Метилен көгі анаэробты орта мен оттек индикаторы ретінде: түс өзгерісі нені дәлелдейді

Зертханашы анаэробты ыдысты герметикалық жауып, қақпақ арқылы метилен көгі индикаторлық жолағын тексереді де, өзі күткен көріністі көреді. Жолақ көктен ақ түске өзгерген. Ол тәжірибенің анаэробты жағдайда өткенін журналға тіркеп, жұмысын жалғастырады. Екі күннен кейін бір Петри табақшасында ештеңе өспейді, ал сол ыдыстың ішіндегі герметикалық жабылған қоректік сорпасы бар пробиркада оттек әсерінің белгілері байқалады. Жолақ шындықты көрсеткен. Зертханашы одан басқа сұрақтың жауабын күткен.

Бұл шатасудың себебі — ұғымдарды шатастыру. Метилен көгі анаэробты индикаторы стерильділікке де, бүкіл жүйені валидациялауға да емес, тотығу-тотықсыздануға қатысты. Осы айырмашылық айқын болғанда, жолақ міндеті нақты әрі шектеулі, дәл және сенімді құралға айналады.

Негізгі ұғым: қайтымды тотығу-тотықсыздану жұбы

Еріген метилен көгі екі күйде болады. Тотыққан түрі — таныс көк катион. Лейкометилен көгі деп аталатын тотықсызданған түрі түссіз болады. Бейтарапқа жақын pH кезінде оңайлатылған жартылай реакцияда бір көк катион, бір протон және екі электрон қосылып, бір түссіз лейко-молекула түзеді. pH 7 кезінде стандартты сутек электродына қатысты формалды потенциал шамамен плюс 11 милливольт болады. Бұл мән көптеген тотықсыздандыру жүйелері жете алатын, ал оттек кері бағытқа өзгерте алатын аралықта орналасқан.

Тотықсыздану үшін жергілікті тотығу-тотықсыздану потенциалы төмен болуы керек. Тек оттекті алып тастау бұған әрдайым жеткіліксіз. Анаэробты жағдайларға қатысты алғашқы зерттеулерде оттексіз қарапайым суда метилен көгі тотықсыздандырғыш зат болмаса, түсін сақтайтыны анықталған. Сондай-ақ шамамен 0.01 пайыз бояғыш қосылған декстрозалы сорпа қоспалары 37 C кезінде оңай түссізденген, ал 4 C кезінде ұсталған дәл сондай қоспа бір тәулік бойы көк күйінде қалған. Бұл жаңа алынған тіндер мен анаэробты өсіру жағдайларына қатысты тәжірибелерде сипатталған. Температура, pH, глюкоза, аскорбат, тиогликоллат және микроорганизмдердің тотықсыздандыру белсенділігі электрондардың қолжетімді болуын айқындайды.

Қайта тотығуға тек оттек қажет. Ауа лейко-түрге жеткенде, ол қайтадан көк түске айналады. Қазіргі арнайы жасалған индикаторлар дәл осы циклді пайдаланады: бояғыш, тотықсыздандырғыш және тұрақтандырушы матрица оттек аз кезде түссіз болып, ауа әсерінен қайта көгереді. Бұл бояғыш, тотықсыздандырғыш, беттік-белсенді зат және саз негізіндегі гибридті метилен көгі оттек индикаторында көрсетілген. Сол прототипте pH 11 кезінде 0.01 миллимоляр бояғыш пен 2.0 миллимоляр аскорбат немесе глюкоза қолданылған. Ол оттектің көлемдік үлесі шамамен 0.5 пайыз болғанда түссізденіп, сынақ камерасында оттек мөлшері 0.1 пайыздан төмен және 0.5 пайыздан жоғары жағдайларды ажыратқан.

Демек, жұмыс қағидасы қарапайым. Көк түс индикатор аймағының тотыққанын білдіреді. Түссіз күй индикатор аймағында тотықсыздандырушы, оттегі аз жағдай орнағанын білдіреді. Өзгеріс қайтымды, жергілікті және химиялық сипатта болады. Оның өзі микроорганизмдер туралы ештеңе айтпайды.

