Şîna metîlenê wek nîşaneya anaerobîk û oksijenê: guherîna rengê çi îspat dike

Teknîsyenek qapeke anaerobîk morkirî dike, ji nav qapaxê li şerîta nîşaneya şîna metîlenê dinêre û tiştê ku dixwaze bibîne dibîne. Şerît ji şîn bûye spî. Ew pêvajoyê wek anaerobîk tomar dike û berdewam dike. Du roj şûnda, li ser yek pêta kulturê tiştek mezin nabe, lê lûleyeke şorbeya kulturê ya morkirî di heman qabê de nîşanên têkiliya bi oksijenê re nîşan dide. Şerît rastiyê digot. Teknîsyenê pirsa şaş jê kiribû.

Tevlihevî, tevliheviya têgehan e. Nîşaneya anaerobîk a şîna metîlenê têgeheke redoksê ye, ne têgeheke sterîliyê û ne jî têgeheke piştrastkirina tevahiya pergalê. Dema ev cudahî zelal dibe, şerît dibe amûreke hûr û rast ku karekî sînordar dike.

Têgeh: coteke redoksê ya vegerbar

Şîna metîlenê ya helandî di du rewşan de heye. Forma oksîdkirî katyona şîn a naskirî ye. Forma redûksiyonkirî, ku jê re leukometîlen şîn tê gotin, bêreng e. Li nêzî pH-ya bêalî, nîvreaksiyona hêsankirî ev e: yek katyona şîn tevî yek proton û du elektron, yek molekula leuko ya bêreng çêdike. Li pH 7, potansiyela formal li hember elektroda hîdrojenê ya standard nêzî plus 11 millivolts e. Ev nirx wê dixe navberekê ku gelek pergalên redûksiyonker dikarin bigihêjinê û oksijen dikare wê berevajî bike.

Redûksiyon hewceyê potansiyela redoksê ya herêmî ya nizm e. Tenê rakirina oksijenê her carê vê rewşê pêk nayîne. Lêkolînên destpêkê yên rewşên anaerobîk dîtin ku şîna metîlenê di ava sade ya bêoksijen de rengê xwe diparast, heta ku madeyeke redûksiyonker hebûya. Herwiha, têkelên şorbeya dekstrozê bi nêzî 0.01 percent boyaxê li 37 C bi hêsanî bêreng dibûn, lê heman têkel li 4 C rojekê şîn dima, wek ku di ceribandinên li ser tevnê nû û şertên kultura anaerobîk de hatiye ragihandin. Germahî, pH, glukoz, askorbat, tîyoglîkolat û çalakiya redûksiyonker a mîkroban hemû diyar dikin ka elektron berdest in an na.

Ji bo ji nû ve oksîdbûnê tenê oksijen pêwîst e. Dema hewa digihêje forma leuko, ew dîsa dibe şîn. Nîşaneyên nûjen ên bi endezyariyê hatine çêkirin tam ji vê çerxê sûd werdigirin: boyax tevî madeya redûksiyonker û matrîseke stabîlker; di oksijena nizm de bêreng û piştî têkiliya bi hewayê re dîsa şîn. Ev di nîşaneyeke oksijenê ya hîbrîd a şîna metîlenê de, ku li ser boyax, madeya redûksiyonker, madeya çalak a rûxarê û gilê hatiye avakirin, hate nîşandan. Di wê prototîpê de 0.01 millimolar boyax bi 2.0 millimolar askorbat an glukoz re li pH 11 hate bikaranîn. Ew li nêzî 0.5 volume percent oksijenê bêreng bû û di odeya ceribandinê de oksijena li bin 0.1 percent ji ya li ser 0.5 percent cuda dikir.

Ji ber vê yekê, prensîba xebitandinê hêsan e. Şîn tê wê wateyê ku devera nîşaneyê oksîdkirî ye. Bêreng tê wê wateyê ku devera nîşaneyê gihîştiye şertên redûksiyonker ên bi oksijena nizm. Guherîn vegerbar, herêmî û kîmyewî ye. Bi serê xwe tiştekî li ser mîkroban nabêje.

Şerîta nîşaneya şîna metîlenê di qabeke anaerobîk de çawa dixebite

Şerîta nîşaneya şîna metîlenê ya ji bo qabeke anaerobîk devereke biçûk a reaksiyonê ye ku di atmosfera qabê de tê danîn, li cihê ku bê vekirina qabê dikare were dîtin. Formên bazirganiyê cuda ne: şerîtên kaxezê, tabletên ku di dema amadekirinê de tên helandin an şilkirin, û kaxezên hîbrîd ên nûtir. Hin ji wan ji bo çalakkirina devera reaksiyonê hewceyê dilopek ava distîlekirî ne. Yên din amûrên bi forma hişk in ku divê hişk bimînin. Pelê rêberiyê yê berhema taybet esas e, ji ber ku şilkirin, cihkirin û dema xwendinê beşên kîmyayê ne.

