Оценка защитного действия биоцидных веществ микрокалориметричеким методом

Микрокалориметрия относится к теплометрическим методам анализа. Биокалориметрия изучает энергетические процессы, протекающие в макро- и микроорганизмах. Обмен энергии с окружающей средой является универсальным свойством всех живых организмов, поэтому биокалориметрия рассматривается как универсальный метод исследования их жизнедеятельности.

Микроорганизмы обладают высоким уровнем тепловой активности и выделяют 10⁴ – 10^-14 Вт/кл, что позволяют регистрировать 10⁴ – 10⁵ кл/см³ в течение часа. Величина выделяемого микроорганизмами тепла зависит от количества клеток, их вида, особенностей метаболизма и их физиологической активности. При внесении исследуемых проб с живыми микроорганизмами в микрокалориметр выделяемыми клетками тепло передается через теплопроводящую стенку кюветы к тепломерам микрокалориметра, а также частично рассеивается в окружающую среду. Так как скорость тепловыделения микроорганизмов значительно ниже скорости распространения тепла к тепломерам, то через определенное время устанавливается термодинамическое равновесие. Количество тепла, регистрируемое микрокалориметром, пропорционально количеству микроорганизмов и их физиологической активности.

Для анализа жизнедеятельности микроорганизмов используются термограммы (дифференциальные и интегральные). Количественное определение микроорганизмов методом микрокалориметрии основано на экспериментально установленной зависимости между количеством выделенного тепла (или мощностью тепловыделения) и численностью (биомассой) микроорганизмов.

При выполнении измерений необходимо вначале записать показание базовой линии прибора для изучаемых образцов. Для этого в рабочий и контрольный канал калориметра устанавливаются проточные кюветы и в них заправляется по 1 см³ контрольной пробы с подавленным метаболизмом микроорганизмов. На втором этапе измерений из рабочего канала микрокалориметра помещается контрольная проба и в кювету заправляется рабочая проба объемом 1 см³ с активной микрофлорой. На табло высвечивается измеренные значения мощности теплового потока и количество выделенного тепла для анализируемой микрофлоры.

Микрокалориметрия позволяет быстро охарактеризовать ростовую и биохимическую активность клеток, а также проанализировать влияние различных факторов внешней среды на метаболизм микрофлоры, чего не может сделать классический микробиологический анализ.

Микрокалориметрия находит практическое применение в медицине, биологии, биотехнологии, экологии [22].

Действие биоцидов обусловлено наличием в составе химических элементов или соединений, угнетающих жизнедеятельность микроорганизмов или отравляющих их. Следовательно, чем меньше количество микроорганизмов определено микрокалориметрическим методом, тем лучше защитное действие биоцидного вещества. Количественное определение микроорганизмов методом микрокалориметрии основано на экспериментально установленной зависимости между количеством выделенного тепла (или мощностью тепловыделения) и численностью (биомассой) микроорганизмов.