilen mavisi oksigen indikatorunda nümayiş etdirilib. Həmin prototipdə pH 11-də 0.01 millimolyar boya və 2.0 millimolyar askorbat və ya qlükoza istifadə edilmişdi. Oksigenin həcm payı təxminən 0.5 faiz olduqda indikator rəngsizləşir, sınaq kamerasında isə 0.1 faizdən aşağı və 0.5 faizdən yuxarı oksigen səviyyələrini ayırd edirdi.

Beləliklə, işləmə prinsipi sadədir. Mavi rəng indikator zonasının oksidləşmiş olduğunu göstərir. Rəngsizlik isə indikator zonasında reduksiyaedici, az oksigenli şəraitin yarandığını göstərir. Dəyişiklik dönər, yerli və kimyəvi xarakter daşıyır. Öz-özlüyündə mikroblar haqqında heç nə demir.

Anaerob bankada metilen mavisi indikator zolağı necə işləyir

Anaerob banka üçün metilen mavisi indikator zolağı bankanın qaz mühitində, qabı açmadan görünə bilən yerdə yerləşdirilmiş kiçik reaksiya zonasıdır. Kommersiya formatları fərqlənir: kağız zolaqlar, quruluş hazırlanarkən həll edilən və ya isladılan tabletlər və daha yeni hibrid kağızlar. Bəzilərində reaksiya zonasını aktivləşdirmək üçün bir damcı distillə edilmiş su tələb olunur. Digərləri quru formatlı vasitələrdir və quru qalmalıdır. Konkret məhsulun təlimatı əsas götürülməlidir, çünki nəmləndirmə, yerləşdirmə və göstəricinin oxunma vaxtı kimyəvi prosesin bir hissəsidir.

Praktikada nəzərdə tutulan göstərici iki vəziyyətdən biridir. Mavi rəng zolağın yerləşdiyi nöqtədə oksigenin və ya kifayət qədər reduksiyaedici olmayan şəraitin qaldığını göstərir. Ağ və ya rəngsiz vəziyyət isə zolağın yerləşdiyi nöqtədə anaerob redoks şəraitinin yarandığını göstərir. Bəzi kommersiya kağızlarına qırmızı fon piqmenti əlavə edilir, buna görə reduksiya olunmuş son vəziyyət ağ deyil, çəhrayı görünür. Qiymətləndirmədən əvvəl məhsulunuz üçün hansı son vəziyyətin nəzərdə tutulduğunu bilin.

Vaxt sistemdən asılı olaraq dəyişir. GasPak tipli bir quruluşda rəng təxminən bir saat ərzində solmağa başlamış və bir neçə saat ərzində tam itmişdi. Otaq temperaturunda aparılmış nəzarətli müqayisədə isə metilen mavisi üçün altı saatdan çox vaxt lazım olmuşdu. Həmin tədqiqatda qidalı mühitin redoks potensialı 60–100 dəqiqə ərzində, boyanın rəng dəyişikliyi tamamlanmazdan xeyli əvvəl, təxminən mənfi 100 millivolta çatmışdı. Zolaq tam rəngsizləşəndə isə potensial mənfi 200 millivoltdan xeyli aşağı idi. İndikator qaz mühitindəki dəyişiklikdən geri qalır. Birinci saatda mavi zolaq uğursuzluğu sübut etmir, altıncı saatda ağ zolaq isə zolağın məhz altıncı saatdakı vəziyyətini göstərir.

Eyni səbəbdən yerləşdirmə də vacibdir. Zolağı qaz boşluğunda, qapaqdan görünən yerdə, aqar səthlərindən və kultura mühitlərindən uzaqda saxlayın. O, bilavasitə ətrafındakı şəraiti göstərir. Zolağı soyuq divara sıx yerləşdirsəniz, Petri kasalarının altında qoysanız və ya kondensatla islanmasına imkan versəniz, bankanın deyil, həmin mikromühitin vəziyyətini göstərəcək.

Zolaq nəyi göstərir, nəyi göstərmir

Anaerob bankanın metilen mavisi indikatorunu bir yerdə yerləşən bir sensor kimi düşünün. O, öz reaksiya zonasında yerli redoks və oksigen şəraitini müəyyən edir; qarışma və tarazlaşma kifayət qədərdirsə, bu göstərici ümumən qaz boşluğunu təmsil edir. Bundan kənar hər şey nəticə çıxarmaqdır və belə nəticələr ayrıca sübut tələb edir.

