معلومة

5.13D: البوليسترات البكتيرية - علم الأحياء

5.13D: البوليسترات البكتيرية - علم الأحياء


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Polyhydroxyalkanoates أو PHAs عبارة عن بوليستر خطي ينتج في الطبيعة عن طريق التخمير البكتيري للسكر أو الدهون.

أهداف التعلم

  • تلخيص عملية إنتاج PHA وتطبيقاتها

النقاط الرئيسية

  • لإنتاج PHA ، يتم وضع مستنبت كائن دقيق مثل Alcaligenes eutrophus في وسط مناسب وتغذيته بالمغذيات المناسبة بحيث يتكاثر بسرعة.
  • توليفات PHA هي الإنزيمات الرئيسية لتخليق PHA الحيوي.
  • هناك تطبيقات محتملة لـ PHA التي تنتجها الكائنات الدقيقة داخل الصناعات الطبية والصيدلانية ، ويرجع ذلك أساسًا إلى قابليتها للتحلل البيولوجي.

الشروط الاساسية

  • بولي هيدروكسي ألكانات: Polyhydroxyalkanoates أو PHAs عبارة عن بوليستر خطي ينتج في الطبيعة عن طريق التخمير البكتيري للسكر أو الدهون.
  • التخمير: أي من العديد من التفاعلات الكيميائية الحيوية اللاهوائية التي يحفز فيها إنزيم (أو عدة إنزيمات ينتجها كائن حي دقيق) تحويل مادة إلى أخرى ؛ خاصة تحويل (باستخدام الخميرة) السكريات إلى كحول أو حمض أسيتيك مع تطور ثاني أكسيد الكربون.
  • قابلية التحلل البيولوجي: قدرة المادة على التحلل بمرور الوقت نتيجة لنشاط بيولوجي ، خاصةً لتتحلل بفعل الكائنات الحية الدقيقة.

Polyhydroxyalkanoates ، أو PHAs ، عبارة عن بوليستر خطي ينتج في الطبيعة عن طريق التخمير البكتيري للسكر أو الدهون. يتم إنتاجها بواسطة البكتيريا لتخزين الكربون والطاقة. يمكن دمج أكثر من 150 مونومرًا مختلفًا ضمن هذه العائلة لمنح المواد خصائص متنوعة للغاية. هذه المواد البلاستيكية قابلة للتحلل وتستخدم في إنتاج البلاستيك الحيوي. يمكن أن تكون إما مواد لدائن حرارية أو مواد مرنة ، مع نقاط انصهار تتراوح من 40 إلى 180 درجة مئوية.

يمكن أيضًا تغيير الصفات الميكانيكية والتوافق الحيوي لـ PHA عن طريق المزج أو تعديل السطح أو دمج PHA مع البوليمرات الأخرى والإنزيمات والمواد غير العضوية ، مما يجعل من الممكن لمجموعة واسعة من التطبيقات.

عملية إنتاج PHA

لإنتاج PHA ، يتم وضع مستنبت كائن دقيق مثل Alcaligenes eutrophus في وسط مناسب وتغذيته بالمغذيات المناسبة بحيث يتكاثر بسرعة. عادة ما ينتج التخليق الحيوي لـ PHA عن حالات نقص معينة (مثل نقص العناصر الكلية مثل الفوسفور والنيتروجين والعناصر النزرة أو نقص الأكسجين) والإمداد الزائد بمصادر الكربون. المؤتلفات Bacillus subtilis str. pBE2C1 و Bacillus subtilis str. تم استخدام pBE2C1AB في إنتاج polyhydroxyalkanoates (PHA) وتبين أنه يمكنهم استخدام نفايات الشعير كمصدر للكربون لتقليل تكلفة إنتاج PHA. كمادة خام للتخمير ، يمكن استخدام الكربوهيدرات مثل الجلوكوز والسكروز ، وكذلك الزيت النباتي أو الغليسيرين من إنتاج الديزل الحيوي. يعمل الباحثون في الصناعة على الأساليب التي سيتم من خلالها تطوير المحاصيل المعدلة وراثيًا والتي تعبر عن طرق تخليق PHA من البكتيريا وبالتالي تنتج PHA كتخزين للطاقة في أنسجتها. تعمل مجموعة أخرى من الباحثين في Micromidas على تطوير طرق لإنتاج PHA من مياه الصرف الصحي البلدية. يمكن عمل توليف آخر على نطاق أكبر بمساعدة كائنات التربة. لنقص النيتروجين والفوسفور ينتجان كيلوغرام من PHA من ثلاثة كيلوغرامات من السكر.

