Таблица 1 - Поведение образцов в растворах

Следующий этап работы заключался в определении содержания наполнителя в образцах. Образцы выжигались в тиглях в муфельной печи при 700°С. Установлено, что образец 3 почти не содержал наполнителя, а только небольшое количество пигмента 0,14 % масс. Образцы 1 и 2 были наполнены стекловолокном в количестве 24,4 и 50,9 % масс., соответственно. Размеры стекловолокон исследовали под микроскопом. При стократном увеличении, установлено присутствие коротких волокон.

Установлено, образцы 1 и 2 экструдировались при 275 °С и нагрузки 0,325 кгс на ИИРТ-5М.
Таблица 2 - Показатели текучести расплава (ПТР)

Номер образца	Температура, °С	Нагрузка, кгс	ПТР, г/10 мин
1	275	0,325	14,8
2	275	0,325	4,4
3	230	2,16	21,6

Охлажденные стренги образцов 1 и 2 были ломкими с шероховатой поверхностью. Стренга образца 3 гладкая с блестящей поверхностью.

Таким образом, образец 1 являлся литьевым наполненным стекловолокном алифатическим полиамидом окрашенным черным пигментом с ПТР – 14,8 г/10 мин (275 °С/ 0,325 кгс) и с содержанием минерального наполнителя 24,4 % масс., типа ПА - 66 КС (РФ).

Образец 2 являлся прессованным ароматическим полиамидом наполненным стекловолокном окрашенным темным пигментом с ПТР - 4,4 г/10 мин (275 °С/ 0,325 кгс) и содержанием минерального наполнителя 50,9 % масс., типа Фенилон С2 (РФ).

Образец 3 являлся литьевым ненаполненным полиамидом окрашенным черным пигментом с показателем текучести расплава - 21,6 г/10 мин (230 °С/ 2,16 кгс), типа ПА - 6 (РФ).

УДК 678.028:2

Студ. И. А. Борисова, Н. В. Верещагина

Науч. рук. доц. В. В. Хрипушин

(кафедра химии и химической технологии органических соединений

и переработки полимеров, ВГУИТ)

Целью работы является разработка методики анализа материалов, используемых в порошковых 3D-принтерах, по морфологическим параметрам цифровых изображений.

Актуальность работы определяется необходимостью устранения типичных дефектов 3D-печати, уменьшения стоимости 3D-моделей за счёт уменьшения расхода на брак дорогостоящего порошка и необходимостью разработки экспресс-метода контроля качества расходных материалов.

В качестве объектов исследования рассматривались полиамидные порошки, используемые в 3D-принтерах, применяемых в ОАО «Центр технологической компетенции аддитивных технологий» (г. Воронеж). Исследовались порошки двух производителей - ФРГ и КНР: не участвовавший в печати (первичный) и прошедший через принтер (вторичный).

Цифровые изображения полимерных образцов получены в проходящем свете с использованием оптического микроскопа Carl Zeiss Jena ERGAVAL (DDR), снабжённого цифровой окулярной камерой MYscope 300 M фирмы Webbers. Оптическое увеличение - 100×, среда - воздух. Съёмку и первичную обработку изображений осуществляли в программе ScopeFoto, прилагаемой к окулярной камере. Съёмку проводили в режиме True color с разрешением 300 dpi (рис.1а). Морфологический анализ выполняли с использованием программы ImageJ 1.45s и табличного процессора Excel. ImageJ - программа для анализа и обработки изображений с открытым исходным кодом. Постобработка цифровых изображений состояла в выделении проекций частиц полимерного порошка, фильтровании краевых объектов и объектов с «дырами». Далее строилось графическое представление с аппроксмацией объектов эллипсами равной площади (рис. 1б). Данные с рассчитанными геометрическими и статистическими параметрами сохранялись в формате .xls.

Дальнейшие расчёты проводились в среде табличного процесса Excel с установленным пакетом “Анализ данных”.