Анаэробты ыдыстағы метилен көгі индикаторлық жолағы қалай жұмыс істейді

Анаэробты ыдысқа арналған метилен көгі индикаторлық жолағы — ыдысты ашпай-ақ көруге болатын, оның газ кеңістігіне орналастырылған шағын реакциялық аймақ. Коммерциялық өнімдердің пішімдері әртүрлі: қағаз жолақтар, жұмысқа дайындау кезінде ерітілетін немесе суланатын таблеткалар және кейінірек пайда болған гибридті қағаздар. Кейбірінде реакциялық аймақты белсендіру үшін бір тамшы дистилденген су қажет. Басқалары құрғақ күйде қолданылатын құрылғылар, олар құрғақ қалуы тиіс. Нақты өнімнің нұсқаулығын басшылыққа алу керек, өйткені ылғалдандыру, орналастыру және көрсеткішті оқу уақыты химиялық үдерістің бір бөлігі болып табылады.

Іс жүзінде көрсеткіш екі күй бойынша түсіндіріледі. Көк түс жолақ тұрған жерде оттек бар екенін немесе ортаның жеткілікті тотықсыздандырғыш емес екенін білдіреді. Ақ немесе түссіз күй жолақ тұрған жерде анаэробты тотығу-тотықсыздану жағдайлары орнағанын білдіреді. Кейбір коммерциялық қағаздарға қызыл фондық пигмент қосылады, сондықтан олардың тотықсызданған соңғы күйі ақ емес, қызғылт болады. Бағалау алдында өніміңіз үшін қандай соңғы күй көрсетілгенін біліп алыңыз.

Уақыт жүйеге байланысты өзгереді. GasPak үлгісіндегі бір жүйеде түс шамамен бір сағат ішінде бәсеңдей бастап, бірнеше сағатта толық жоғалған, ал бөлме температурасындағы бақыланатын салыстырмалы тәжірибеде метилен көгіне алты сағаттан артық уақыт қажет болған. Сол зерттеуде қоректік ортаның тотығу-тотықсыздану потенциалы 60–100 минут ішінде шамамен минус 100 милливольтке жеткен. Бұл бояғыш түсінің толық өзгеруінен әлдеқайда бұрын болған, ал жолақ толық түссізденген кезде потенциал минус 200 милливольттен едәуір төмен болған. Индикатор газ ортасындағы өзгерістен кеш қалады. Бірінші сағаттағы көк жолақ жүйенің істен шыққанын дәлелдемейді, ал алтыншы сағаттағы ақ жолақ сол алтыншы сағаттағы жолақтың күйін сипаттайды.

Дәл осы себептен орналастыру да маңызды. Жолақты газ кеңістігінде, қақпақ арқылы көрінетіндей етіп, агар беттері мен қоректік орталардан алыс ұстаңыз. Ол тікелей айналасындағы ортаны көрсетеді. Оны суық қабырғаға жапсырып қойсаңыз, табақшалардың астына жасырсаңыз немесе конденсатқа малынса, ол бүкіл ыдыстың емес, сол микроортаның жағдайын көрсетеді.

Жолақ нені көрсетеді және нені көрсетпейді

Анаэробты ыдыстағы метилен көгі индикаторын бір нүктедегі бір сенсор ретінде қарастырыңыз. Ол өзінің реакциялық аймағындағы жергілікті тотығу-тотықсыздану және оттек жағдайларын анықтайды. Араласу мен тепе-теңдікке келу жеткілікті болса, бұл көрсеткіш газ кеңістігінің жалпы жағдайын шамамен бейнелейді. Бұдан тыс тұжырымдардың бәрі — болжам, ал болжамға бөлек дәлел қажет.

Түссіз жолақ стерильділікті растамайды. Стерильділік — тіршілікке қабілетті организмдердің болмауы; ол валидацияланған стерильдеу және дақылдық тексеруді валидациялау бақылаулары арқылы дәлелденеді. Ыдыс толығымен анаэробты болып, сонымен бірге ластанған болуы мүмкін немесе толық стерильді болып, бірақ аэробты күйде қалуы мүмкін.

