Биологические агенты
Биологический агент является активным началом в биотехнологических процессах и одним из наиболее важных ее элементов. Номенклатура биологических агентов бурно расширяется, но до настоящего времени важнейшее место занимает традиционный объект – микробная клетка.
Микробные клетки с различными химико-технологическими свойствами могут быть выделены из природных источников и далее с помощью традиционных (селекция, отбор) и новейших методов (клеточная и генетическая инженерия) существенно модифицированы и улучшены. При выборе биологического агента и постановке его на производство прежде всего следует соблюдать принцип технологичности штаммов. Это значит, что микробная клетка, популяция или сообщество особей должны сохранять свои основные физиолого-биохимические свойства в процессе длительного ведения ферментации. Промышленные продуценты также должны обладать устойчивостью к мутационным воздействиям, фагам, заражению посторонней микрофлорой (контаминации), характеризоваться безвредностью для людей и окружающей среды, не иметь при выращивании побочных токсичных продуктов обмена и отходов, иметь высокие выходы продукта и приемлемые технико-экономические показатели.
В настоящее время многие промышленные микробные технологии базируются на использовании гетеротрофных организмов, а в будущем решающее место среди продуцентов займут автотрофные микроорганизмы, не нуждающиеся для роста в дефицитных органических средах, а также экстремофилы – организмы, развивающиеся в экстремальных условиях среды (термофильные, алкало- и ацидофильные).
В последние годы расширяется применение смешанных микробных культур и их природных ассоциаций. По сравнению с монокультурами, микробные ассоциации способны ассимилировать сложные, неоднородные по составу субстраты, минерализуют сложные органические соединения, имея повышенную способность к биотрансформации, имеют повышенную устойчивость к воздействию неблагоприятных факторов среды и токсических веществ, а также повышенную продуктивность и возможность обмена генетической информацией между отдельными видами сообщества. Основные области применения смешанных культур – охрана окружающей среды, биодеградация и усвоение сложных субстратов.
Особая группа биологических агентов в биотехнологии – ферменты, так называемые катализаторы биологического происхождения. Ферменты находят все большее применение в различных биотехнологических процессах и отраслях хозяйствования.
Как отдельную отрасль в создании и использовании новых биологических агентов следует выделить иммобилизованные ферменты, представляющие собой гармонично функционирующую систему, действие которой определяется правильным выбором фермента, носителя и способа иммобилизации. Преимущество мобилизованных ферментов в сравнении с растворимыми заключается в следующем: стабильность и повышенная активность, удержание в объеме реактора, возможность полного и быстрого отделения целевых продуктов и организации непрерывных процессов ферментации с многократным использованием биологического агента.
К нетрадиционным биологическим агентам на данном этапе развития биотехнологии относят растительные и животные ткани, в том числе гибридомы, трансплантанты. Большое внимание в настоящее время уделяется получению новейших биологических агентов – трансгенных клеток микроорганизмов, растений, животных генноинженерными методами. Развиты также новые методы, позволяющие получать искусственные клетки с использованием различных синтетических и биологических материалов (мембраны с заданными свойствами, изотопы, магнитные материалы, антитела). Разрабатываются подходы к конструированию ферментов с заданными свойствами.