Анализируя гистограммы, можно сделать вывод о заметном увеличении мелкой фракции, незначительном образовании ассоциатов и снижении эксцесса нормального распределения основной фракции.

Анализ занимает примерно 30 минут, не требует дефицитного оборудования и дорогого программного обеспечения, позволяет хранить результаты с возможностью повторного пересчёта и может быть рекомендован в качестве дополнительного экспресс-метода контроля.

ЛИТЕРАТУРА

1. Тюрин Ю.П., Макаров АА. Анализ данных на компьютере. —М.: ИНФРА-М, Финансы и статистика, 1995.-384с.

2. Боровиков В.П., Боровиков И.П. Популярное введение в программу Statistica. —М.: КомпьютерПресс, 1998.-267с.

УДК 678.028:2

Студ. Р. О. Нагребецкий

Науч. рук. доц. В. В. Хрипушин

(кафедра химии и химической технологии органических соединений

и переработки полимеров, ВГУИТ)

Целью работы является разработка методики анализа материалов, используемых в порошковых 3D-принтерах, с применением пакета Statistica. Объекты исследования – результаты морфологического анализа цифровых изображений материалов для 3D печати – полиамидных порошков. Основная задача – отобрать наиболее чувствительные к изменениям в структуре порошков геометрические и статистические критерии.

Работа проводилась с использованием пакета статистического анализа Statistica10. Для подтверждения гипотезы о нормальном распределении значений выбранных параметров использовался метод построения графиков на нормальной вероятностной бумаге. Для определения различий применялись: однофакторный дисперсионный анализ, критерий Фишера и Т-критерий Стьюдента.

Из приведенных графических результатов можно сделать вывод об отклонении ожидаемых значений у вторичного порошка, чего нет у первичного. Выборки первичного и вторичного порошков подчиняются нормальному распределению (Гаусса). Использование t-критерия Стьюдента, и F-критерия Фишера позволило выявить критерии с низкой вероятностью нулевой теории: площадь и периметр частиц, диаметр Ферета, асимметричность и эксцесс. Средние значения площади частиц и периметра близки для обоих образцов полимерных порошков. Смещение размаха средних значений обусловлено наличием мелкой фракции.

2. Тюрин Ю.П., Макаров А.А. Анализ данных на компьютере. - М.: ИНФРА-М, Финансы и статистика, 1995.- 384с.

УДК 579.672

Студ. Т. И. Винничек, магистрант А. А. Круглеевская

Науч. рук. доц. Н. А. Белясова

(кафедра биотехнологии и биоэкологии, БГТУ)

Для получения высокого качества кисломолочного продукта требуется нормальное развитие всех компонентов используемой закваски. Следовательно, в состав заквасок целесообразно включать штаммы, отобранные по результатам теста на фагоустойчивость.

Целью исследования является отбор фагоустойчивых и фагочувствительных штаммов молочнокислых бактерий и их фагов с широким спектром литической активности.

Образцами для выделения молочнокислых бактерий служили кисломолочные продукты производства Республики Беларусь и ближнего зарубежья.

Оптимальная температура роста выделенных бактерий составляет для термофилов 42ºC и мезофилов 30ºC. В течение 1-3 суток они способны сквашивать стерильное молоко (восстановленное) с образованием плотного сгустка.

Идентификацию изолятов до рода проводили методом фаготипирования, используя фаголизаты лактококкофагов (G7, K1, E9) и энтерококкофагов (И7, Ап1) из коллекции микроорганизмов кафедры биотехнологии и биоэкологии.

Установлено, что бактериальные изоляты S3, 2.11.1, 2.12.1, 2.12.2, 2.51, 2.61, 2.72.2 чувствительны к лактококкофагам, что свидетельствует о принадлежности данных бактерий к роду Lactococcus. Изолят 1.22.2 оказался чувствительным по отношению к энтерококкофагам, следовательно, относится к роду Enteroccocus. Устойчивость ко всем испытанным фагам проявили бактерии следующих штаммов: Мф, 1.24.1, 2.21.1, 2.22.1, 2.32.2, 2.52, 2.71.1, 2.73.1. Эти бактерии можно использовать для изучения и определения механизмов фагоустойчивости для защиты клеток от атак фагов.