تترسب مادة البوليستر في شكل حبيبات شديدة الانكسار في الخلايا. اعتمادًا على الكائنات الحية الدقيقة وظروف الزراعة ، يتم إنشاء متجانسة أو بوليستر مشترك مع أحماض هيدروكسي ألكانيك مختلفة. ثم يتم استرداد حبيبات PHAs عن طريق تعطيل الخلايا. في الإنتاج الصناعي لـ PHA ، يتم استخراج البوليستر وتنقيته من البكتيريا عن طريق تحسين ظروف التخمير الميكروبي للسكر أو الجلوكوز. بمجرد أن يصل عدد السكان إلى مستوى كبير ، يتم تغيير تركيبة المغذيات لإجبار الكائن الدقيق على تخليق PHA. يمكن أن يصل مردود PHA الذي تم الحصول عليه من الشوائب داخل الخلايا إلى 80٪ من الوزن الجاف للكائن الحي.

توليفات PHA

توليفات PHA هي الإنزيمات الرئيسية لتخليق PHA الحيوي. يستخدمون الإنزيم المساعد A - thioester من (r) - هيدروكسي الأحماض الدهنية كركائز. تختلف فئتا التركيبات PHA في الاستخدام المحدد للأحماض الدهنية الهيدروكسية بطول السلسلة القصيرة أو المتوسطة. PHA الناتج من نوعين: بولي (HA SCL) من الأحماض الدهنية الهيدروكسي ذات أطوال سلسلة قصيرة بما في ذلك ثلاث إلى خمس ذرات كربون يتم تصنيعها بواسطة العديد من البكتيريا ، بما في ذلك Ralstonia eutropha و Alcaligenes latus (PHB). يمكن تصنيع بولي (HA MCL) من الأحماض الدهنية الهيدروكسي ذات أطوال السلسلة المتوسطة بما في ذلك من ستة إلى 14 ذرة كربون ، على سبيل المثال ، بواسطة Pseudomonas putida. يقوم عدد قليل من البكتيريا ، بما في ذلك Aeromonas hydrophila و Thiococcus pfennigii ، بتصنيع كوبوليستر من النوعين المذكورين أعلاه من أحماض الهيدروكسي الدهنية. أبسط أشكال PHA وأكثرها شيوعًا هو الإنتاج المخمر لـ poly-beta-hydroxybutyrate) (poly-3-hydroxybutyrate ، P3HB) ، والذي يتكون من 1000 إلى 30000 مونومرات هيدروكسي الأحماض الدهنية.

تطبيقات PHA

تتم معالجة PHA بشكل أساسي عن طريق الحقن ، فقاعات البثق والبثق في الأفلام والأجسام المجوفة. يعتبر البوليمر المشترك PHA المسمى PHBV (poly (3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate)) أقل صلابة وأكثر صرامة ، ويمكن استخدامه كمواد تغليف. هناك أيضًا تطبيقات لـ PHA التي تنتجها الكائنات الدقيقة في الصناعات الطبية والصيدلانية ، ويرجع ذلك أساسًا إلى قابليتها للتحلل البيولوجي. تتضمن بعض تطبيقات التثبيت وتقويم العظام التي تم تصميمها لهذه البوليمرات ما يلي:

  • الخيوط الجراحية ومشابك خياطة الجروح
  • أجهزة إصلاح وتجديد الغضروف المفصلي
  • المسامير ، المسامير ، الدبابيس ، والبراغي
  • لوحات العظام وأنظمة تصفيح العظام
  • شبكة جراحية وبقع إصلاح وبقع قلبية وعائية
  • صمامات الوريد ، سقالات نخاع العظام
  • ترقيع الأربطة والأوتار
  • يزرع خلايا العين
  • بدائل الجلد وبدائل التطعيم العظمي وضمادات الجروح



تعليقات:

  1. Shara

    تماما يتفق معك. إنها فكرة ممتازة. احتفظ به.

  2. Enyeto

    احتج على ذلك.

  3. Zulkigami

    يمتنع عن التعليق.



اكتب رسالة