Комбінований пристрій для девіталізації мікроорганізмів

Комбінований пристрій для девіталізації мікроорганізмів, здійснюючий заморожування, який відрізняється тим, що вміщує складовий пристрій для заморожування рідкого об'єкту до температури мінус 30 °С і нижче і складовий пристрій, який створює магнітне поле з індукцією 30 мТл і вище. (19) (21) u200910406 (22) 14.10.2009 (24) 25.03.2010 (46) 25.03.2010, Бюл.№ 6, 2010 р. (72) РАЙЧЕНКО ОЛЕКСАНДР ІВАНОВИЧ, МОСІЄНКО ВОЛОДИМИР СЕРГІЙОВИЧ, ЧЕРНЕНКО ЛЕОНІД ІВАНОВИЧ, ЯНІШ ЮРІЙ ВАДИМОВИЧ, ДЕРЕВ'ЯНКО ОЛЕНА ВАСИЛІВНА, КАРНАУШЕНКО ОЛЕНА ВОЛОДИМИРІВНА 3 соб стерилизации медицинских инструментов, содержащих каналы и полости, и устройство для его осуществления". В ньому використовується кріо-обробка. Недоліком такого пристрою є дуже складна методика знищення мікроорганізмів, а також необхідність заморожування до значно нижчих (порядку мінус 110 °С), ніж у способі девіталізації мікроорганізмів, що заявляється, температур. В основу корисної моделі "Комбінований пристрій для девіталізації мікроорганізмів" покладено задачу досягти знищення мікроорганізмів за рахунок використання мінімальної кількості підпорядкованих пристроїв та етапів технологічної обробки. Далі наводиться інформація про складові заявлюваного комбінованого пристрою та короткий опис їхнього застосування. Суть корисної моделі полягає в поєднанні пристрою для заморожування оброблюваного рідкого об'єкту з охолодженням до температур в інтервалі від мінус 20 °С до мінус 45 °С та пристрою, який створює МП з індукцією в інтервалі від 30 мТл і вище. Цей комбінований пристрій вміщує складовий пристрій для заморожування рідкого об'єкту до температури мінус 20 °С і нижче та складовий пристрій, який створює МП з індукцією 30 мТл і вище. Таким чином, принципова схема корисної моделі базується на комбінації складового пристрою, що генерує змінне МП, та складового пристрою для глибокого охолоджування, включаючи заморожування. Принцип дії комбінованого пристрою полягає у наступному: пробірку з культурою бактерій занурюють у ємність із рідким азотом і тримають там до стану заморожування, після чого розміщують у зазорі складового магнітного пристрою. В експериментах in vivo замість ємності використовується прилад для заморожування кріодеструктор, що надає можливість одночасно проводити заморожування та застосовувати магнітний вплив. Кожна складова системи, що базується на своєму джерелі впливу (охолодження та магнетизм), може використовуватися або автономно (тобто одне незалежно від іншого), або вони можуть бути пов'язані системою керування, яка буде вмикати, експлуатувати та вимикати кожну з складових системи окремо або обидві разом за бажаною програмою. В описуваному пристрої досліджували вплив змінного магнітного поля (ЗМП), глибокого заморожування окремо та комбінації вказаних факторів на стан бактерій. Дослідження впливу комбінованого застосування низьких температур та МП були проведені на культурі, яка є представником непатогенної спороутворюючої флори - Bacillus cereus. Бактерії суспендували з виконанням всіх вимог стерильності у дистильованій воді. Вплив ЗМП здійснювали за допомогою пристрою, виготовленого в Інституті проблем 48632 4 матеріалознавства ім. І.М. Францевича НАН України. Прилад забезпечував однорідну (в межах об'єму з габаритами 13x25x45 мм) магнітну індукцію (з точністю до 10 %). В зазорі магнітного осердя вказаних вище розмірів можна було одержати змінну індукцію з частотою 50 Гц до 30 мТл при живленні котушки від мережі промислового струму через автотрансформатор ЛАТР-2,5. Магнітну індукцію в зазорі вимірювали за допомогою тесламетра універсального 43205/1. Досліди in vitro проводили при температурах від мінус 20 °С до мінус 45 °С. МП застосовували як на стадіях заморожування, так і на стадіях розмерзання. Експозиція при застосуванні МП складала від 120 до 900 с. Досліджувані зразки бактеріальної суспензії (объемом 0,5-1 мл) в пробірках Епендорфа місткістю 1,5 мл вміщували між полюсами електромагніта, за необхідності - вимкненого (контроль та варіанти з одним тільки кріовпливом). Стерильний аплікатор, що підводить рідкий азот в кріодеструктор, занурювали у зразок (рідинний об'єкт) або пробірку з рідинним объектом занурювали в посудину з холодоагентом (рідким азотом). Кріовплив на бактеріальні суспензії полягав в охолодженні їх до температури в інтервалі від мінус 20 °С до мінус 45 °С і витримуванні їх при цій температурі протягом 70-120 с; температура контролювалася за допомогою термопари і реєструвалася на паперовій стрічці самописця. Розмерзання проходило у вільному режимі при кімнатній температурі і тривало щоразу близько 600 с. У випадку чистого впливу МП на бактерії використовувались два