Дата добавления: 2016-01-20 ; просмотров: 6523 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ
Биологические агенты
«. Биологические агенты (biological agents): микроорганизмы, в т.ч. полученные методами генной инженерии, культуры клеток и эндопаразиты, патогенные или непатогенные. «
Источник:
» ПРАВИЛА ПРОИЗВОДСТВА И КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВ. ГОСТ Р 52249-2009″
(утв. Приказом Ростехрегулирования от 20.05.2009 N 159-ст)
Смотреть что такое «Биологические агенты» в других словарях:
биологические агенты (biological agents) — 4 биологические агенты (biological agents): Микроорганизмы, в т.ч. полученные методами генной инженерии, культуры клеток и эндопаразиты, патогенные или непатогенные. Источник: ГОСТ Р 52249 2004: Правила производства и контроля качества… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Патогенные биологические агенты — 20) патогенные биологические агенты микроорганизмы, способные при попадании в организм человека вызвать инфекционное состояние;. Источник: Постановление Правительства РФ от 26.01.2010 N 29 (ред. от 04.09.2012) Об утверждении технического… … Официальная терминология
МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ И ДРУГИЕ БИОЛОГИЧЕСКИЕ АГЕНТЫ ИЛИ ТОКСИНЫ — это микроорганизмы и сложные соединения белковой природы бактериального, растительного или животного происхождения, способные при попадании или контакте с организмами человека или животных, а также с растениями вызывать их заболевания или гибель … Словарь-справочник уголовного права
Биологические препараты — Биологические препараты группа медицинских продуктов биологического происхождения, в том числе вакцины, препараты крови, аллергены, соматические клетки, ткани, рекомбинантные белки. В состав биологических препаратов могут входить сахара,… … Википедия
Агенты разрушения древесины биологические — 7 Источник: ГОСТ 20022.1 90: Защита древесины. Термины и определения оригинал документа … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
БИОЛОГИЧЕСКИЕ АГЕНТЫ
Важнейшими компонентами биотехнологических процессов, определяющими получение целевого продукта, являются биологические агенты. Номенклатура используемых в биотехнологической практике биологических агентов разнообразна и неуклонно расширяется. Современные биотехнологические производства базируются на использовании следующих групп биологических агентов:
– растительные и животные тканевые клетки, клетки тканей человека;
– компоненты клеток (протопласты, мембраны, митохондрии, хлоропласты и др.);
– рекомбинанты, полученные методами генетической инженерии;
– внеклеточные продукты (ферменты, коферменты);
В производственной практике наиболее широко используется традиционный биологический агент – микробная клетка. Выявляются все новые виды микроорганизмов, которые могут быть использованы в биотехнологии как продуценты полезных веществ. В связи с этим очень важное значение приобретают специализированные банки биологических агентов, коллекции генетически охарактеризованных микроорганизмов, криобанки клеток тканей животных и растений. Наиболее крупные коллекции промышленных микроорганизмов созданы в США: Coli-центр, Bacillus-центр, грибной центр и др. Основная задача коллекции – обеспечение сохранения жизнеспособности и генетических свойств штаммов. Коллекции культур играют также важную роль в процедуре правовой защиты новых патентуемых штаммов.
С ростом номенклатуры биопродуктов сформировались современные тенденции в использовании микробных клеток, которые связаны с применением термофильных микроорганизмов, анаэробных культур, смешанных культур микроорганизмов и их ассоциаций, иммобилизованных клеток микроорганизмов.
Термофильные микроорганизмы отличаются высокой конкурентоспособностью, при культивировании их предъявляются менее жесткие требования к уровню стерильности и снижаются затраты на охлаждение ферментационной среды, возможна самопроизвольная дистилляция целевого метаболита (например, при спиртовом брожении).
Возрождается интерес к использованию анаэробных микроорганизмов, которые часто также являются термофилами. Анаэробные процессы привлекают внимание исследователей в связи с малыми энергетическими затратами на процесс (нет необходимости в аэрации и интенсивном перемешивании питательной среды), а также возможностью получения в виде побочного продукта энергоносителя – биогаза или водорода. В связи с этим анаэробные процессы можно относить не только к энергосберегающим, но и к энергопродуцирующим.
Расширяется применение смешанных культур микроорганизмов и их ассоциаций. В природе микроорганизмы существуют в виде сообществ различных популяций, тесно связанных между собой. Ассоциации культур в сравнении с монокультурами имеют ряд преимуществ:
– способность ассимилировать сложные субстраты, малодоступные для монокультур;
– более высокая продуктивность;
– повышенная устойчивость к токсичным веществам и изменяющимся факторам окружающей среды.