Жолақ өсіру жүйесінің әрбір бөлігін валидацияламайды. Герметикалық жабылған пробиркадағы еріген оттек, агардың тереңінде қалып қойған оттек, тығыз толтырылған ыдыстағы градиенттер және көрсеткіш оқылғаннан кейін пайда болған саңылау — мұның бәрі бір жолақтың бақылауынан тыс қалады. Кеңістіктік тәжірибелерде бір ыдыстың ішінде қатар орналасқан көк және түссіз аймақтар байқалған: ол жерлерде оттектің енуі мен тотықсыздандыру белсенділігінің арақатынасы әртүрлі болған. Бір нүкте бүкіл көлемнің жағдайын растай алмайды.

Жолақ анаэробты жағдайдың үздіксіз сақталғанын дәлелдемейді. Дайындау кезінде бір рет оқылған жолақ жиырмасыншы сағаттағы жағдай туралы ештеңе айтпайды. Анаэробты жағдайлардың сапасына арналған кейінгі зерттеулер химиялық индикаторлар газ ортасын тек оқылған сәтте сипаттайтынын және аз мөлшерде қалдық оттек болса да, қанағаттанарлық көрінуі мүмкін екенін ескертеді. Жолақ көрсеткішін инкубация барысымен байланыстыратын нәрсе — соңғы күйге бір рет көз жүгірту емес, үздіксіз немесе бақылау нүктелеріндегі тіркеу.

Түс өзгерісінің химиялық негізі туралы қосымша ақпаратты метилен көгінің тотыққан және тотықсызданған күйлер арасында қалай ауысатынынан қараңыз. Оттектің үлгілермен жұмыс істеуге кеңірек әсері туралы микроскопия мен дақыл өсіру жұмыстарындағы оттекті бақылау материалын қараңыз.

Ыдыстың жанында ұстауға арналған сызба

Төмендегі сурет мақала мазмұнын жұмыс үстеліне арналған бір анықтамалыққа жинақтайды. Онда бір жолақтың үш күйі, реакцияның екі бағыты және индикатор дерегі мен жүйені валидациялау арасындағы шекара көрсетілген.

Жолақты көк күйде қалдыратын немесе жалған сенімділік беретін ақаулар

Ақаулардың көбі бес топқа бөлінеді. Әрқайсысының өзіндік белгісі бар.

Герметикалығы бұзылған ыдыс немесе қаптама реакциялық аймаққа оттекті үздіксіз өткізіп тұрады. Жолақ көк күйінде қалады немесе түсі бәсеңдегеннен кейін қайта көгереді. Химиялық үдерісті кінәламас бұрын қақпақты, тығыздағышты, қысқыштарды және тығыздайтын беттерді тексеріңіз.

Қоры таусылған немесе дұрыс белсендірілмеген газ генераторы оттекті жоймайды. Сумен белсендірілетін ескі жүйелерде шамамен 10–15 минутта конденсаттың пайда болмауы және шамамен 20–40 минутта қақпақтың жылынбауы сол жүйеге тән ерте ескерту белгілері болған. Шамадан тыс толтырылған ыдысқа қуаты жеткіліксіз пакет салынса, нәтиже дәл осындай болады.

Катализатордың улануы тек сутек пен палладий қолданылатын ескі жүйелерге қатысты: оларда палладий сутек пен оттектің қосылып, су түзуін қамтамасыз етеді. Ылғал мен күкіртсутек оның белсенділігін төмендетеді. Қазіргі көптеген пакеттерде палладий мүлдем қолданылмайды, сондықтан бұл түзету шарасын қатысы жоқ жүйелерге қолданбаңыз.

