186152. lajstromszámú szabadalom • Eljárás növényi és állati sejtek tartalmának kinyerésére gázdiffúziós sejtrobbantással
1 i 86 152 2 A találmány tárgya eljárás növényi és állati sejtek tartalmának kinyerésére, gázdiffúziós sejtrobbantással. A találmány célja növényi és állati sejtek tartalmának lehetőleg teljes kinyerése a további feldolgozás céljaira, miközben elvileg minden egyes sejt felszakad és a lé-nyeredék megközelítheti az elméleti értéket. Az eljárás többnyire szobahőmérsékleten megy végbe, így az érzékeny biológiai anyagokat maximálisan kíméli. Az eddig ismert lé-nyerő eljárásoknál a sejteket mechanikusan, szeleteléssel, reszeléssel, aprítással igyekeztek felnyitni vagy préseléssel vagy zúzással felszakítani. Esetleg a sejtfalat üveggolyókkal őrölve roncsolták el vagy a sejtfalakat megfelelő enzimek hozzáadásával bontották le. Esetenként ezen műveleteket a sejtek tartalmának kioldása előtti melegítéssel is kiegészítették. Mindezek a műveletek tetemes energiát és költséges berendezést igényelnek és többnyire jelentős anyagváltozásokat és szennyeződést okoznak, ami a léből esetleg kivonandó anyagok tisztaságát nagymértékben rontja és adott esetben további tisztítási lépéseket is igényel. A találmány célja ezen hátrányok kiküszöbölése, illetve hatékonyabb eljárás kidolgozása, ügy, hogy gyakorlatilag minden egyes sejtet felnyitunk, azokat belülről repesztve szét és egyidejűleg csökkentjük a nagy energiaszükségletet, mivel az eljárás a lé-nyeredék-többlelhez képest jelentéktelen energiafelhasználást igényel, miközben a lehető legkíméletesebb módon teszi szabaddá a sejtek béltartalmát. Ezt annak felhasználásával értjük el, hogy a magasabb nyomáson - mivel a gázok a sejtlében a nyomással egyenes arányban, a hőfokkal pedig fordított arányban oldódnak - a gázok bediífundálnak a sejtbe és a sejtlében oldódnak. A diffúzió után a külső nyomást megszüntetjük, ekkor a nyomáskülönbözetnek megfelelő mennyiségű többletgáz a sejtléből kiválik és nyomásával belülről szétrepeszti az egyes sejteket, szabaddá téve azok tartalmát. Természetesen a sejtfalak szilárdságának megfelelően minden sejtféleség egy bizonyos fajlagos nyomást igényel szétrepesztéséhez, amelynél az alkalmazott diffúziós nyomásnak nagyobbnak kell lennie. Ez a nyomás továbbá függvénye az alkalmazott gáz sejtnedvben váló oldhatóságának, valamint a műveleti hőmérsékletnek is. Egyébként az eljárás bármilyen gázzal vagy gázkeverékkel lefolytatható. Előnyösen alkalmazható e célra alacsony költsége miatt is a levegő, attól függően, hogy milyen anyagot kezelünk, a kémiai mellékhatásokra való tekintettel a nitrogén vagy más közömbös gáz, illetve azok keveréke néha jobban megfelel. Az esetleges oxidáció visszaszorítására vagy más célból előnyös lehet kémiai reakcióba lépő anyagok (kéndioxid, nitrogén-oxidok stb.) kis mennyiségben való hozzákeverése az alkalmazott gázokhoz. Az eljárás foganatosításához egy könnyen nyitható, nyomásálló tartályra van szükség bevezetőnyílással, lefúvatónyílással, biztosítószeleppel, esetleg nyomásmérővel, valamint a nyomás létesítéséhez szükséges berendezéssel, amely lehet levegőkompresszor vagy megfelelő gázpalack. Az esetek többségében egyszerű, lemezből hegesztett tartály is megfelel, mivel főleg friss sejteknél viszonylag kis túlnyomás elegendő a cél eléréséhez. Az eljárás foganatosításakor a feltárandó anyagot behelyezzük a tartályba, a tartályt lezárjuk és ráeresztjük a feltárandó anyag igénye szerinti gáznyomást (kb. 1-6 bar), ezen nyomáson a diffúzió végbemeneteléhez szükséges ideig (a sejtfal gázáteresztő képességének függvényében V4--3 óra) állni hagyjuk, majd a nyomást lehetőleg hirtelen leeresztjük és az edényzetet kinyitjuk. A feltárt anyagot, ha az eljárást lé nyerése céljából végeztük, a szokásos módon dolgozzuk fel, préseléssel, centrifugálással, szűréssel vagy kioldással. Ha teljesen száraz, szárított anyaggal dolgozunk azt vízzel vagy más oldószerrel elő kell nedvesíteni, illetve áztatni kell, hogy a feszitő nyomáshoz szükséges gáztöbblet oldódhasson a nedvesítés által felhígult sejtnedvekben. Amennyiben az eljárást az állati vagy növényi szövetek szilárdságának, tapadásának vagy állagának megváltoztatására, illetve csökxentésére végezzük, rendszerint nagyobb nyomásra ás hosszabb diffúziós időre van szükség. Energiaszükséglet szempontjából a szokványosán használt módszerekhez viszonyítva ez még mindig lényegtelen, elhanyagolható. A rendszer hőmérsékletét az eljárás során általában nem változtatjuk, kívánt esetben azonban az elérendő cél függvényében a hőmérsékletet csökkenthetjük az eljárás alatt, vagy szükség esetén a endszer hőmérsékletét a diffúzió után, a felnyitás ta zárt tér megszüntetése) előtt emeljük. A kezelendő anyag nedvesítését végezhetjük úgy is, hogy a kezeléshez az anyaggal együtt vizet, valamilyen hatóanyagot tartalmazó oldatot vagy oldószert is helyezünk a készülékbe. A diffundáltatott gázhoz vagy gázkeverékhez az anyagra kémiailag vagy biológiailag ható anyagot is adagolhatunk. Áz anyag nyomás alá helyezését rövid szünetek közbeiktatásával többször is megismételhetjük. A találmány szerinti eljárást közelebbről a példák kapcsán mutatjuk be, anélkül azonban, hogy a megoldást kizárólag a példákra korlátoznánk. 1. példa Egy nyitható nyomásálló edénybe - amely nyomásmérővel és be-, illetve leeresztő szeleppel van ellátva - bemérünk az ellenmintával azonos menynyiségü szőlőt, és az edényt szénsavpalackból 6 bar nyomásra feltöltjük, majd az edény szelepét lezárva a szénsav-vezetéket róla lekapcsoljuk. Az edényt ezen a nyomáson Vi órát állni hagyjuk, miközben a nyomás az elnyelődés folytán kissé (kb. 1 bar-ral) lecsökken. Ezután a gáznyomást gyorsan leeresztjük cs az edényt kinyitva a felszabaduló gáz távozáséra és a sejtek felrepedésére nyitott állapotban hagyjuk. A behelyezett szőlő felrepedezik és részben már levet ereszt. Ezt az egész anyagot a szokványos módon ugyanúgy préselve vagy centrifugálva, mint a nem kezelt ellenmintát, 6,8%-kal több levet kapunk. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