Основная область применения смешанных культур – биодеградация сложных по составу или обладающих токсичностью субстратов. В частности, ассоциации микроорганизмов перспективны в процессах биоконверсии целлюлозосодержащих субстратов.
Практически все биологические агенты могут быть использованы в биотехнологических процессах в иммобилизованной форме. В природных условиях закрепление микробных клеток на различного вида носителях является естественным и распространенным процессом.
В биотехнологических производствах применяют следующие виды иммобилизации микробных клеток и ферментов:
– включение в гели, капсулы;
– адсорбция на поверхности твердых носителей;
– ковалентное связывание с носителем;
– сшивка бифункциональными реагентами без использования носителя;
– «самоагрегация» интактных клеток при создании определенных условий с образованием хлопьев и гранул.
Создание и использование биосистем с иммобилизованными биологическими агентами является одним из современных направлений развития биотехнологической отрасли, что обусловлено существенными преимуществами иммобилизованных клеток и ферментов перед свободными:
– удержание биоагентов в объеме реактора; возможность создания высокой регулируемой концентрации биоагента в реакторе;
– возможность организации непрерывного процесса с многократным использованием агента и высокой скоростью протока среды;
– удешевление процесса выделения целевого продукта из культуральной среды, не содержащей клеточной массы;
– более высокая активность (продуктивность) и стабильность биоагента в иммобилизованном состоянии;
– повышение устойчивости иммобилизованных биоагентов к неблагоприятным факторам среды;
– возможность промышленного использования дорогостоящих биоагентов (например, ферментов);
– использование иммобилизованных биоагентов в создании биологических микроустройств (ферментные электроды, биологические датчики, запоминающие устройства и т. д.).
Набор биологических агентов непрерывно пополняется новыми, нетрадиционными объектами, появляются нетрадиционные биотехнологические процессы.
Особое внимание уделяется в настоящее время созданию не существующих в природе биологических агентов методами генетической инженерии. Сформировалось направление конструирования искусственных клеток.
Разрабатываются подходы к созданию искусственных ферментов и аналогов ферментов, обладающих повышенной стабильностью и активностью.
К нетрадиционным биологическим агентам на данном этапе развития биотехнологии относятся растительные и животные тканевые клетки, а также клетки тканей человека.
Биотехнология клеток растений – это молодая отрасль биотехнологии. Культуры растительных клеток могут быть использованы:
– в биосинтетических и биотрансформирующих реакциях;
– при микроразмножении и получении новых форм растений в агротехнике.
Растительные клетки можно культивировать как на твердой среде, так и глубинным способом. При крупномасштабном культивировании суспензии клеток растений следует учитывать, что эти клетки чрезвычайно чувствительны к эффекту среза и быстро лизируются при интенсивном механическом перемешивании среды (большинство клеток погибает уже к 20-30-му часу культивирования). Клетки растений имеют также тенденцию агрегироваться, что затрудняет контроль параметров процесса и нарушает массообмен.
Культуры клеток растений могут быть использованы для биосинтеза вторичных метаболитов (аминокислоты, витамины, гормоны, красители, липиды, нуклеиновые кислоты, полисахариды, стероиды, ферменты, терпены, регуляторы роста и т. д.), а также для биотрансформации химических соединений. Однако экономически выгодных биотрансформационных процессов мало. Культивирование клеток осуществляют в условиях асептики. Для получения метаболитов можно использовать иммобилизованные клетки растений. Важнейшим их преимуществом является повышенная устойчивость к механическим повреждениям.
В настоящее время основными недостатками использования культур тканей растения для получения метаболитов являются:
– высокий уровень инфицирования ферментационной среды;
– низкая скорость роста (время генерации клеток примерно в 100 раз больше, чем у микроорганизмов);
– низкий выход продуктов при большой продолжительности процесса.
В настоящее время культуры клеток растений рассматриваются как биологические агенты для получения дорогостоящих, требующихся в небольшом количестве соединений.
