ХИМИКО ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ ТВЕРСКОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА

ЛАБОРАТОРИЯ БИОТЕХНОЛОГИЙ

Лаборатория биотехнологий Института нано и биотехнологий занимается исследованиями в области биотехнологической переработки лигноцеллюлозного сырья, экстракцией биологически активных соединений, а также разработкой систем направленной доставки лекарств.
Перспективным направлением научных работ является ультразвуковая экстракция различных соединений из растительного сырья. Следует отметить, что в последнее время ультразвук находит широкое применение как средство, ускоряющее процесс экстрагирования из растительного сырья и обеспечивающее полноту извлечения действующих веществ. При использовании ультразвука наблюдается не только значительное ускорение процесса, но и увеличение по сравнению с другими способами экстрагирования выхода целевого продукта. Под действием ультразвуковых колебаний происходит более быстрое и активное разрушение внутриклеточных тканей растительного сырья, что приводит к интенсификации процесса экстракции и дает возможность увеличить содержание биологически активных соединений в растворе. В акустическом поле, наряду со снятием диффузионных ограничений, большое значение для интенсификации процесса экстракции имеют также другие процессы. Одним из таких важных процессов является диспергирование, другим - нарушение мицеллярной структуры экстрагируемого вещества как в воде, так и в органических растворах. В лаборатории биотехнологии при выполнении научных работ для ультразвуковой экстракции БАВ из растительного сырья используется диспергатор IKASONICU50 control(IKALabortechnikГермания), который генерирует продольные механические колебания с частотой 30 кГц, при помощи которого проводится обработка растительного материала с целью выделения биологически активных веществ. В настоящее время большое внимание уделяется проблеме биоконверсии и, в частности, биодеградации одного из самых устойчивых к химическому и микробиологическому разложению биополимера - лигнина.

Разработка экологически чистых биотехнологических процессов обработки, биоконверсии и утилизации лигносодержащих материалов, способствует интенсификации исследований механизма воздействия микроорганизмов на лигнин и роли их ферментов при его деградации. Биотехнологические способы получения биопрепаратов, содержащих гуминовые кислоты, основанные на жизнедеятельности микроорганизмов, являются наиболее перспективными по сравнению с химическими. Они могут обеспечить экологически безопасные процессы делигнификации и низкую себестоимость полученных продуктов. Среди большого количества биопрепаратов, представленных на российском рынке, особый интерес представляют препараты гуминовой природы. Одним из наиболее важных свойств гуминовых кислот является их физиологическая активность. В последнее время обнаружены антиоксидантные, антимутагенные и адаптогенные свойства гуминовых кислот. Особое место в спектре действия гормонов занимает их способность повышать стресс-устойчивость растений. В качестве объекта исследований по изучению влияния препаратов - семена льна.

Биореактор

Лен – ценная сельскохозяйственная культура Тверской области, дающая одновременно два вида продукции: волокно и масло. В данный момент это - возрождающаяся культура, поэтому требует большого внимания при внедрении его в производство. Возможность микробиологического синтеза гуминовых кислот позволит решить проблему утилизации отходов различных отраслей промышленности (деревообрабатывающей, целлюлозобумажной, сельскохозяйственной) в Тверской области. Использование микроорганизмов-продуцентов гуминовых веществ позволит сократить расходы угля и торфа в качестве сырья в производстве удобрений. В связи с этим весьма перспективными являются биотехнологические способы получения гуминовых веществ с заданными свойствами путем их биосинтеза микроорганизмами в более короткие сроки. Поэтому исследования гуминовых кислот и их биологической активности представляют собой задачу научной и практической значимости.

Ламинарный шкаф

В настоящее время во всём мире, как и в России, наблюдается тенденция роста производства высокотехнологичных продуктов, к которым можно отнести и современные лекарства и биокаталитические системы с иммобилизованными клетками-продуцентами. Не последнюю роль при их производстве играет технология микрокапсулирования (создание особых матриц-носителей, методики инкапсулирования, оценка параметров массопереноса в матрице и массообмена с внешней средой и т.д.).
Микрокапсулирование, как принцип создания систем направленной доставки веществ, систем защиты биоматериалов и клеток микроорганизмов от агрессивных сред широко применяют в производстве различных продуктов и препаратов. Это фармацевтические средства программированного и пролонгированного действия, обеспечивающие защиту от воздействия желудочного сока при пероральном применении полипептидов, вакцин и других препаратов, а также системы для парентерального введения в биодеградируемой оболочке; средства агрокультуры (пестициды, феромоны); химические продукты различных целевых назначений (красители для безуглеродной копировальной бумаги, тонеры, антипирены для полимерных композиций, анаэробные герметики и др.); пищевые и кормовые биоактивные добавки; компоненты косметических средств и др.

Лиофильная сушка

Весьма перспективным направлением в этой области является микрокапсулирование микроорганизмов-продуцентов биологически-активных веществ. Инкапсулированные в полимерные матрицы, клетки имеют много преимуществ по сравнению со свободными клетками, например, обеспечивают устойчивый и активный биокатализ, высокую производительность, позволяют улучшить управление процессом, клетки защищены от разрушения, уменьшается их восприимчивость к загрязнению. При этом обеспечивается защитаклеток и, одновременно, не исключается полностью их контакт с внешней средой.
Таким образом, разработка теоретических основ для создания микрокапсулированных форм микроорганизмов, предназначенных для синтеза биологически активных веществ, является актуальной проблемой, стоящей перед исследователями. Решение данной проблемы требует комплексного подхода.
Лаборатория биотехнологии обладает перечнем современного оборудования позволяющего осуществлять научно-исследовательскую деятельность в соответствии с мировым уровнем.

• Ламинарные шкафы;
• Биореактор;
• Лиофильные сушки;
• Спектрофотометры;
• Спектрофотокалориметры;
• Иономеры
• Ультразвуковой генератор.

УФ спектрометр

Спектрофотокалориметр

Иономер лабораторный