Учебно-методический комплекс по дисциплине «Современные проблемы и методы биотехнологии»
Скачать 0.95 Mb.
|
База для проведения лабораторных занятий включает: современные комплексы лабораторного оборудования для проведения ферментации в различных режимах (длясинтеза биомассы, белка, разрушаемых биопластиков, деградации ксенобиотиков); аналитическое оборудование для определения субстратов, клеточных макромолекул и продуктов; опытное производство разрушаемых биопластиков серию ферментационного оборудования, оборудования для разделениявеществ и получения готового продукта (см. конкретные работы).Для выполнения лабораторных работ по учебной дисциплине «Современные проблемы и методы биотехнологии» используется оборудование, которым укомплектован Центр коллективного пользования приборами,лаборатории и кафедры Института фундаментальной биологии и биотехнологии СФУ и Института биофизики СО РАН:
В ходе освоения дисциплины студенты знакомятся с современным научным оборудованием, закупленным по программе развития СФУ и активно его используют в ходе выполнения лабораторных работ и научных исследований. В каждом разделелабораторного практикума обозначена цель и дано подробное описание используемого современного научного оборудования. М о д у л ь 1 (работы не предусмотрены) Модуль 2 Современные успехи геномики: трансгенные организмы Р а б о т а 2.1 Выделение и анализ плазмидной днк из бактериальных клеток Цель работы: знакомство с методами выделения и рестрикционного анализа ДНК, получение экспериментальных навыков для конструирования и анализа рекомбинантных ДНК. Для выполнения работы используются: – термостатируемый шейкер-инкубатор Exella E-24 «New Brunswick»(США) для выращивания клеточных культур; – система видеодокументирования гелей «Molecular Imager Gel Doc XR» производства «BioRad» (США)с трансиллюминатором; – микроцентрифуга для пробирок «Eppendorf» 5417R (США) c ротором для микропробирок 1,5–2,0 мл; – оборудование для горизонтального ДНК гель-электрофореза фирмы «BioRad» (США): источник постоянного тока «PowerPac HV Power Supply» и «Sub-Cell GT» камеры с заливочными столиками; – лабораторный шейкер-вортекс «Вортекс V-1» фирмы «BioSan»; – охлаждаемый термостат модели КВ53 фирмы «Binder» (Германия). Термостатируемый шейкер-инкубатор Exella E-24 «New Brunswick»(рис. 1)позволяет выращивать клеточные культуры в широком диапазоне температур и в различных объемах – от микробиологических пробирок на 2–5 мл до крупных колб 2,8 л. Ростовая камера плотно закрывается прозрачной акриловой крышкой, что позволяет непосредственно наблюдать за выращиваемыми образцами.
Рис. 1. Внешний вид термостатируемого шейкера-инкубатора ExellaE-24 фирмы «NewBrunswick» Технические характеристики: Диапазон температур инкубации – от 7С выше окружающей температуры до 60С. Диапазон частот качания –50–400 раз/мин, ± 2. Орбитальное качание – 1,9 см в диаметре. Универсальный температурный контроль обеспечивается самокорректирующимся микропроцессорным контролем обратной связи и герметично сконструированной ростовой камерой. Высокоскоростной вентилятор обеспечивает быстрое восстановление температуры при перегреве. Установка температуры и скорости осуществляется через контрольную панель. Прозрачная крышка ростовой камеры позволяет непосредственно наблюдать за образцами и минимизировать количество открываний шейкера. Крышка легко поднимается, открывая удобный доступ к образцам. RS-232 обеспечивает регистрацию и хранение данных о состоянии прибора. Качание шейкера автоматически отключается при открывании крышки для защиты оператора. Система безопасности термостата выключает нагрев при превышении установленного температурного лимита для защиты растущей культуры. Система видеодокументации «MolecularImagerGelDocXR» производства «BioRad»(рис. 2)с трансиллюминатором позволяет осуществлять ряд работ по получению цифровых изображений результатов экспериментов: от рутинной документации гелей до высокочувствительной хемилюминесцентной детекции и регистрации с высоким разрешением двумерных гелей. Система имеет широкий ряд применений, в том числе: детекция нуклеиновых кислот, иммуноблоттинг, двумерный гель-электрофорез, дот-блоттинг, денситометрия, подсчет количества колоний.  