Қасиеттері бұзылған немесе дұрыс қолданылмаған жолақ байқатпай істен шығады. Сақтау кезінде бояғыш пен тотықсыздандырғыш қайтымдылығын жоғалтады. Гибридті құрамдардың жарық әсерінен түссізденуге және сақтау кезіндегі қасиет жоғалуына төзімді етіп жасалуының бір себебі — осы. Жарамдылық мерзімі өткен, бастапқы түсі қалыптан тыс өнімдерді, сондай-ақ құрғақ болуы тиіс болса да суланған немесе сулануы қажет болса да құрғақ қалдырылған жолақтарды қолданбаңыз.

Градиент немесе кешігу химиялық үдерісті емес, көрсеткішті оқитын адамды жаңылыстырады. Нашар араласқан газ кеңістігі, еріген оттегі бар герметикалық жабылған пробиркалар және жартылай қатты орталар өз жағдайларын жолақ көрсеткеннен ұзағырақ сақтайды. Резазурин жолақтары қызғылт күй арқылы түссіз күйге өтеді және көбіне жылдамырақ деп ұсынылады, бірақ олардың шекті мәндері өз құрамына тән және метилен көгіне қолданылмайды.

Қолдануға тұрарлық бақылаулар мен көрсеткішті оқу тәртібі

Екі арзан бақылау қате түсіндірулердің көбін анықтайды. Тәжірибемен қатар бөлме ауасында жаңа бақылау жолағын ұстаңыз. Жұмыс істейтін метилен көгі жолағы онда көк болып қалады. Кейбір қапталған индикаторлар бастапқыда бозғылт болып, ашылғанда көгереді; мұның өзі олардың жұмыс қабілетін тексеру болып саналады. Сондай-ақ мезгіл-мезгіл жаңа жолақты бұрын валидацияланған анаэробты жүйеге орналастырыңыз. Ол өнімде көрсетілген уақыт ішінде валидацияланған тотықсызданған соңғы күйге жетуі керек. Бақылаулардың кез келгені күтілгендей жұмыс істемесе, ыдыстағы көрсеткіштерге сенбес бұрын партияны ауыстырыңыз.

Көрсеткішті оқу тәртібі жұмыс механизмінен туындайды. Қабырғаға жанасу және суландыру жөніндегі өнім нұсқаулығын сақтап, жолақты ыдысты ашпай-ақ газ кеңістігінен көруге болатын жерге орналастырыңыз. Бастапқы түсті, ыдыс герметикалық жабылған уақытты және өнімде көрсетілген бақылау сәтіндегі түсті тіркеңіз. Ыдыстың құрылымы мүмкіндік берсе, инкубация кезіндегі белгіленген бақылау нүктелерінде индикатордың тотықсызданған күйде қалғанын тіркеңіз. Соңғы түсті ашар алдында бірден жазып алыңыз. Ашу алдындағы осы түс — сол тәжірибенің соңғы көрсеткіші. Ашқаннан кейін қайта көгеруді күтіңіз және оның бұрынғы нәтижені өзгертуіне жол бермеңіз.

Егер жолақ белгіленген уақыт өткеннен кейін де көк болып қалса, анаэробты жағдайды расталмаған деп есептеңіз. Тізбекті ретімен тексеріңіз: герметикалығы, пакет, бар болса катализатор, индикатордың ылғалдандырылуы мен жарамдылық мерзімі, содан кейін ауадағы бақылаумен салыстырып, индикатордың жұмыс қабілеті. Өсудің бар-жоғын тек газ ортасының жағдайы расталғаннан кейін, нақты қолдануға сәйкес анаэробты өсіру жүйесі мен микроорганизм бақылауларын пайдаланып түсіндіру керек.

Өз міндетінің шегінде соңғы сөзді жолаққа беруге болады. Көк болсын, түссіз болсын, ол бір жердің бір сәттегі жағдайы туралы бір сұраққа жауап береді. Сол сұрақты белгіленген уақытта, жанында бақылаулармен бірге қойсаңыз, ол сенімді жауап береді. Ал одан стерильділік, әрбір пробирка немесе бір ғана қарағаннан кейін бүкіл инкубация барысы туралы жауап күтсеңіз, индикатордың ешқандай химиялық қасиеті мұндай түсіндіруді дұрыс ете алмайды.