Di pratîkê de xwendina armancî du rewşan heye. Şîn tê wê wateyê ku oksijen an şertên ku têra redûksiyonê nakin li şerîtê berdewam in. Spî an bêreng tê wê wateyê ku şertên redoksê yên anaerobîk li şerîtê hatine damezrandin. Hin kaxezên bazirganiyê pîgmenteke sor a paşxaneyê lê zêde dikin, ji ber vê yekê xala dawî ya redûksiyonkirî ya wan ji dêvla spî pembe xuya dike. Berî nirxandina berhema xwe, bizane ku ew kîjan xala dawî soz dide.

Dem li gorî pergalê diguhere. Di amadekirineke bi şêwaza GasPak de, reng di nav nêzî saetekê de dest bi vemirînê kir û di nav çend saetan de bi tevahî winda bû. Lê di berawirdkirineke kontrolkirî de li germahiya odeyê, ji bo şîna metîlenê zêdetirî şeş saetan pêwîst bû. Di wê xebatê de potansiyela redoksê ya medyayên kulturê di nav 60 heta 100 deqeyan de gihîşt nêzî minus 100 millivolts, pir berî ku boyax guherîna xwe biqedîne. Dema şerît bi tevahî bêreng bû, ew potansiyel pir di bin minus 200 millivolts de bû. Nîşane ji atmosferê derengtir bersiv dide. Şerîteke şîn di saeta yekem de têkçûnê îspat nake, û şerîteke spî di saeta şeşem de rewşa şerîtê ya saeta şeşem vedibêje.

Ji heman sedemê cihkirin jî girîng e. Şerîtê di valahiya gazê ya jorîn de bihêle, ku ji nav qapaxê were dîtin, dûrî rûyên agarê û medyayên kulturê. Ew derdora xwe ya rasterast nîşan dide. Heke wê rast li hember dîwarekî sar deynî, di bin pêtan de veşêrî an bihêlî ku ava kondensasyonê wê bişilîne, ew ji dêvla qabê wê mîkroderdorê nîşan dide.

Şerît çi eşkere dike û çi eşkere nake

Nîşaneya şîna metîlenê ya qabê anaerobîk wek yek sensor li yek cihî bifikire. Ew şertên herêmî yên redoksê û oksijenê li devera reaksiyona xwe diyar dike. Heke tevlihevbûn û gihîştina hevsengiyê têr bin, ev şert bi giştî valahiya gazê ya jorîn temsîl dikin. Her tiştê wêdetir encamderxistin e, û encamderxistin hewceyê delîlên cuda ye.

Şerîteke bêreng sterîliyê piştrast nake. Sterîlî nebûna organîzmayên zindî ye, ku bi sterîlîzasyona piştrastkirî û kontrolên piştrastkirina kulturê tê îspatkirin. Qabek dikare bi tevahî anaerobîk be û hîn jî kontamîne be, an bi tevahî sterîl be û hîn jî aerobîk be.

Ew her beşa pergala kulturê piştrast nake. Oksijena helandî di nav lûleyeke morkirî de, oksijena girtî di agara kûr de, gradyanên di qabeke tijî de û valabûneke ku piştî xwendinê vedibe, hemû ji ber çavê yek şerîtê derbas dibin. Ceribandinên cihî di heman qabê de deverên şîn û bêreng li rex hev nîşan dan, li cihên ku ketina oksijenê û çalakiya redûksiyonker bi awayên cuda di hevsengiyê de bûn. Yek xal nikare tevahiya hecmekê piştrast bike.

Ew rewşa anaerobîk a bêqut îspat nake. Şerîteke ku tenê carekê di dema amadekirinê de tê xwendin, li ser saeta bîstem tiştekî nabêje. Xebatên dawî yên li ser kalîteya anaerobîk hişyar dikin ku nîşaneyên kîmyewî atmosferê di kêliya xwendina wan de vedibêjin û, tevî hebûna oksijena mayî ya kêm, dikarin têrker xuya bikin. Belgekirina berdewam an ya di xalên kontrolê de, ne nihêrîneke yekane li xala dawî, şerîtê bi înkubasyonê ve girê dide.

Ji bo kîmyaya têkildar a li pişt guherîna rengê, li çawa şîna metîlenê di navbera rewşên oksîdkirî û redûksiyonkirî de diçerxe binêre. Ji bo bandora oksijenê ya berfirehtir li ser xebata bi nimûneyan re, li kontrola oksijenê di xebatên mîkroskopî û kulturê de binêre.

Diyagramek ji bo li rex qabê

Wêneya jêrîn gotarê dixe nav yek referansa li ser maseya laboratoriyê. Sê rewşên heman şerîtê, du arasteyên reaksiyonê û sînorê di navbera delîlên nîşaneyê û piştrastkirina pergalê de.

Awayên têkçûnê ku şerîtê şîn dihêlin an ewlehiyeke derewîn didin

Piraniya têkçûnan dikevin nav pênc koman. Her yek nîşaneyeke taybet heye.

Qab an tûrikeke ku hewa dikeve navê, berdewam oksijenê digihîne devera reaksiyonê. Şerît şîn dimîne an piştî vemirîna rengê dîsa dibe şîn. Berî ku kîmyayê sûcdar bikî, qapax, conta, girtok û rûyên morkirinê kontrol bike.

