Спосіб оцінювання одночасного впливу зовнішніх факторів на мікроорганізми

Реферат: Спосіб оцінювання одночасного впливу зовнішніх факторів на мікроорганізми, оснований на вимірюванні залежності параметрів життєдіяльності мікроорганізмів від значень зовнішніх факторів, причому оцінюють одночасний вплив кількох зовнішніх факторів у комбінаціях мінімальних та максимальних значень, а саме: рівня освітленості - 100-500 лк; температури 18-30 °C; напруженості електричного поля - 0-2,4 В/м в межах тих величин, які зустрічаються у природних умовах, і оцінюють посилюючий або послаблюючий вплив зовнішніх факторів при їх спільній дії на параметри життєдіяльності мікроорганізмів. UA 117651 U (54) СПОСІБ ОЦІНЮВАННЯ ОДНОЧАСНОГО ВПЛИВУ ЗОВНІШНІХ ФАКТОРІВ НА МІКРООРГАНІЗМИ UA 117651 U UA 117651 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до техніки вимірювання параметрів рухливих мікроорганізмів і може бути використаний для вивчення фізіологічних і біофізичних властивостей цих мікроорганізмів та оцінювання впливу зовнішніх факторів та стресів на ці мікроорганізми. Відомий спосіб оцінювання впливу зовнішніх факторів на мікроорганізми (Посудин Ю.И., Масюк Н.П., Радченко М.І., Лилицкая Г.Г. Фотокинетические реакции двух видов Dunaliella Teod. // Микробиология, 1988. - Т.57. - Віп.6. - С.1001-1006), базується на вимірюванні залежності одного параметра життєдіяльності мікроорганізму від одного зовнішнього фактора, наприклад, залежності швидкості поступального руху рухливої клітини V від рівня освітленості Е. Недоліком способу є оцінювання лише одного зовнішнього фактора на параметри життєдіяльності мікроорганізмів. Найбільш близьким до способу, що заявляється, є спосіб, який базується на оцінюванні кількох зовнішніх факторів на параметри життєдіяльності мікроорганізмів. Спосіб передбачає вимірювання реакції мікроорганізму Ri=ƒ(Pi), де Ri=(Рі-Рimin)/Рimin, а Рі та Рimin - параметри життєдіяльності мікроорганізму для даного та мінімального значення зовнішнього параметра; і=1,2.3, … n. Тут n - кількість зовнішніх параметрів. Розглянемо вимірювання залежності швидкості поступального руху мікроорганізмів V від освітленості Е та температури t: Для цього суспензію мікроорганізмів розміщують в термостаті, обладнаному термометром і джерелом світла, та послідовно визначають кінетичні реакції на зміну температури RiT=(ViT-ViminТ)/ViminТ та зміну освітленості RiE=(ViE-ViminE)/ViminE (Масюк Н.П., Посудин Ю.И., Лилицкая Г.Г. Фотодвижение клеток Dunaliella Teod. (Dunaliellales, Chlorophyceae, Viridiplantae). K.: Академпериодика, 2007. - 265 с.). Недоліком способу оцінювання впливу зовнішніх факторів на мікроорганізми є неможливість оцінювання одночасного впливу кількох зовнішніх факторів та врахування їх спільного впливу на параметри життєдіяльності мікроорганізмів, оскільки рухливі мікроорганізми відчувають в природних умовах саме одночасний вплив кількох зовнішніх факторів. Задача є оцінювання одночасного впливу зовнішніх факторів на мікроорганізми. Поставлена задача вирішується тим, що спосіб оцінювання одночасного впливу зовнішніх факторів на мікроорганізми, оснований на вимірюванні залежності параметрів життєдіяльності мікроорганізмів від значень зовнішніх факторів, згідно з пропонованим рішенням оцінюють одночасний вплив кількох зовнішніх факторів у комбінаціях мінімальних та максимальних значень, а саме: рівня освітленості - 100-500 лк; температури - 18-30 °C; напруженості електричного поля - 0-2,4 В/м в межах тих величин, які зустрічаються у природних умовах, і оцінюють посилюючий або послаблюючий вплив зовнішніх факторів при їх спільній дії на параметри життєдіяльності мікроорганізмів. Далі використовують метод множинної регресії, що дозволяє врахувати вплив окремих зовнішніх факторів та їх комбінацій на параметри життєдіяльності мікроорганізмів (Мельников та ін., 1972; Mosteller et al., 1978). Аналіз даних проводять у рамках лінійної регресійної моделі; значущість коефіцієнтів моделі оцінюють за допомогою критерію Фішера, а адекватності критерію Кохрена. Рівняння регресії містять члени зі статистично значущими коефіцієнтами. Внесок кожного з факторів у зміну того чи іншого параметра оцінюють за допомогою вагових коефіцієнтів в рівняннях регресії. Отже, спосіб, що пропонується, містить такі операції: 1) розміщують суспензію мікроорганізмів у термостаті, в якому контролюються зовнішні фактори, 2) використовують комбінації мінімальних та максимальних значень зовнішніх факторів в межах тих величин, які зустрічаються у природних умовах, 3) вимірюють параметри життєдіяльності мікроорганізмів залежно від вибраних комбінацій мінімальних та