Рис. 2. Внешний вид системы видеодокументирования «MolecularImager GelDocXR» производства «BioRad» Система «Molecular ImagerGelDocXR» включает в себя темный кабинет с переключаемым держателем фильтров на 5 штук (один – желтый встроен по умолчанию), CCDвидеокамеру, источники УФ и белого света, принтер, управляющий компьютер с программным обеспечением «Quantity One» для захвата и обработки изображений. Конверсионный экран «XcitaBlue» для ДНК-имиджинга в комплекте предотвращает образцы ДНК и пользователя от УФ-облучения. Технические характеристики Черно-белая 12-битная (4096 оттенков серого) CCD видеокамера с 1360х1024 мкм матрицей и разрешением 1,4 мегапиксела. Размер пиксела 4,6х4,6 мкм. Широкой динамический ряд видеодетекции, покрывающий более 3 порядков. Видеокамера с автоматическим моторизованным увеличением 8,5–51 мм и цифровой обратной связью для воспроизводимости условий документирования. Отображение на экране в реальном времени для быстрого позиционирования и фокусирования образца. Для освещения используется проходящий УФ-свет, проходящий и отраженный белый свет. Встроенный трансиллюминатор с переключаемым 254, 302 и 365 нм УФ-излучением. Зона трансиллюминации 25х26 см. 5-позиционный держатель эмиссионных фильтров с одним встроенным (желтый), возможно встраивание дополнительных 4-эмиссионных фильтров в зависимости от потребностей. Программное управление источниками освещения. Программное обеспечение совместимо с Windows и MACOS. Размеры системы – 60х36х96 см, вес – 32 кг. Микроцентрифуга «Eppendorf» 5417R(рис. 3) c ротором для микропробирок, укомплектованная аэрозолезащищенным угловым 30-позиционным ротором для микропробирок позволяет центрифугировать любые образцы в микропробирках 0,2–2,0 мл на разнообразных режимах с переменным ускорением до 20800 g. Характеризуется большой мощностью, малым временем разгона и остановки, большим центростремительным ускорением. Имеет режимы медленного и быстрого замораживания, работает в диапазоне температур от –9°С до 40°С. Функция охлаждения позволяет быстро охлаждать образцы до 4°С примерно за 15 мин, и постоянно поддерживать эту температуру в течение времени центрифугирования при максимальной скорости вращения. Возможна доукомплектация другими роторами, например, бакет-ротором или ротором для стрипов.  Рис. 3. Охлаждаемая микроцентрифуга 5417Rc ротором для микропробирок фирмы «Eppendorf» Технические характеристики Удобная мембранная клавиатура для установки режимов центрифугирования. Параметры можно менять в процессе работы центрифуги. Максимальная скорость вращения – 16400 об/мин (от 500 об/мин до максимального значения с инкрементом 100 об/мин). Установление показаний вращения в единицах об/мин или в единицах g. Максимальное ускорение (rcf) около 25000 g (в соответствии с DIN 58970), для 30-позиционного углового ротора–14 000 об/мин (20800 g). Быстрый разгон и торможение даже при полностью заполненном роторе.Время разгона до максимальной скорости около 10 с, время торможения с максимальной скорости около 11 с (с 30-позиционным угловым ротором). Режим «Soft» для более мягкого разгона и торможения. Встроенный таймер до 99 мин с возможностью непрерывного центрифугирования. Функция кратковременного центрифугирования с выбранной скоростьювращения. Все элементы съемные: роторы, крышки, адаптеры могут автоклавироваться в течение 20 мин при 121°С. Габариты – 31х60х25 см, вес – (без ротора) 35 кг. Потребляемая мощность – 700 W, питание – 230V/50-60 Hz. Оборудование для горизонтального гель-электорфореза: источник постоянного тока «PowerPacHVPowerSupply»и «Sub-CellGT» камеры с заливочными столиками фирмы «BioRad»(рис. 4) предназначено для проведения горизонтального электрофореза в гелях агарозы различного размера при анализе нуклеиновых кислот.  