Как известно, интерес исследователей к фагам молочнокислых бактерий обусловлен тем, что инфицируя клетки заквасочных штаммов, они вызывают их гибель, в результате чего происходит нарушение ферментационного процесса. Как итог нарушается качество выпускаемого продукта, что иногда приводит к пищевым отравлениям.

Основными мерами борьбы с бактериофагами служат: выделение устойчивых к фагам культур заквасочных бактерий и постоянная ротация заквасочных штаммов на предприятиях. Поэтому для отбора фагоустойчивых вариантов молочнокислых бактерий необходимо иметь фаги широко спектра литического действия.

В качестве тест-культур использовали коллекционные бактерии (3/1, 510), и вновь выделенные (2.11.1, 2.12.1, 2.12.2, 1.24.1, 2.21.1, 2.32.2, 2.61, 2.72.2, 2.73.1). В таблице 3 представлены бактериофаги, источники их выделения и чувствительные культуры бактерий.
Таблица 3 – Фаги, источники их выделения и тест-культуры

В результате перекрестного титрования выделенных фагов на выделенных бактериях оказалось, что штаммы бактерий 2.11.1, 2.12.1, 2.12.2являются высоко чувствительными как к коллекционным, так и ко вновь выделенным фагам, т.е. отличаются широким фаготипом. В дальнейшем эти бактерии планируется использовать в качестве тест-культур для выделения новых фагов.

В ходе исследования выделено 4 штамма энтерококкофагов, 3 из которых обладают широким спектром литического действия. Также выделено 16 штаммов лактококкофагов, из них 8 обладают широким спектром литического действия. Эти бактериофаги станут основой изучения механизмов фагоустойчивости.

ЛИТЕРАТУРА

1. BiotechnologyofLacticAcid Bacteria. Novel Applications. Ed. by F. Muzziest. al. USA, Iowa, Willey-BlackuellPubl., 2010 pp.3-172.

2. Богданова, В.М. Микробиология молока и молочных продуктов / В.М. Богданова, Л.А. Банникова. – М.: Просвещение, 1968. – 236 с.

УДК 579.62

Студ. Н. Г. Зенкевич, Д. С. Сергиевич, мл. науч. сотр. Е. Ф. Чернявская

Науч. рук. доц. Н. А. Белясова

(кафедра биотехнологии и биоэкологии, БГТУ)

В современном промышленном птицеводстве актуальна проблема дисбактериозов и других заболеваний желудочно-кишечного тракта птицы. За период выращивания птица подвергается неоднократным обработкам антибактериальными препаратами, что вызывает нарушение состава кишечной микробиоты и приводит к возникновению дисбактериоза. Птицефабрики несут экономические потери от увеличения падежа и снижения качества продукции [1]. 

Решение проблем лечения и профилактики заболеваний птиц может осуществляться двумя способами: традиционными методами (антибиотикотерапия) и применением пробиотиков. Использование антибиотиков приводит к снижению продуктивности поголовья птиц, загрязнению продукции антимикробными средствами, ухудшению качества мяса птицы. В последнее время широкое развитие получила концепция бактериотерапии с помощью пробио­тиков. Одним из наиболее важных достоинств применения пробиотиков в животноводстве является получение продукции, не содержащей антимикробных веществ. Помимо этого, применение пробиотиков способствует повышению качества мяса птицы и увеличению темпов прироста живой массы птицы [1, 2].

В настоящее время создаются пробиотики нового поколения с улучшенными свойствами и повышенной эффективностью их применения. Перспективным современным направлением является создание генно-инженерных пробиотиков несущих ответственные за синтез α-, β- и γ-интерферонов гены [3].

В данной работе нами поставлена задача создания модифицированных пробиотиков для кур за счет введения в геном пробиотических бактерий Enterococcus faecalis гена куриного лейкоцитарного интерферона. Бактерии, выбранные в качестве основы для создания пробиотиков, обладают ценными свойствами, нетоксичны и непатогенны.