максимальних значень зовнішніх факторів, 4) аналізують регресійні рівняння та величини вагових коефіцієнтів, які характеризують вплив того чи іншого зовнішнього фактора, 5) на основі аналізу оцінюють посилюючий або послаблюючий вплив зовнішніх факторів при їх спільній дії на параметри життєдіяльності мікроорганізмів. Як приклад можна навести вимірювання залежності швидкості поступального руху V мікроорганізів (водорість Dunaliella salina) від одночасно діючих факторів - освітленості, температури та напруженості електричного поля. Величини зовнішніх факторів варіювали на двох дискретних рівнях - мінімальних (освітленість l=100 лк; температура t=18 °C; напруженість електричного поля e=0 В/м) і максимальних (освітленість L=500 лк; температура Т=30 °C; напруженість електричного поля Е=2,4 В/м). Вимірювання швидкості поступального руху V проводили для всіх можливих комбінацій зовнішніх чинників: l-e-t, L-e-t, l-E-t, L-E-t, l-e-T, L-e-T, l-E-T, L-E-T. 1 UA 117651 U Значення швидкості V поступального руху клітин D. salina від сумісної дії зовнішніх факторів (рівня освітленості, температури і напруженості електричного поля) наведено у таблиці. Таблиця Залежність швидкості V поступального руху клітин D. salina від сумісної дії зовнішніх параметрів: рівня освітленості Х1, напруженості електричного поля Х2 і температури X3. X1 l L l L l L l L 5 10 15 20 25 30 X2 e e Е Е e e Е Е X3 t t t Т Т Т Т Т V1 38,200 45,800 40,900 40,400 35,300 33,800 33,700 33,200 V2 39,900 35,700 31,700 37,800 33,200 32,000 32,300 33,600 V3 37,30 37,100 32,700 38,000 33,000 32,700 31,200 33,700 38,467 39,533 35,100 38,733 33,833 32,833 32,400 33,500 SV 1,743 2,994 2,548 2,093 1,623 0,823 1,570 0,070 Залежність швидкості V поступального руху клітин D. salina від зовнішніх параметрів (рівня освітленості L, температури Т і напруженості електричного поля Е) описується таким регресійним рівнянням: V=34,8+0,6L-0,62£-1,66T+1,3(L×E)-0,6(L×T)-0,8(L×E×T) Як видно, найбільший внесок у дане рівняння вносить вільний член (власна швидкість руху клітин), який не залежить від зовнішніх факторів і дорівнює 34,8 для D. salina. Вагові коефіцієнти при змінних L, Е і Т визначають внесок кожного з факторів у зміну швидкості руху V. Як видно з регресійного рівняння (1), найбільший вплив на швидкість руху клітин D. salina надає температура, причому її зростання в зазначених вище межах призводить до зменшення швидкості (коефіцієнт дорівнює - 1,66). Освітленість і електричне поле виступають як альтернативні чинники: швидкість D. salina зростає при збільшенні освітленості (+0,6) і зменшується при збільшенні напруженості електричного поля (-0,62). Взаємодія цих двох факторів також виявляється істотною (+1,3) і призводить до збільшення швидкості руху клітин. Ефекти взаємодії освітленості і температури (-0,6) і потрійної взаємодії світла, електричного поля і температури (-0,8) спрямовані на зменшення швидкості руху, тому входять в рівняння регресії з негативним знаком. Таким чином, для культури D. salina ефекти взаємодії зазначених чинників є статистично значущими у порівнянні з впливом окремих факторів. Границі зміни освітленості зразка (100 і 500 лк) і температури (18 і 30 °C) знаходяться, як видно, поблизу максимальних точок залежності швидкості поступального руху клітин водоростей від зовнішніх факторів, які можуть конкурувати і один з одним, і з електричним полем, посилюючи або послаблюючи вплив інших факторів на швидкість поступального руху клітин при спільній дії зовнішніх факторів. Технічним рішенням способу є те, що оцінюється одночасний вплив кількох зовнішніх факторів у комбінаціях мінімальних та максимальних значень освітленості, температури, напруженості електричного поля в тих межах, які зустрічаються у природних умовах і оцінюється посилюючий або послаблюючий вплив зовнішніх факторів при їх спільній дії на параметри життєдіяльності мікроорганізмів. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 40 Спосіб оцінювання одночасного впливу зовнішніх факторів на мікроорганізми, оснований на вимірюванні залежності параметрів життєдіяльності мікроорганізмів від значень зовнішніх факторів, який відрізняється тим, що оцінюють одночасний вплив кількох зовнішніх факторів у комбінаціях мінімальних та максимальних значень, а саме: рівня освітленості - 100-500 лк; температури - 18-30 °C; напруженості електричного поля - 0-2,4 В/м в межах тих величин, які зустрічаються у природних умовах, і оцінюють посилюючий або послаблюючий вплив зовнішніх факторів при їх спільній дії на параметри життєдіяльності мікроорганізмів. 2 UA 117651 U Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3