Metilen ko‘ki anaerob va kislorod indikatori sifatida: rang o‘zgarishi nimani isbotlaydi

Laboratoriya xodimi anaerob idishni zich yopadi, qopqoq orqali metilen ko‘ki indikator tasmasini tekshiradi va o‘zi kutgan holatni ko‘radi. Tasma ko‘k rangdan oq rangga o‘tgan. U jarayonni anaerob deb qayd etib, ishini davom ettiradi. Ikki kundan keyin bitta plastinkada hech narsa o‘smaydi, ayni idish ichidagi zich yopilgan bulonli probirkada esa kislorod ta’siri belgilari ko‘rinadi. Tasma to‘g‘ri ko‘rsatgan edi. Xodim undan noto‘g‘ri savolga javob kutgan edi.

Bu chalkashlik tushunchalarni adashtirishdan kelib chiqadi. Metilen ko‘ki anaerob indikatori sterillikni yoki butun tizimni validatsiyalashni emas, oksidlanish-qaytarilish holatini ko‘rsatadi. Bu farq tushunilgach, tasma vazifasi tor doirada belgilangan aniq va ishonchli vositaga aylanadi.

Asosiy tushuncha: qaytar oksidlanish-qaytarilish jufti

Erigan metilen ko‘ki ikki holatda mavjud bo‘ladi. Oksidlangan shakli — tanish ko‘k kation. Leykometilen ko‘ki deb ataladigan qaytarilgan shakli esa rangsiz. Neytralga yaqin pH da soddalashtirilgan yarim reaksiya quyidagicha: bitta ko‘k kation, bitta proton va ikkita elektron birikib, bitta rangsiz leyko molekulasini hosil qiladi. pH 7 da standart vodorod elektrodiga nisbatan formal potensial taxminan plyus 11 millivoltni tashkil etadi. Bu ko‘plab qaytaruvchi tizimlar erisha oladigan va kislorod teskari yo‘nalishga o‘zgartira oladigan diapazondir.

Qaytarilish uchun mahalliy oksidlanish-qaytarilish potensiali past bo‘lishi kerak. Faqat kislorodni olib tashlashning o‘zi bunga har doim ham yetarli emas. Anaerobioz bo‘yicha dastlabki tadqiqotlarda oddiy kislorodsiz suvdagi metilen ko‘ki qaytaruvchi modda bo‘lmasa rangini saqlashi aniqlangan. Shuningdek, taxminan 0.01 foiz bo‘yoq qo‘shilgan dekstrozali bulon aralashmalari 37 C da oson rangsizlangan, ayni aralashma 4 C da saqlanganda esa bir kun davomida ko‘k bo‘lib qolgan. Bu natijalar yangi to‘qima va anaerob o‘stirish sharoitlariga oid tajribalarda keltirilgan. Harorat, pH, glyukoza, askorbat, tioglikolat va mikroorganizmlarning qaytaruvchi faolligi elektronlarning mavjudligini belgilaydi.

Qayta oksidlanish uchun faqat kislorod kerak. Havo leyko shakliga yetib borganda, u yana ko‘k shaklga o‘tadi. Zamonaviy ishlab chiqilgan indikatorlar aynan shu sikldan foydalanadi: bo‘yoq, qaytaruvchi modda va barqarorlashtiruvchi matritsa kislorod kam bo‘lganda rangsiz bo‘ladi, havo ta’sirida esa yana ko‘karadi. Bu bo‘yoq, qaytaruvchi modda, sirt faol modda va gil asosidagi gibrid metilen ko‘ki kislorod indikatorida namoyish etilgan. Ushbu prototipda pH 11 da 0.01 millimolyar bo‘yoq bilan 2.0 millimolyar askorbat yoki glyukoza ishlatilgan. U kislorodning hajmiy ulushi taxminan 0.5 foiz bo‘lganda rangsizlangan va sinov kamerasida 0.1 foizdan past kislorod miqdorini 0.5 foizdan yuqori miqdordan ajrata olgan.

Demak, ishlash prinsipi oddiy. Ko‘k rang indikator zonasining oksidlanganligini bildiradi. Rangsiz holat esa indikator zonasida qaytaruvchi, kislorod kam bo‘lgan sharoit yuzaga kelganini bildiradi. O‘zgarish qaytar, mahalliy va kimyoviydir. Uning o‘zi mikroblar haqida hech narsa bildirmaydi.