Особый интерес представляет способность культур растений к тотипотенции, т. е. регенерации целого растения из отдельной клетки (в любой клетке растения заложена информация, необходимая для дифференцирования клеток при делении). Это явление используется в агротехнике. Микроразмножение растений имеет следующие преимущества:
– возможность получения растений, не содержащих возбудителей болезней;
– возможность быстрого размножения(в течение круглого года) медленно растущих растений или новых видов растений;
– однородность рассадочного материала;
– возможность длительного хранения генетического материала и обмена им;
– возможность создания новых генотипов растений.
Новые формы растений создаются с использованием приемов клеточной инженерии: гибриды получают с помощью парасексуальной гибридизации путем слияния протопластов. Этот метод отличается тем, что в качестве родительских используются не половые клетки (гаметы), а соматические клетки растения. В большинстве случаев используют протопласты листа либо протопласты, полученные из каллусных тканей. Из гибридных клеток, полученных таким путем, регенерируют целые растения – гибриды.
Традиционный селекционный процесс (основанный на применении полового скрещивания как средства генетического обмена) отличается длительностью (несколько лет) и скрещивание возможно между филогенетически близкими растениями.
Путем слияния протопластов успешно осуществляют гибридизацию при межвидовых, межродовых и даже межсемейственных скрещиваниях. В настоящее время при селекционных центрах создаются лаборатории клеточной инженерии, в которых отрабатывается техника парасексуальной гибридизации.
В промышленных условиях культура клеток растений в виде каллусной ткани использовалась в производстве спиртового экстракта биоженьшеня.
Культуры клеток тканей животных и человека используются в следующих основных направлениях:
– производство вирусных вакцин, изучение действия вирусов и влияния различных факторов на вирусную инфекцию;
– получение физиологически активных веществ, например, интерферонов;
– трансплантация тканей человека (пересадка клеток поджелудочной железы для больных сахарным диабетом);
– производство моноклональных антител;
– получение препаратов стволовых клеток для терапевтических целей.
Крупномасштабное культивирование клеток животных и человека осложнено определенными трудностями, связанными с тем, что клетки вне организма растут плохо. Для культивирования клеток используются естественные среды (сыворотка, сгустки плазмы, тканевые экстракты). Созданные синтетические среды (среда Маккоя, среда Игла и др.) имеют сложный состав (более 50 компонентов). Большинство клеток растут на поверхности субстрата в виде монослоя (поверхностно-зависимые клетки). Суспензионный метод культивирования свободных клеток в реакторе требует специальной аппаратуры: конструкция должна обеспечивать интенсивное перемешивание среды без разрушения клеток. В связи с этим разрабатываются суспензионные методы выращивания клеток на носителях. Проблема создания крупномасштабных систем для культивирования клеток животных и человека не решена.
Основой современной промышленной биотехнологии является микробиологический синтез, в котором используются различные группы микроорганизмов для получения широкого ассортимента продуктов (рис. 1.1).
Рис. 1.1. Промышленные продукты микробиологического синтеза
Важнейшими преимуществами микробиологического синтеза являются: использование дешевого сырья, часто в виде промышленных отходов; возможность синтеза сложных органических соединений в одну стадию в мягких условиях (низкая температура, невысокое давление).
Эффективность процесса микробиологического синтеза определяется прежде всего возможностями микроорганизмов – продуцентов целевых продуктов. К промышленным продуцентам предъявляются определенные требования, в числе которых:
– высокая скорость роста;
– непатогенность штаммов, нетоксичность биомассы;
– высокий выход биомассы (или метаболита) от субстрата;
– легкость выделения клеток из культуральной жидкости;
– конкурентоспособность, устойчивость в процессе непрерывного культивирования;
– возможность культивирования в нестерильных условиях;
– минимальное накопление второстепенных продуктов метаболизма в культуральной жидкости.
