Эти методические указания к лабораторным занятиям по курсу Методы биотехнологических исследований для III студентов курса специальности Промышленная биотехнология для всех форм обучения.
Методы биотехнологических исследований является прикладной междисциплинарной области знаний потому, что базируется на ряде фундаментальных и прикладных наук таких, как высшая математика, неорганическая химия, органическая химия, аналитическая химия, физика, физическая и коллоидная химия, биохимия, прикладная механика).
Методы биотехнологических исследований вообще отражает специфическое использование аналитических методов на различных стадиях биотехнологических процессов.
Лабораторные работы предусматривают изучение методик исследования, которые используются для оценки направленного проведения биотехнологических процессов, контроль качественного и количественного состава метаболитов и готовой продукции.
В методических указаниях Методы биотехнологических исследований изложены использования аналитических методов, их характеристика, особенности применения для биотехнологии.
Каждой теме лабораторных исследований предшествует краткое теоретический обзор, необходимый для понимания студентами сущности изучаемых вопросов. В материалах приведены таблицы, графологические структуры, которые позволяют наглядно представить объекты, вещества, которые исследуются. Материал лабораторных занятий предоставляется в следующей последовательности: формулировка темы, цели, определение конкретной задачи, перечень необходимого оборудования и материалов и порядок выполнения задания.
Каждая предложенная лабораторная работа носит научно-исследовательский характер. Основная цель методических указаний Методы биотехнологических исследований:
- Закрепление теоретических знаний, полученных студентами на лекциях по курсу Методы биотехнологических исследований, практическая подготовка студентов для дальнейшего успешного усвоения базовых специальных и профессиональных дисциплин, особенно тех, которые связаны с изучением промышленных биотехнологических процессов;
- Изучение основных принципов исследования особенностей и свойств клеток, тканей, органов живых организмов;
- Получение практических навыков исследовательской работы с различными биообъектами, умение проанализировать полученные результаты.
Каждый студент обязан, руководствуясь методическими указаниями Методы биотехнологических исследований, изучить до занятия теоретические вопросы, знать принцип работы, последовательность проведения исследований (реакций), химизм реакций, записать заранее ход работы в тетрадь, после проведения исследований сделать необходимые записи, рисунки и выводы. Студент должен быть готов ответить на вопросы для самоконтроля и подписать работу в день проведения занятия.
Выполнение предложенного курса лабораторных работ позволит будущим специалистам биотехнологам уметь:
- применять различные методы изучения биологических объектов;
- в результате проведения биотехнологических исследований определять качественный состав органических соединений клеток биообъектов и их количественное содержание;
- анализировать физико-химические свойства различных веществ клеток живых организмов, метаболических процессов;
- определять и уметь использовать физико-химические методы для оценки стадий биотехнологического процесса.
Биотехнология как фундаментальная наука с помощью специальных информативно-аналитических интсрументов изучает и использует закономерности метаболических превращений организмов с определенными технологическими условиями на всех уровнях биологической спектру. Эти методы биотехнологических исследований имеют системный подход и включают целый ряд экспериментальных физико-химических приемов для оценки или контроля направленности стадий биотехнологического процесса. Так, с помощью количественных аналитических методик подготовительных стадий могут определяться и контролироваться компоненты исходного сырья, питательных сред, по гидродинамическим принципам — производится отделение биомассы от нативной жидкости, физико-химическими методами сорбционной, электрофоретического, электрохимического характера — выделение, разделение, очистка и концентрирования продуктов биосинтеза на завершающих этапах биотехнологического процесса.
Перечень работ, которые необходимо выполнить в курсе Методы биотехнологических исследований:
- Фракционирование белков высаливанием
- Калориметриметрический метод определения концентрации белка биуретовой реакцией
- Количественное определение белка по Лоури
- Мембранные методы в биотехнологических исследованиях. Определение активности выделенных ферментов
- Мембранные методики в биотехнологических исследованиях. Обессоливание растворов белков методом диализа
- Определение количества клеток или биомассы нефелометрически
- Дезинтеграция клеток
- Дифференциальное центрифугирование
- Потенциометрический метод определения концентрации водородных ионов (рН) в буферных растворах и биологических жидкостях
- Распределение белковой смеси путем гель-фильтрации