Anaerob idishdagi metilen ko‘ki indikator tasmasi qanday ishlaydi

Anaerob idish uchun metilen ko‘ki indikator tasmasi — idish ichidagi gaz muhitiga joylashtiriladigan kichik reaksiya zonasi. Uni idishni ochmasdan ko‘rish mumkin. Tijoriy mahsulotlar turlicha bo‘ladi: qog‘oz tasmalar, tizimni tayyorlashda eritiladigan yoki namlanadigan tabletkalar va yangiroq gibrid qog‘ozlar. Ayrimlarida reaksiya zonasini faollashtirish uchun bir tomchi distillangan suv kerak. Boshqalari esa quruq shakldagi vositalar bo‘lib, quruq saqlanishi shart. Aynan ishlatilayotgan mahsulotning yo‘riqnomasiga amal qilish kerak, chunki namlash, joylashtirish va ko‘rsatkichni o‘qish vaqti kimyoviy jarayonning bir qismidir.

Amalda ko‘rsatkich ikki holatdan biri sifatida talqin qilinadi. Ko‘k rang tasma joylashgan nuqtada kislorod yoki yetarlicha qaytaruvchi bo‘lmagan sharoit saqlanayotganini bildiradi. Oq yoki rangsiz holat shu nuqtada anaerob oksidlanish-qaytarilish sharoiti yuzaga kelganini bildiradi. Ayrim tijoriy qog‘oz indikatorlariga qizil fon pigmenti qo‘shiladi, shuning uchun ularning qaytarilgan yakuniy holati oq emas, pushti bo‘ladi. Mahsulotni baholashdan oldin uning yo‘riqnomasida qaysi yakuniy rang ko‘rsatilganini bilib oling.

Vaqt tizimga qarab farqlanadi. GasPak turidagi bir tizimda rang taxminan bir soat ichida oqa boshlagan va bir necha soatda to‘liq yo‘qolgan. Xona haroratida o‘tkazilgan nazoratli taqqoslashda esa metilen ko‘ki uchun olti soatdan ko‘proq vaqt talab qilingan. O‘sha tadqiqotda oziqa muhitining oksidlanish-qaytarilish potensiali 60 dan 100 daqiqagacha bo‘lgan vaqt ichida taxminan minus 100 millivoltga yetgan — bu bo‘yoq rang o‘zgarishini tugatishidan ancha oldin edi. Tasma to‘liq rangsizlanguncha potensial minus 200 millivoltdan ham ancha past bo‘lgan. Indikator gaz muhitidagi o‘zgarishdan kechikadi. Birinchi soatdagi ko‘k tasma jarayon muvaffaqiyatsizligini isbotlamaydi, oltinchi soatdagi oq tasma esa tasmaning aynan oltinchi soatdagi holatini bildiradi.

Shu sababli joylashtirish ham muhim. Tasmani idishning yuqori gaz bo‘shlig‘ida, qopqoq orqali ko‘rinadigan qilib, agar yuzalari va oziqa muhitlaridan uzoqda saqlang. U bevosita atrofidagi sharoitni ko‘rsatadi. Uni sovuq devorga yopishtirib qo‘ysangiz, plastinkalar ostiga yashirsangiz yoki kondensat bilan ho‘llanishiga yo‘l qo‘ysangiz, u idishdagi umumiy sharoitni emas, o‘sha mikromuhitni ko‘rsatadi.

Tasma nimani ko‘rsatadi va nimani ko‘rsatmaydi

Anaerob idishdagi metilen ko‘ki indikatorini bitta joydagi bitta sensor deb tasavvur qiling. U o‘z reaksiya zonasidagi oksidlanish-qaytarilish va kislorod sharoitini ko‘rsatadi. Aralashish va muvozanatga kelish yetarli bo‘lsa, bu ko‘rsatkich yuqori gaz bo‘shlig‘idagi sharoitni umumiy tarzda aks ettiradi. Bundan tashqaridagi har qanday xulosa taxmindir, taxmin esa alohida dalil talab qiladi.

Rangsiz tasma sterillikni tasdiqlamaydi. Sterillik — yashovchan organizmlarning yo‘qligi bo‘lib, u validatsiyalangan sterilizatsiya va kulturani validatsiyalash nazoratlari orqali tasdiqlanadi. Idish butunlay anaerob bo‘lib, baribir ifloslangan bo‘lishi yoki butunlay steril bo‘lib, baribir aerob bo‘lishi mumkin.

