Чаще всего применяется в медицине, пищевой промышленности, также для решение проблем в области энергетики, охране окружающей среды, и в научных исследованиях.

В последние десятилетия биология бурно развивается и создаёт новые научные направления. Новое комплексное направление — физико-химическая биология, включающая в себя биохимию, биофизику, молекулярные биологию и генетику, биоорганическую химию и некоторые другие дисциплины, — не только помогает решать задачи, которые давно ставила перед биологией производственно-техническая практика, но и намечает пути принципиально нового биологического производства.

В результате стремительного прогресса разных составных частей физико-химической биологии, возникло новое направление в науке и производстве, получившее наименование биотехнологии. Это направление сформировалось за последние два десятка лет и уже сейчас получило мощное развитие.

Особенно интенсивно биотехнология стала развиваться с 1981 года. Задачи физико-химической биологии очень обширны. Объединяет их то, что основу, суть каждой задачи составляет познание природы живого и использование в практике знаний о процессах и материальных структурах живых организмов. Стремительно расширяющиеся знания о процессах жизнедеятельности позволяют не только приспосабливать эти процессы для практических целей, но и управлять ими, а также создавать весьма перспективные в практическом отношении новые системы, не существующие в природе, хотя и аналогичные существующим.

Биотехнология в целом представляет собой систему приёмов направленного использования процессов жизнедеятельности живых организмов для получения промышленным способом ценных продуктов.

Меня часто спрашивали — и учителя, и школьники — нельзя ли завести какие-либо простенькие культуры, иллюстрирующие биотехнологические процессы для использования на уроках? Можно, и в этом нет ничего суперсложного. Знаменитому физику Резерфорду, который и сам ставил блестящие эксперименты, имея порой в распоряжении простое оборудование, приписывают высказывание о том, что настоящий ученый сможет провести эксперимент при помощи палки и веревки.

Ну, например, для стерилизации сред нужен автоклав. Чем его можно заменить? Очень просто — скороварка. А если вы найдете скороварку с 2 режимами работы — на 1 и 1,5 атмосферы — будет вообще замечательно. Ах, скажете вы — а где мы возьмем агар-агар[79]? Можно заменить его крахмалом или желатином. Конечно, придется немного поэкспериментировать с концентрацией и режимами стерилизации, но в конце концов, уверена, вы подберете себе что-нибудь подходящее. Да, состав пищевого желатина и пищевого крахмала далек от химически чистого, но для простых экспериментов сойдут и эти пищевые продукты. Желатин не переносит стерилизацию под давлением? Попробуйте прием "дробной стерилизации" — 3 раза с интервалом в день по полчаса обрабатывайте пробирки со средой паром в скороварке. Обычно для убивания вегетативных форм микроорганизмов этого достаточно.

Если у вас нет ни агара, ни желатина, ни крахмала — культивируйте на плотиках из фильтровальной бумаги. Когда мы проводили работы по селекции каллусов на среде с ПЭГ (очень сильный осмотик, имитирующий засуху в этих экспериментах), то столкнулись с проблемой — агар в присутствии высоких концентраций полиэтиленгликоля не застывал после автоклавирования. Выход был найден — на дно пробирок или баночек клали комочек ваты (рыхлый), сверху — вырезанный по диаметру сосуда кусочек фильтровальной бумаги, заливали жидкой питательной средой так, чтобы ее уровень не превышал 1 мм над поверхностью бумаги. Высота столбика среды в пробирке диаметром 2 см — примерно 1–1,5 см, в баночке из под детского питания — 0,5 см.

В качестве мерной посуды можно использовать то, что продается в хозяйственных магазинах для домовитых хозяек — мерные стаканы. Для более мелких доз — в аптеке вы найдете шприцы в ассортименте, которые прекрасно заменят вам мерные пробирки и пипетки. Ультрафиолетовые лампы сейчас можно купить в хозяйственном магазине. Там же вы найдете хлорный отбеливатель для стерилизации экспланта. Сухожаровой шкаф с успехом заменит обычная духовка газовой или электрической плиты.

Правила стерильной работы в лаборатории

Выращивание изолированных клеток, тканей, органов, растений-регенерантов, водных культур и грибов, используемых в биотехнологии, проводят в условиях полной асептики, т. е. стерильно. Особое внимание следует обратить на чистоту посуды, предназначенной для приготовления питательных сред и их компонентов; на подготовку объектов к пересадке, пассированию и культивированию. Только некоторые объекты (хлорелла, азолла) можно выращивать в нестерильных условиях.

Приемы и методы стерилизации

Стерилизация — полное уничтожение микроорганизмов и их покоящихся форм (например, спор). Существуют разные методы стерилизации: с помощью влажного пара, сухого пара, облучения ультрафиолетовыми лучами, обработки химическими веществами и микрофильтрации.

Обработка влажным паром производится в автоклавах. Вегетативные клетки бактерий и грибов гибнут через 5-10 минут уже при температуре около 60 °C; для гибели спор дрожжей и грибов требуется температура 120 °C в течение 15 минут. Продолжительность автоклавирования зависит от величины (теплоемкости) пробирок, колб и объема питательной среды в них. Иногда автоклавируют несколько раз — дробная стерилизация. Этот прием используют для стерилизации, как питательных сред, так и посуды.