Rəngsiz zolaq sterilliyi təsdiqləmir. Sterillik canlı orqanizmlərin olmamasıdır və validasiya edilmiş sterilizasiya və kultura validasiyası üzrə nəzarət nümunələri ilə sübut olunur. Banka tam anaerob olub yenə də çirklənmiş ola bilər və ya tam steril olub yenə də aerob ola bilər.

O, kultura sisteminin hər hissəsini validasiya etmir. Hermetik bağlı sınaq şüşəsində həll olmuş oksigen, aqarın dərinliyində qalmış oksigen, sıx doldurulmuş bankadakı qradiyentlər və göstərici oxunduqdan sonra yaranan sızma bir zolağın nəzarətindən kənarda qalır. Məkan üzrə aparılan təcrübələrdə eyni qabda yanaşı mavi və rəngsiz zonalar müşahidə edilmişdi; bu zonalarda oksigenin nüfuz etməsi ilə reduksiyaedici fəaliyyət fərqli şəkildə tarazlaşırdı. Bir nöqtə bütün həcmi təsdiqləyə bilməz.

O, anaerob şəraitin fasiləsiz davam etdiyini sübut etmir. Quruluş hazırlanarkən bir dəfə oxunmuş zolaq iyirminci saat haqqında heç nə demir. Anaerob şəraitin keyfiyyətinə dair son tədqiqatlar xəbərdarlıq edir ki, kimyəvi indikatorlar qaz mühitini oxunduqları anda təsvir edir və az miqdarda qalıq oksigenə baxmayaraq qənaətbəxş görünə bilər. Zolağın göstəricisini inkubasiya ilə əlaqələndirən şey son vəziyyətə bir dəfə nəzər salmaq deyil, davamlı və ya nəzarət nöqtələri üzrə sənədləşdirmədir.

Rəng dəyişikliyinin arxasında duran kimya barədə əlavə məlumat üçün metilen mavisinin oksidləşmiş və reduksiya olunmuş vəziyyətlər arasında necə keçdiyinə baxın. Oksigenin nümunələrlə işləməyə daha geniş təsiri barədə mikroskopiya və kultivasiya işlərində oksigenə nəzarət mövzusuna baxın.

Bankanın yanında saxlamaq üçün sxem

Aşağıdakı şəkil məqaləni laboratoriya masasına uyğun bir istinad materialında yığcamlaşdırır. Eyni zolağın üç vəziyyəti, reaksiyanın iki istiqaməti və indikatorun verdiyi sübutla sistemin validasiyası arasındakı sərhəd göstərilir.

Zolağı mavi saxlayan və ya yanlış arxayınlıq yaradan nasazlıqlar

Nasazlıqların əksəriyyəti beş qrupa bölünür. Hər birinin özünəməxsus əlamətləri var.

Sızan banka və ya kisə reaksiya zonasına davamlı oksigen ötürür. Zolaq mavi qalır və ya solduqdan sonra yenidən maviyə çevrilir. Kimyəvi prosesi günahlandırmazdan əvvəl qapağı, kipləşdirici contanı, sıxacları və hermetikləşdirici səthləri yoxlayın.

Tükənmiş və ya düzgün aktivləşdirilməmiş qaz generatoru oksigeni ümumiyyətlə uzaqlaşdırmır. Köhnə, su ilə aktivləşdirilən sistemlərdə təxminən 10–15 dəqiqədə kondensatın yaranmaması və təxminən 20–40 dəqiqədə qapağın isinməməsi həmin sistem üçün erkən xəbərdarlıq əlamətləri idi. Həddindən artıq doldurulmuş bankada tutumu az olan paketciyin istifadəsi də eyni cür uğursuzluğa səbəb olur.

Katalizatorun zəhərlənməsi yalnız köhnə hidrogen və palladium sistemlərinə aiddir; həmin sistemlərdə palladium hidrogenlə oksigenin birləşərək su əmələ gətirməsini təmin edir. Nəm və hidrogen sulfid onu zəiflədir. Bir çox müasir paketciyin tərkibində ümumiyyətlə palladium yoxdur, buna görə bu düzəldici tədbiri aid olmadığı yerdə tətbiq etməyin.