Tasma kulturani o‘stirish tizimining har bir qismini validatsiyalamaydi. Zich yopilgan probirkadagi erigan kislorod, agar chuqurligida qolgan kislorod, haddan tashqari to‘ldirilgan idishdagi gradientlar va ko‘rsatkich o‘qilgandan keyin paydo bo‘lgan sizish bitta tasma orqali aniqlanmaydi. Fazoviy tajribalarda bir idishning o‘zida yonma-yon ko‘k va rangsiz zonalar kuzatilgan: ularda kislorodning kirishi va qaytaruvchi faollik turlicha muvozanatlashgan. Bitta nuqta butun hajmdagi sharoitni tasdiqlay olmaydi.

Tasma uzluksiz anaerobiozni isbotlamaydi. Tizim tayyorlanganda bir marta o‘qilgan tasma yigirmanchi soatdagi holat haqida hech narsa bildirmaydi. Anaerob sharoit sifatiga oid so‘nggi ishlar kimyoviy indikatorlar gaz muhitini aynan o‘qilgan paytda tavsiflashini va kam miqdorda qoldiq kislorod mavjud bo‘lsa ham qoniqarli ko‘rinishi mumkinligini ta’kidlaydi. Tasmani inkubatsiya jarayoni bilan bog‘laydigan narsa yakuniy holatga bir marta qarash emas, balki uzluksiz yoki nazorat nuqtalarida olib boriladigan qaydlardir.

Rang o‘zgarishining kimyoviy asoslari haqida metilen ko‘kining oksidlangan va qaytarilgan holatlar o‘rtasida qanday almashishi maqolasiga qarang. Kislorod namunalar bilan ishlashga kengroq ma’noda qanday ta’sir qilishini bilish uchun mikroskopiya va kultura bilan ishlashda kislorodni nazorat qilish mavzusiga qarang.

Idish yonida saqlash uchun diagramma

Quyidagi rasm maqola mazmunini laboratoriya ish stoli uchun bitta qo‘llanmaga jamlaydi. Unda ayni tasmaning uch holati, reaksiyaning ikki yo‘nalishi hamda indikator ko‘rsatadigan dalil bilan tizim validatsiyasi o‘rtasidagi chegara tasvirlangan.

Tasmani ko‘k holda qoldiradigan yoki yolg‘on xotirjamlik beradigan nosozliklar

Nosozliklarning aksariyati besh guruhga kiradi. Har birining o‘ziga xos belgisi bor.

Zich yopilmagan idish yoki paket reaksiya zonasiga kislorod kirishini davom ettiradi. Tasma ko‘k bo‘lib qoladi yoki oqargandan keyin yana ko‘karadi. Kimyoviy tarkibni ayblashdan oldin qopqoq, zichlagich, qisqichlar va zichlanadigan yuzalarni tekshiring.

Ish resursi tugagan yoki noto‘g‘ri faollashtirilgan gaz generatori kislorodni olib tashlamaydi. Eski, suv bilan faollashtiriladigan tizimlarda taxminan 10 dan 15 daqiqagacha kondensat hosil bo‘lmasligi va taxminan 20 dan 40 daqiqagacha qopqoq isimasligi o‘sha tizim uchun dastlabki ogohlantirish belgilari bo‘lgan. Haddan tashqari to‘ldirilgan idishda sig‘imi yetarli bo‘lmagan paket ham shu tarzda ishlamay qoladi.

Katalizatorning zaharlanishi faqat eski vodorod va palladiyli tizimlarga taalluqli. Ularda palladiy vodorod bilan kislorodni biriktirib, suv hosil qiladi. Namlik va vodorod sulfidi uning faolligini pasaytiradi. Hozirgi ko‘plab paketlarda palladiy umuman ishlatilmaydi, shuning uchun bu chora tegishli bo‘lmagan tizimlarda uni qo‘llamang.

