Biologiyada substrat — bu organizm (masalan, o‘simlik, zamburug‘ yoki hayvon) yashaydigan sirt yoki tayanch muhitdir. Substrat tirik (biotik) ham, jonsiz (abiotik) materiallardan, shuningdek hayvonlardan iborat bo‘lishi mumkin. Masalan, tosh ustida yashovchi suvo‘t (uning substrati — tosh) o‘z navbatida shu suvo‘t ustida yashaydigan hayvon uchun substrat vazifasini bajarishi mumkin.

Inert substratlar o‘simliklarni gidroponik usulda yetishtirishda ularning o‘sishini qo‘llab-quvvatlovchi tayanch materiali sifatida ishlatiladi. Biologiyada substratlar ko‘pincha substrat taqdimoti (substrate presentation) deb ataladigan nanoskopik jarayon orqali “faollashtiriladi”.

Qishloq xo‘jaligi va bog‘dorchilikda

Qishloq xo‘jaligi va bog‘dorchilikda quyidagi substrat turlari qo‘llaniladi:

• Sellyuloza substrati (cellulose substrate)
• Kengaytirilgan loy granulasi (expanded clay aggregate, LECA)
• Tosh jun substrati (rock wool)
• Gorshok uchun tayyor tuproq aralashmasi (potting soil)
• Tuproq (soil)

Hayvonlar biotexnologiyasida

Hayvon hujayra va to‘qima madaniyati uchun talablar

Hayvon hujayrasi va to‘qima madaniyati (cell and tissue culture) uchun talablar o‘simlik hujayrasi, to‘qima va organ madaniyati uchun tasvirlab berilgan talablarga (In Vitro Culture Techniques: The Biotechnological Principles) o‘xshashdir. Maqsadga muvofiq bo‘lgan asosiy talablar quyidagilardan iborat:

(i) xonada konditsioner (havo sozlagich) bo‘lishi,
(ii) harorat yozib boriladigan issiq xona,
(iii) mikroskopik ishlarni bajarish uchun turli tipdagi mikroskoplar o‘rnatilgan mikroskopiya xonasi,
(iv) qorong‘i xona,
(v) xizmat (servis) xonasi,
(vi) shisha idishlar va madaniy muhit (culture media) ni sterilizatsiya qilish uchun sterilizatsiya xonasi,
(vii) ozuqa muhitini tayyorlash uchun tayyorlov (preparat) xonasi va boshqalar.

Bundan tashqari, saqlash joylari (ombor zonalari) quyidagilarni to‘g‘ri saqlash imkonini berishi kerak:

(i) suyuqliklar — atrof-muhit haroratida (ambient, taxminan 4–20 °C),
(ii) shisha idishlar — javonlarda saqlanadi,
(iii) plastmassalar — javonlarda saqlanadi,
(iv) mayda buyumlar — tortmalarda saqlanadi,
(v) maxsus uskunalar — kam ishlatiladigan, alohida shkaflarda (slow turnover cupboards) saqlanadi,
(vi) kimyoviy moddalar — yaxshi berk qopqoqli idishlarda saqlanadi.

Hujayra o‘sishi uchun substratlar

Umurtqali hayvonlar hujayralarining ko‘plab turlari in vitro sharoitida o‘sishi uchun tayanch sirtga muhtoj bo‘ladi, aks holda ular normal tarzda o‘smaydi. Bunday hujayralar mahkamlanishga bog‘liq hujayralar (anchorage-dependent cells) deb ataladi. Shuning uchun quyida keltirilganidek, yopishuvchi substratlar (masalan, plastik, shisha, palladiy, metall sirtlar va boshqalar) va yopishmaydigan substratlar (masalan, agar, agaroz va boshqalar) turli maqsadlarda qo‘llanilishi mumkin.

Substrat sifatida plastik

Substrat sifatida ishlatiladigan bir martalik plastik buyumlar odatda polistirol (polystyrene) dan tayyorlanadi va nisbatan arzon substrat hisoblanadi. Ular ishlatilgandan so‘ng tegishli qoidalarga muvofiq tarzda utilizatsiya qilinishi kerak. Ishlashdan oldin substrat sirtida elektr zaryad hosil qilish uchun plastik buyumlar gamma nurlanishi yoki elektr yoy (electric arc) bilan ishlovdan o‘tkaziladi. Hujayralar o‘sgach, ularning ko‘payish tezligi (proliferatsiya sur’ati) o‘lchanadi.

Bundan tashqari, substrat sifatida qo‘llaniladigan boshqa plastmassa materiallar ham mavjud: teflon yoki politetrafloroetilen (polytetrafluoroethylene, PTFE), termamoks (thermamox, TPX), polivinilxlorid (polyvinylchloride, PVC), polikarbonat va boshqalar. Hujayralar bir qatlam (monolayer) holida o‘stirilishi lozim. Shuningdek, suspenziya madaniyati (suspension culture) da hujayralarni o‘stirish uchun polistirol, sefadeks (sephadex) va poliakrilamid plastmassa sharchalari ham substrat sifatida mavjud.

Substrat sifatida shisha

Shisha laboratoriyada muhim substrat bo‘lib, u bir nechta shakllarda ishlatiladi: probirkalar, mikroskop oynachalari (slides), qoplovchi oynachalari (coverslips), pipetkalar, kolbalar, tayoqchalar, butilkalar, Petri kosachalari va turli asbob-uskunalar. Bular kimyoviy moddalar yordamida, nurlanish bilan, quruq issiqlik (pechda) yoki nam issiqlik (avtoklavda) orqali sterilizatsiya qilinadi.

Substrat sifatida palladiy

Agaroz (agarose) ustiga cho‘ktirib joylashtirilgan palladiydan birinchi marta fibroblast va glia hujayralarini o‘stirish uchun substrat sifatida foydalanilgan.