режими: протягом 120 с та 900 с. Оскільки різниці в результатах виявлено не було, в подальшому максимальна експозиція дії МП на мікроорганізми дорівнювала 120 с. У випадку сполученої дії МП і кріовпливу МП застосовувалося тільки під час заморожування зразків, плюс ще 50 с після початку розмерзання з поступовим підвищенням температури всередині пробірок Епендорфа. Після розмерзання зразків, що піддавалися кріовпливу та комбінованому впливу МП і глибокого заморожування, аліквоти суспензій Bacillus cereus (в тому числі і варіантів без заморожування, тобто контрольних зразків, і зразків, на які діяли одним тільки МП), висівали у стандартні чашки Петрі на щільне живильне середовище - рибопептонний агар (РПА) - і рівномірно розподіляли по її поверхні за допомогою шпателя Дригальського. Результати дослідів зазвичай обраховували через добу після висіву матеріалу, а в разі необхідності щодня протягом 7 діб з подальшим культивуванням при 37 °С (результати див. в таблиці). У бактерій візуально обліковували інтенсивність росту (4 стандартні градації: +, ++, +++, ++++) або його відсутність (-), характер росту, 2 середню кількість колоній на 1 см , середній діаметр колоній (мм). 5 48632 6 Таблиця Вплив ЗМП, глибокого заморожування - (кріо) - та їх комбінованої дії (ЗМП + кріо) на ріст Bacillus cereus № Варіант впливу 1 2 3 4 контроль інтактний ЗМП кріо ЗМП + кріо Інтенсивність росту за 1 добу 4 доби 7 діб +++ +++ ++++ +++ +++ ++++ – + ++ – – – Обробка з використанням заявленого пристрою дає результат: сполучення кріовпливу і ЗМП призвело до повної загибелі Bacillus cereus, a застосування кріовпливу або ЗМП поодинці не викликає девіталізації мікроорганізмів. Наводиться приклад корисної моделі. Корисна модель містить в собі джерело магнітного поля (ДМП), що складається з автотрансформатора, і приєднаної до ДМБ котушки з феромагнітним О-подібним осердям із зазором, у якому створюється МП, та розташованої поруч ємності із рідким азотом. В експериментах in vivo замість ємності із рідким азотом використовується кріодеструктор, який прикладається до піддослідного об'єкта, що закріплюється на висувному столику у зазорі ДМП, що надає можливість одночасно проводити заморожування та накладання МП. Схематичне зображення ДМП показане на фіг. 1. У котушці використаний мідний дріт діаметром 1,25 мм із лаковою ізоляцією. У якості феромагнітного матеріалу осердя використаний набір пластин з електротехнічної сталі. Перетин осердя 50x25 мм. Розмір зазору в осерді складає 8 мм. У зазорі забезпечувалося МП високої однорідності (до 3 %, як показали випробування й виміри за допомогою універсального вимірювача МП марки 43205/1). На фіг. 2 дається схематичне зображення конструкції комбінованого пристрою, що містить ДМП та джерело кріовпливу (ДКВ). У комбінований пристрій входять: котушка (1), електричні уводи котушки (2), феромагнітне осердя (3), 2 Колоній на 1 см поверхні РПА за 7 діб 8±1 9±1 0,5±0,03 – колоній за 7 діб, мм 3,93±0,54 2,88±0,49 10,00±1,47 – джерело кріовпливу (4), ємність з оброблюваною суспензією (5), висувний столик для фіксації піддослідних об'єктів (6). Комбінований пристрій працює наступним чином. В ємність 5 (дивись зараз і далі фіг. 2) наливається суспензія, що містить, наприклад, рідину (воду або фізіологічний розчин) з мікроорганізмами, які треба знешкодити. До ємності 5 з суспензією підводиться до торкання джерело кріовпливу (наприклад, кріодеструктор з рідким азотом). Це забезпечує пониження температури, заморожування суспензії та витримку її у замороженому стані необхідний час при необхідній температурі. Одночасно через електричні уводи 2 і котушку 1 з дроту, що являє собою частину електромагніта, пропускають струм від джерела електричного струму. Завдяки цьому оброблювана суспензія, що знаходиться у зазорі феромагнітного осердя, опиняється під дією двох факторів низької температури (у стані замороження) та МП. Після розмерзання замерзла суспензія стає рідиною, а після вимикання електричного струму, що йшов через котушку, або після виймання ємності з суспензією з зазору осердя 3 дія МП на суспензію припиняється. Індукція МП в ДМП встановлюється завданням сили струму, що пропускається через котушку. Вимірювання відбувається за допомогою відповідного датчика-тесламетра 43205/1. Промислова придатність: конструкція заявленого комбінованого пристрою здатна бути основою для конструювання обладнання, яке буде створене для використання при кріо-магнітній обробці рідинних об'єктів з метою знищення шкідливих мікроорганізмів у медицині, біотехнологіях, промисловості та у справі знешкодження відходів. 7 Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 48632 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601