Дата добавления: 2015-04-20 ; просмотров: 66 | Нарушение авторских прав
Биологические агенты
Некоторые организмы, включая различные виды плесени и бактерии Legionella, легко обнаруживаются в естественной и антропогенной среде. Многие из них способны распространяться от человека к человеку (например, передающиеся через кровь патогены и вирусы гриппа), прямо или косвенно; некоторые из них передаются насекомыми. Биологические агенты напрямую влияют на условия труда и для определения степени их воздействия производят оценку труда по биологическому фактору.
На этой странице приведен список различных биологических агентов и токсинов. Здесь же приводятся ссылки на подробную информацию о конкретном биологическом агенте.
Сибирская язва
Сибирская язва — острое инфекционное заболевание, вызываемое спорообразующей бактерией Bacillus anthracis. Как правило, она появляется при контакте с животными, зараженными сибирской язвой, или продуктами животного происхождения, зараженными сибирской язвой.
Птичий грипп
Птичий грипп является высоко контагиозным заболеванием птиц, которое в настоящее время распространено среди домашней птицы в Азии. Эксперты в области птицеводства сходятся во мнении, что немедленный отбор инфицированных и зараженных птиц является первой линией обороны как для защиты здоровья человека, так и для сокращения дальнейших потерь в сельскохозяйственном секторе.
Ботулизм
Коронавирус
Новый коронавирус, появившийся в Китае в 2019 году, может вызывать пневмонические заболевания с признаками и симптомами, включающими лихорадку, кашель и одышку.
Цитомегаловирус
Цитомегаловирус (CMV, ЦМВ). Работники детских учреждений и медицинских учреждений относятся к группе наибольшего риска заражения CMV — распространенным вирусом, который ежегодно поражает десятки тысяч человек и легко распространяется при контакте со слюной и другими жидкостями организма инфицированных лиц.
Эбола
Геморрагическая лихорадка Эбола — это заболевание, вызванное заражением вирусом Эбола. Это вид вирусной геморрагической лихорадки, вызываемой любым из нескольких штаммов вирусов рода Эбола. Вирусы Эбола способны вызывать тяжелые, угрожающие жизни заболевания.
Пищевые отравления
Пищевые отравления вызываются вирусами, бактериями, паразитами, токсинами, металлами и прионами (микроскопическими белковыми частицами). Симптомы варьируются от легкого гастроэнтерита до опасных для жизни неврологических, печеночных и почечных синдромов.
Хантавирус
Хантавирусы передаются человеку из сухого помета, мочи или слюны мышей и крыс. В повышенной степени этому заболеванию подвержены работники лабораторий и лица, работающие в зараженных зданиях.
Болезнь легионеров
Болезнь легионеров — бактериальная болезнь, обычно ассоциируемая с аэрозолями на водной основе. Оно часто является результатом плохого обслуживания систем кондиционирования воздуха и систем питьевой воды.
Корь — это очень заразное и потенциально серьезное бактериальное заболевание, которое практически не появляется из-за вакцинации населения. Однако невакцинированные путешественники часто привозят болезнь из-за границы, распространяя ее среди других восприимчивых людей и вызывая периодические вспышки.
Ближневосточный респираторный синдром
Ближневосточный респираторный синдром (MERS) — является потенциально смертельным, возникающим респираторным заболеванием, вызванным новым коронавирусом, который в первую очередь поражает легкие и дыхательные пути. Впервые о MERS было сообщено в Саудовской Аравии в 2012 году, и по меньшей мере 25 других стран сообщили о подтвержденных случаях заболевания MERS.
Плесень и грибы
Плесень производит и выделяет миллионы спор, достаточно мелких, чтобы быть переносимыми воздухом, водой или насекомыми, которые могут оказывать негативное воздействие на здоровье человека, включая аллергические реакции, астму и другие респираторные проблемы.
Ежегодно Всемирная организация здравоохранения сообщает о 1-3 тысячах случаев заболевания чумой. Инфицирование чумой может привести к быстрому распространению легочной формы заболевания, что может иметь катастрофические последствия.