Hilberînerê gazê yê xilasbûyî an bi awayê şaş çalakkirî qet oksijenê ranake. Di pergalên kevn ên bi avê çalakkirî de, nebûna kondensasyonê li dora 10 heta 15 deqeyan û germnebûna qapaxê li dora 20 heta 40 deqeyan ji bo wê pergalê hişyariyên zû bûn. Kîsikeke ji hewcedariyê biçûktir di qabeke zêde barkirî de bi heman awayî têk diçe.

Katalîzatorekî jehrbûyî tenê bi pergalên kevn ên hîdrojen û paladyûmê ve têkildar e, ku tê de paladyûm hîdrojen û oksijenê dike yek û avê çêdike. Şilbûn û sulfîda hîdrojenê wê xirab dikin. Gelek kîsikên îroyîn qet paladyûmê bi kar nayînin, ji ber vê yekê vê çareseriyê li cihê ku ne têkildar e bi kar neyîne.

Şerîteke xirabbûyî an bi awayê şaş bikaranîn bê nîşaneke eşkere têk diçe. Boyax û madeya redûksiyonker di dema hilanînê de vegerbariya xwe winda dikin. Ev yek ji sedemên pêşxistina formulasyonên hîbrîd bû, da ku li hember vemirîna rengê ji ber ronahiyê û windakirina taybetmendiyan di hilanînê de berxwe bidin. Stoka ku dîroka derbasdariya wê qediya ye, stoka bi rengê destpêkê yê neasayî, şerîtên ku şil kirine dema divê hişk bin, û yên ku hişk hiştine dema hewceyê şilkirinê ne, red bike.

Gradyanek an derengmayî ji dêvla kîmyayê xwînerê şaş dike. Valahiya gazê ya jorîn a ne baş tevlihevkirî, lûleyên morkirî yên bi oksijena helandî û medyayên nîvhişk her yek şertên xwe ji dema ku şerît pêşniyar dike dirêjtir diparêzin. Şerîtên rezazurînê ji pembe derbasî bêreng dibin û pir caran wek zûtir tên firotin, lê astên sînorî yên wan yên formulasyona wan a taybet in û ji bo şîna metîlenê nayên veguhastin.

Kontrol û protokoleke xwendinê ya hêjayî kopîkirinê

Du kontrolên erzan piraniya xwendinên şaş digirin. Li rex pêvajoyê, şerîteke kontrolê ya nû di hewaya odeyê de bihêle. Şerîta şîna metîlenê ya ku dixebite li wir şîn dimîne. Hin nîşaneyên pakkirî di destpêkê de rengkêm in û dema tên vekirin dibin şîn; ev bixwe kontroleke fonksiyonê ye. Herwiha, carinan şerîteke nû di amadekirineke anaerobîk a berê piştrastkirî de deynê. Divê di dema ku ji bo berhemê hatiye diyarkirin de bigihêje xala dawî ya redûksiyonkirî ya piştrastkirî. Heke yek ji van kontrolan bi awayekî neasayî bixebite, berî ku baweriyê bi xwendinên qabê bînî, partiya hilberandinê biguherîne.

Protokola xwendinê ji mekanîzmayê tê derxistin. Şerîtê li cihekî deynê ku bê vekirina qabê valahiya gazê ya jorîn were dîtin, û ji bo têkiliya bi dîwarê re û şilkirinê li gorî pelê rêberiya berhemê tevbigere. Rengê destpêkê, dema ku qab hatiye morkirin û rengê li xala kontrolê ya ku ji bo berhemê hatiye diyarkirin tomar bike. Li cihê ku qab destûrê dide, tomar bike ku nîşane di xalên kontrolê yên diyarkirî de, di dema înkubasyonê de, redûksiyonkirî ma. Rengê dawî rasterast berî vekirinê tomar bike. Ew rengê berî vekirinê xala dawî ya wê pêvajoyê ye. Piştî vekirinê, li bende bûna dîsa şîn be û nehêle ku ew qeyda berê biguherîne.

Heke şerît ji dema diyarkirî derbas bibe û hîn şîn bimîne, rewşa anaerobîk wek nepiştrastkirî binirxîne. Zincîrê bi rêzê kontrol bike: morkirin, kîsik, katalîzator heke hebe, şilkirin û dîroka derbasdariya nîşaneyê, û paşê fonksiyona nîşaneyê li hember kontrola hewayê. Tenê dema atmosfera qabê hatiye piştrastkirin divê mezinbûn an nebûna mezinbûnê were şîrovekirin, bi bikaranîna amadekirina kultura anaerobîk û kontrolên organîzmayê yên li gorî armanca bikaranînê.

Di qada xwe de peyva dawî ya şerîtê ye. Çi şîn be çi bêreng, ew bersiva yek pirsê li ser yek cihî di yek demê de dide. Wê pirsê di dema diyarkirî de jê bike, bi kontrolan li rex wê, û ew bi awayekî pêbawer bersiv dide. Jê li ser sterîliyê, li ser her lûleyê an li ser tevahiya înkubasyonê bi tenê nihêrînekê bipirse, û tu kîmyaya nîşaneyê nikare wê xwendinê rizgar bike.