Рис. 4. Внешний вид оборудования для гель-электрофореза ДНК фирмы «BioRad»: источник питания, заливочный столик и камеры Включает в себя удобный столик для заливки гелей, УФ-прозрачные подложки для гелей, гребенки различных форматов для формирования лунок. Прграммируемый источник постоянного тока «PowerPacHVPowerSupply» способен поддерживать ток до 5000 В, 500 мА и 400 Вт, что позволяет использовать его для всех высоковольтных методов, включая низкотоковые в микроамперном диапазоне. Кроме горизонтального ДНК-электрофореза может быть использован также в ряде других методов, включая SDS-электрофорез белков, изоэлектрическое фокусирование, ДНК-секвенирование и др. Технические характеристики э/ф камер Размер подложки для гелей 7х10 см для камеры «Mini-SubCellGT» позволяет внедрять два ряда гребенок в гель для увеличения количества анализируемых образцов – от 1 до 30. Размер подложки для гелей 15х25 для камеры «Sub-CellGT» позволяет внедрять четыреряда гребенок в гель для увеличения количества анализируемых образцов – от 1 до 120. Объем электрофорезного буфера равен ~270 мл для камеры «Mini-SubCellGT» и ~1 л для камеры «Sub-CellGT». Технические характеристики источника питания для электрофореза «PowerPacHVPowerSupply»: Способен поддерживать постоянный ток в диапазонах 20–5000 В, 0,01–500 мА, 1–400 Вт. Возможно подключение до 4 камер одновременно. Программируемый источник питания позволяет осуществлять многоступенчатые методы, процессы с изменяемыми параметрами при постоянном токе, при постоянном напряжении, постоянной мощности или постоянной температуре.
Лабораторный шейкер-вортекс «Вортекс V-1» фирмы «BioSan»(Латвия)(рис. 5) предназначен для перемешивания растворов и суспензий клеток в любых пробирках. Имеет два режима работы – непрерывный и импульсный. Импульсный режим включается при касании пробиркой головки вортекса. Технические характеристики Диапазон регулирования скорости – 250–3000 об./мин. Предназначен для пробирок объемом 1,5–50 мл. Максимальный объём перемешивания – 30 мл. Питание от внешнего блока DC – 12 В, 500 мA. Вес не более 1,1 кг. Размеры – 90x150x80 мм. Охлаждаемый термостат КВ53 фирмы «Binder»(Германия),объемом 53 л (рис. 6) предназначен для инкубации разнообразных образцов при различных температурах – от –10 °C до 100 °C с высокой точностью.
Технические характеристики Регулируемый диапазон температур – от –10°C до 100°C с точностью 0,3С. Микропроцессорный контроль многочисленных временных и температурных функций осуществляется с ЖК-дисплея с визуальной и акустической сигнализацией. Интерфейс RS 422 для принтера или компьютера. Мощная запатентованная система охлаждения DCT®. Обеспечивает надежность поддержания температур без образования конденсата. Не наносящий вреда окружающей среде охладитель R134a. Абсолютная воспроизводимость условий инкубации и размножения. Программируемая (от 0 до 100 %) принудительная конвекция (вентилятор). Вытяжное устройство с заслонкой для сушки. Вспененная изоляция, не содержащая хлорфторуглеродов. Внутренняя стеклянная дверь, две полки с возможностью установки четырех. Многофункциональный таймер от 0 до 99 ч 59 мин. Размеры камеры ШxВxГ см – 40x40x33, объем – 53 л. Габариты ШxВxГ см – 64x84x58, масса – 72 кг. Мощность – 460 Вт. Р а б о т а 2.2 Введение чужеродной днк в клетки дрожжей и бактерий Цель работы:дать представление о различных методах введения чужеродной ДНК в клетки-мишени. Получение экспериментальных навыков по созданию генетически-модифицированных организмов на примере клеток E.