Тяжелый острый респираторный синдром
Тяжелый острый респираторный синдром (ТОРС, SARS) — вирусное респираторное заболевание, вызываемое коронавирусом, называемым атипичной коронавирусной (ТОРС-КОВ). С 2004 года, по данным Центров по контролю и профилактике заболеваний США (CDC), нигде в мире не было зарегистрировано ни одного случая ТОРС.
Оспа — очень заразное заболевание, уникальное для человека. По оценкам, не более 20 процентов населения обладает иммунитетом от предыдущих прививок.
Туляремия
Туляремия также известна как «кроличья лихорадка» или «лихорадка оленьей мухи» и является чрезвычайно заразной. Для того, чтобы вызвать болезнь, требуется относительно небольшое количество бактерий.
Вирусная геморрагическая лихорадка
Геморрагическая лихорадка — заболевание вызывающее поражение сосудов, которое сопровождается развитием тромбогеморрагического синдрома. Анализ крови в большинстве случаев показывает лейкопению и чуть позже тромбоцитопению.
Вирус Зика
Вирус Зика наиболее часто распространяется через укусы инфицированных комаров в районах с постоянной вирусной передачей. Однако он также может передаваться от человека к человеку через повреждения острыми предметами и контакт с инфицированной кровью, биологическими жидкостями и материалами.
Патогены, передающиеся с кровью
Тысячи работников сферы здравоохранения и смежных профессий подвержены риску профессионального воздействия патогенов, передаваемых с кровью, включая вирус иммунодефицита человека (ВИЧ), вирус гепатита B, вирус гепатита C и другие.
Патогенные биологические агенты
Постановление Правительства РФ от 26.01.2010 N 29 (ред. от 04.09.2012) «Об утверждении технического регламента о требованиях безопасности крови, ее продуктов, кровезамещающих растворов и технических средств, используемых в трансфузионно-инфузионной терапии»
Полезное
Смотреть что такое «Патогенные биологические агенты» в других словарях:
Биологические агенты — (biological agents): микроорганизмы, в т.ч. полученные методами генной инженерии, культуры клеток и эндопаразиты, патогенные или непатогенные. Источник: ПРАВИЛА ПРОИЗВОДСТВА И КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВ. ГОСТ Р 52249 2009 (утв.… … Официальная терминология
биологические агенты (biological agents) — 4 биологические агенты (biological agents): Микроорганизмы, в т.ч. полученные методами генной инженерии, культуры клеток и эндопаразиты, патогенные или непатогенные. Источник: ГОСТ Р 52249 2004: Правила производства и контроля качества… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Средства биологические — бактериальные, биологические агенты, способные поражать организмы живых существ и растений. К ним относятся болезнетворные (патогенные) микроорганизмы (вирусы, риккетсии, бактерии, грибки) и высокотоксичные продукты их жизнедеятельности (токсины) … Словарь черезвычайных ситуаций
МУ 2.1.4.1057-01: Организация внутреннего контроля качества санитарно-микробиологических исследований воды — Терминология МУ 2.1.4.1057 01: Организация внутреннего контроля качества санитарно микробиологических исследований воды: 1. Бокс (бокс ированное помещение) изолированное помещение с тамбуром (предбоксником). Определения термина из разных… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Инактивация патогенных биологических агентов — 12) инактивация патогенных биологических агентов воздействие на патогенные биологические агенты с целью прекращения их репродукции;. Источник: Постановление Правительства РФ от 26.01.2010 N 29 (ред. от 04.09.2012) Об утверждении технического… … Официальная терминология
ГОСТ Р 52249-2004: Правила производства и контроля качества лекарственных средств — Терминология ГОСТ Р 52249 2004: Правила производства и контроля качества лекарственных средств оригинал документа: 1 аттестация (валидация) (qualification, validation): Доказательство того, что методика, процесс, оборудование, материал, операция… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Биологическая опасность — Международный символ биологической опасности[1] Биологическая опасность (угроза) отрицательное воздействие биологических … Википедия
Биологическое оружие — … Википедия