Xarab olmuş və ya düzgün istifadə edilməmiş zolaq nəzərə çarpmadan sıradan çıxır. Saxlanma zamanı boya və reduksiyaedici maddə dönərlik qabiliyyətini itirir. İşıq təsirindən rəngin solmasına və saxlanma zamanı xüsusiyyətlərin itirilməsinə davamlı hibrid formulaların hazırlanmasının səbəblərindən biri budur. Yararlılıq müddəti keçmiş, başlanğıc rəngi anormal olan ehtiyatları, eləcə də quru qalmalı olduğu halda isladılmış və ya isladılmalı olduğu halda quru saxlanmış zolaqları istifadə etməyin.

Qradiyent və ya gecikmə kimyəvi prosesi deyil, göstəricini oxuyan şəxsi yanıldır. Zəif qarışmış qaz boşluğu, həll olmuş oksigeni olan hermetik bağlı sınaq şüşələri və yarımbərk mühitlər öz şəraitini zolağın göstərdiyindən daha uzun müddət saxlayır. Rezazurin zolaqları çəhrayı mərhələdən keçərək rəngsizləşir və çox vaxt daha sürətli kimi təqdim olunur, lakin onların hədd qiymətləri öz formulalarına aiddir və metilen mavisinə şamil edilmir.

Nəzarət nümunələri və tətbiq etməyə dəyər oxuma protokolu

İki ucuz nəzarət nümunəsi yanlış şərhlərin əksəriyyətini aşkar edir. Proseslə yanaşı otaq havasında təzə bir hava nəzarət zolağı saxlayın. İşlək metilen mavisi zolağı orada mavi qalır. Bəzi qablaşdırılmış indikatorlar əvvəlcə solğun olur və açıldıqda maviyə çevrilir; bu da özlüyündə funksional yoxlamadır. Həmçinin vaxtaşırı təzə zolağı əvvəllər validasiya edilmiş anaerob quruluşa yerləşdirin. O, məhsul üçün göstərilən vaxt ərzində validasiya edilmiş reduksiya olunmuş son vəziyyətə çatmalıdır. Nəzarət nümunələrindən hər hansı biri gözlənildiyi kimi davranmırsa, bankanın göstəricilərinə etibar etməzdən əvvəl partiyanı dəyişdirin.

Oxuma protokolu mexanizmdən irəli gəlir. Divarla təmas və islatma barədə məhsul təlimatına əməl edərək zolağı qaz boşluğunda, bankanı açmadan görünən yerdə yerləşdirin. Başlanğıc rəngi, bankanın hermetik bağlandığı vaxtı və məhsul üçün göstərilən nəzarət nöqtəsindəki rəngi qeydə alın. Qab buna imkan verirsə, inkubasiya zamanı müəyyən edilmiş nəzarət nöqtələrində indikatorun reduksiya olunmuş vəziyyətdə qaldığını qeydə alın. Açmazdan dərhal əvvəl son rəngi qeyd edin. Açılmadan əvvəlki bu rəng həmin prosesin son göstəricisidir. Açıldıqdan sonra yenidən maviyə çevrilməsini gözləyin və bunun əvvəlki qeydləri dəyişməsinə imkan verməyin.

Zolaq göstərilən vaxt keçdikdən sonra da mavi qalırsa, anaerob şəraiti təsdiqlənməmiş hesab edin. Yoxlamaları ardıcıllıqla aparın: hermetiklik, paketciyi, varsa katalizatoru, indikatorun nəmləndirilməsini və yararlılıq müddətini, sonra isə hava nəzarət nümunəsi ilə müqayisədə indikatorun işləməsini yoxlayın. Yalnız qaz mühiti təsdiqləndikdən sonra tətbiqə uyğun anaerob kultivasiya quruluşundan və mikroorqanizm nəzarət nümunələrindən istifadə edərək artımın olmasını və ya olmamasını şərh edin.

Zolaq öz sahəsində son sözü deməyə layiqdir. Mavi və ya rəngsiz olmasından asılı olmayaraq, bir anda bir yer haqqında bir suala cavab verir. Yanında nəzarət nümunələri olmaqla, həmin sualı müəyyən edilmiş vaxtda verin və o, etibarlı cavab verəcək. Ondan sterillik, hər sınaq şüşəsi və ya bircə baxışla bütün inkubasiya haqqında cavab istəsəniz, heç bir indikator kimyası bu şərhi xilas edə bilməz.