Buzilgan yoki noto‘g‘ri ishlatilgan tasma sezilmasdan ishlamay qoladi. Saqlash davomida bo‘yoq va qaytaruvchi modda qaytarlik xususiyatini yo‘qotadi. Yorug‘lik ta’sirida rangning oqarishi va saqlashdagi xususiyat yo‘qotilishiga chidamli gibrid tarkiblar ishlab chiqilishining sabablaridan biri shu. Yaroqlilik muddati o‘tgan, boshlang‘ich rangi odatdagidan farq qiladigan hamda quruq bo‘lishi kerak bo‘lsa-da namlangan yoki namlanishi kerak bo‘lsa-da quruq qoldirilgan tasmalarni ishlatmang.

Gradient yoki kechikish kimyoviy jarayonni emas, ko‘rsatkichni o‘qiyotgan kishini chalg‘itadi. Yetarlicha aralashmagan yuqori gaz bo‘shlig‘i, erigan kislorodli zich yopilgan probirkalar va yarim qattiq oziqa muhitlari o‘z sharoitini tasma ko‘rsatganidan uzoqroq saqlaydi. Rezazurin tasmalar pushti holatdan o‘tib rangsizlanadi va ko‘pincha tezroq ishlaydigan indikator sifatida taklif etiladi. Biroq ularning chegaraviy qiymatlari o‘z tarkibiga xos bo‘lib, metilen ko‘kiga tatbiq etilmaydi.

Qo‘llashga arziydigan nazoratlar va ko‘rsatkichni o‘qish protokoli

Ikkita arzon nazorat noto‘g‘ri talqinlarning aksariyatini aniqlaydi. Jarayon bilan bir paytda yangi havo nazorati tasmasini xona havosida saqlang. Ishlayotgan metilen ko‘ki tasmasi u yerda ko‘k bo‘lib qoladi. Ayrim qadoqlangan indikatorlar dastlab och rangli bo‘ladi va ochilganda ko‘karadi; buning o‘zi ham ishlash qobiliyatini tekshirishdir. Shuningdek, vaqti-vaqti bilan yangi tasmani ilgari validatsiyalangan anaerob tizimga joylashtiring. U mahsulot uchun belgilangan vaqt ichida validatsiyalangan qaytarilgan yakuniy holatga yetishi kerak. Nazoratlardan birortasi kutilganidek ishlamasa, idishdagi ko‘rsatkichlarga ishonishdan oldin partiyani almashtiring.

Ko‘rsatkichni o‘qish protokoli ishlash mexanizmidan kelib chiqadi. Devor bilan aloqa va namlash bo‘yicha mahsulot yo‘riqnomasiga amal qilib, tasmani yuqori gaz bo‘shlig‘ida idishni ochmasdan ko‘rish mumkin bo‘lgan joyga qo‘ying. Boshlang‘ich rangni, idish zich yopilgan vaqtni va mahsulot uchun belgilangan nazorat nuqtasidagi rangni qayd eting. Idish imkon bersa, inkubatsiya davomida belgilangan nazorat nuqtalarida indikator qaytarilgan holatda qolganini qayd eting. Idishni ochishdan bevosita oldin yakuniy rangni yozib oling. Ochishdan oldingi shu rang ushbu jarayonning yakuniy ko‘rsatkichidir. Ochilgandan keyin qayta ko‘karishni kuting va bu holat oldingi natijani o‘zgartirishiga yo‘l qo‘ymang.

Agar belgilangan vaqtdan keyin tasma ko‘k bo‘lib qolsa, anaerobiozni tasdiqlanmagan deb hisoblang. Tekshiruv zanjirini tartib bilan bajaring: zich yopilganlik, paket, mavjud bo‘lsa katalizator, indikatorning namlanishi va yaroqlilik muddati, so‘ng indikatorning ishlashini havo nazorati bilan solishtirish. Faqat gaz muhiti tasdiqlangandan keyingina o‘sish yoki o‘sish yo‘qligini talqin qilish kerak. Bunda qo‘llanish maqsadiga mos anaerob kultura o‘stirish tizimi va organizm nazoratlaridan foydalaning.

O‘z vakolati doirasida yakuniy so‘z tasmaga tegishli. Ko‘k yoki rangsiz bo‘lishidan qat’i nazar, u bir joydagi bir vaqtga oid bitta savolga javob beradi. Shu savolni belgilangan vaqtda, yonida nazoratlar bilan bersangiz, u ishonchli javob beradi. Undan sterillik, har bir probirka yoki bir qarash orqali butun inkubatsiya haqida javob kutsangiz, hech qanday indikator kimyosi talqinni to‘g‘rilay olmaydi.