сoli и дрожжей. Для выполнения работы используются: – термостатируемый шейкер-инкубатор Exella E-24 «New Brunswick» (СА) для выращивания клеточных культур (см. работу 2.1); – бокс-ламинар «БАВнп-01-"Ламинар-С"-1,2» производства «Ламинарные системы» (Россия), I класс защиты; – микроцентрифуга для пробирок «Eppendorf» 5417R (США) c ротором для микропробирок 1,5–2,0 мл (см. работу 2.1); – лабораторный шейкер-вортекс «Вортекс V-1» фирмы «BioSan» (см. работу 2.1); – термостат модели КВ53 фирмы «Binder» (Германия)(см. работу 2.1); – ниверсальный электропоратор «GenePulser XсellTotalSystem» фирмы «BioRad» (США) с одноразовыми кюветами для электропорации; – водяная баня-термостат WB-4MS фирмы «BioSan».  Рис.7. Внешний вид ламинара «БАВнп-01-"Ламинар-С"-1,2» производства «Ламинарные системы» (Россия), I класс защиты Бокс-ламинар «БАВнп-01-"Ламинар-С"-1,2» производства «Ламинарные системы»(Россия), I класс защиты(рис. 7)предназначен для создания беспылевой абактериальной воздушной среды. Используется при работе с препаратами и бактериальными культурами, не представляющими угрозы для здоровья оператора, когда необходима защита рабочего материала от окружающей среды или работа с объектом требует стерильной рабочей зоны. |
Похожие:
 | Учебно-методический комплекс по дисциплине «Современные проблемы... В рамках курса «Современные проблемы биологии» рассматривается широкий круг вопросов, сыгравших определяющую роль в развитии современной... |  | Учебно-методический комплекс по дисциплине Современные проблемы физики и производства Методические рекомендации по организации учебной аудиторной и внеаудиторной самостоятельной работы магистрантов |
| Учебно-методический комплекс дисциплины “Современные проблемы экологического... Учебно-методический комплекс дисциплины “Современные проблемы экологического образования | | Учебно-методический комплекс по дисциплине «Методы оптимальных решений» Учебно-методический комплекс предназначен для студентов очной формы обучения, содержит план лекционных, практических и лабораторных... |
| Учебно-методический комплекс дисциплины научно-исследовательский... Учебно-методический комплекс составлен на основании требований федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального... | | Учебно-методический комплекс дисциплины «современные проблемы менеджмента» Учебно-методический комплекс составлен в соответствии с требованиями федерального государственного стандарта высшего профессионального... |
| Учебно-методический комплекс дисциплины «Современные проблемы науки и образования» | | Учебно-методический комплекс дисциплины современные проблемы анатомии... Учебно-методический комплекс составлен в соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта высшего... |
| Современные методы и аппаратура для измерения энергетических параметров машин ударного действия Учебно-методический комплекс по дисциплине «Концепции современного естествознания» составлен в соответствии с требованиями Государственного... | | Учебно-методический комплекс дисциплины обсужден на заседании кафедры... Учебно-методический комплекс составлен в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего профессионального... |
| Учебно-методический комплекс дисциплины обсужден на заседании кафедры... Учебно-методический комплекс составлен в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего профессионального... | | Учебно-методический комплекс по модулю кв7 Современные методы коррекции и реабилитации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования |
| Учебно-методический комплекс «Современные проблемы экономики стран Западной Европы» Дисциплина входит в цикл дисциплин специализации и является дисциплиной по выбору | | Учебно-методический комплекс дисциплины «Современные проблемы науки и образования» Контрольный экземпляр находится на кафедре русского языка, литературы и методики преподавания |
| Учебно-методический комплекс ростов-на-Дону 2009 Учебно-методический... Учебно-методический комплекс по дисциплине «Адвокатская деятельность и адвокатура» разработан в соответствии с образовательным стандартом... | | Учебно-методический комплекс по дисциплине «Психологические проблемы дизотогенеза» Воронцова Оксана Юрьевна «Психологические проблемы дизонтогенза». – М.: Ноу впо «Институт психоанализа», 28 с |