В качестве клонирующего вектора выбрана модифицированная плазмида pMTL21C:Pery:IA, содержащая ген куриного лейкоцитарного интерферона. В составе этого вектора имеются гены устойчивости к антибиотикам – ампициллину и хлорамфениколу, а также полилинкер с сайтами рестрикции для ряда рестриктаз.

Цель модификации плазмиды pMTL21С:Pery:IA состоит в создании на ее основе интегрирующего клонирующего вектора. Он обеспечит интеграцию трансгена в хромосомальную ДНК бактерий за счет осуществления кроссинговера, благодаря наличию в векторе сайтов гомологии с хромосомальной ДНК. При этом увеличится стабильность наследования клонированных генов и снизится вероятность горизонтального переноса детерминант антибиотикорезиситентности патогенной микробиоте кишечника.

Для встраивания вектора pMTL21С:Pery:IA в хромосомальную ДНК необходимо выбрать ген-мишень, который будет служить участком гомологии. Выбор гена htrA в качестве гена-мишени обусловлен рядом причин. Продуктом экспрессии этого гена является протеаза. При инактивации этого гена будет происходить снижение уровня протеолитической активности бактерий и, как следствие, уменьшится вероятность гидролиза образующегося интерферона. Кроме того, анализ пяти доступных в базе NCBI геномов E. faecalis показал, что все они содержат гены htrA, последовательности нуклеотидов которых практически идентичны, иными словами, ген htrA для бактерий E. faecalis универсален.

Для гена htrA подобраны 2 пары праймеров для амплификации участков гена в 706 и 600 пар нуклеотидов. Амплификация фрагментов гена htrA с использованием ПЦР дала возможность получить ампликоны ожидаемого размера.

Встраивание полученных ампликонов фрагмента гена htrA в клонирующий вектор осуществляли по «тупым концам» (сайт рестрикции Sma I). Для получения ампликонов с тупыми концами использовали на Pfu-полимеразу, которая обладает 3^/-5^/экзонуклеазной активностью.

На следующем этапе осуществляли трансформацию бактерий E.coli XL-1 Blue полученной гибридной плазмидой pMTL21C:Pery:IA:htrA с последующим отбором клонов трансформантов, которые восприняли при трансформации вектор со вставленным фрагментом методом кальциевой трансформации. Отбор штаммов трансформантов производили по их резистентности к ампициллину и хлорамфениколу. В результате получено 58 клонов бактерий, 40 из которых проанализировали на содержание гена htrA с применением реакции ПЦР с исходными парами праймеров, специфичных к фрагменту гена htrA. Из всех отобранных клонов только 2 клона содержали участок гомологии искомого гена. Именно эти клоны использовали для выделения плазмиды pMTL21C:Pery:IA:htrA на колонках Fermentаs. Для подтверждения размеров фрагментов ДНК нами проведена рестрикция выделенных плазмид по сайтам рестрикции EcoRI, BamHI, Hind III. Из результатов электрофореграммы фрагментов рестрикции можно сделать вывод, что фрагменты ДНК, полученные в результате обработки рестриктазами, соответствуют ожидаемым размерам (рисунок 1).

1, 5 - pMTL21C:Pery:IA:htrA/ EcoR1: BamHI (~ 600п.н. – фрагмент гена htrA); 2, 6 - pMTL21C:Pery:IA:htrA/ HindIII: EcoR1 (~1600 п.н. – ген интерферона + фрагмент гена htrA); 3, 4 - pMTL21C:Pery:IA:htrA; 7 - pMTL21C:Pery:IA – исходный вектор; 8 - pMTL21C:Pery:IA / EcoR1: BamHI (~ 4500 п.н.); 9 - pMTL21C:Pery:IA / EcoR1: HindIII (~ 1000 п.н. – ген интерферона); 10 – маркер LambdaDNA/HindIII