Диссертация (1091617), страница 17
Текст из файла (страница 17)
Кроме этого полученответ на тирозин - аминокислоту с ароматическим радикалом. Окислениеаминокислот с отрицательно заряженными радикалами (аспаргиновая иглутаминовая кислоты) более предпочтительно, чем окисление аминокислотс положительно заряженным радикалом (аргинин).Ценным с практической точки зрения является факт наличия ответовна додецилсульфат (ДДС) натрия и додецилбензосульфат (ДДБС) натрия(компоненты моющих средств), а также отсутствие токсического действия122данныхсубстратовприкратковременномвоздействиинаклеткиDebaryomyces hansenii в составе биорецептора.Таким образом, иммобилизованные дрожжи Debaryomyces hanseniiВКМ Y-2482 окисляют все анализируемые классы органических веществ:спирты, углеводы, аминокислоты, карбоновые кислоты, поверхностноактивные вещества, нитрофенолы, которые могут находиться в образцахприродной и сточной воды. Это важно с точки зрения возможности ихиспользования для оценки БПК.
Профиль субстратной специфичностименяется при различных способах иммобилизации в связи с разнойдоступностью ферментативных систем и диффузионными ограничениями(включение в гидрогель модифицированного ПВС и иммобилизация спримененим диализной мембраны (рисунок 13)).3.5 Иммобилизация ассоциаций микроорганизмовДляформированиябиочувствительныхэлементовнаосновеискусственно составленных ассоциаций и ассоциации активного илаиспользовано следующее соотношение: 20 мг микроорганизмов на 100 мклмодифицированного гидрогеля ПВС, поскольку его эффективность показанадля иммобилизации дрожжей Debaryomyces hansenii ВКМ Y-2482..Ассоциацию 1 составляют микроорганизмы A.
adeninivorans ВКМ Y2677 и O. angusta BKM Y-1397.Ассоциацию 2 составляют микроорганизмы A. аdeninivorans ВКМ Y2677, O. angusta BKM Y-1397 и D. hansenii ВКМ Y-2482.Дляразработанныхбиосенсоровнаосновеискусственныхиестественных ассоциаций были получены градуировочные зависимостиотклика биосенсора от БПК5 в измерительной кювете (рисунок 47).123Рисунок 47.
Зависимости ответов биосенсоров от БПК5Для каждой зависимости ответа биосенсора от БПК5 (рисунок 47),имеющейгиперболическийвидрассчитаныкажущиесяконстантыМихаэлиса (K’m) и максимальные скорости ферментативной реакции (Rmaх)(аппроксимацию проводили по уравнению Михаэлиса-Ментен).Таблица 21. Коэффициенты уравнения Михаэлиса-МентенАссоциацияАктивный илАссоциация 2 O.angusta BKM Y-1397,A. adeninivorans ВКМY-2677 и D.hanseniiВКМ Y-2482Ассоциация 1 O.angusta BKM Y-1397,A.adeninivorans ВКМY-2677КажущаясяконстантаМихаэлиса, К`m,мг/дм314 ± 3Максимальнаяскорость, Vmax,мг O2/дм3 сКоэффициенткорееляции,R0,0020 ± 0,00010,987180 ± 100,0190 ± 0,00090,992142 ± 90,0090 ± 0,00040,9844124Биочувствительный элемент на основе иммобилизованного активногоила обладает наибольшим сродством к выбранному субстрату (смесьглюкозы и глутаминовой кислоты), поскольку значение кажущейсяконстанты Михаэлиса является минимальным (14 ± 3 мг/дм3) (таблица 21).Длясниженияошибоканализаобычноограничиваютсяиспользованием линейного участка градуировочной кривой (рисунок 48).Значение верхней границы определяемых концентраций выбирается равноеконстанте Михаэлиса.Рисунок 48.Линейный участок зависимости ответов биосенсоров отБПК5.Наибольшее значение верхней границы определяемых концентрацийБПК получено для ассоциации дрожжей A.
adeninivorans, O. angusta и D.hansenii и составило 80 мг/дм3 (таблица 21).Важнейшей характеристикой разрабатываемых биосенсоров на основеассоциаций микроорганизмов является долговременнаястабильность.Долговременнуюстабильностьи операционнаябиосенсоровнаосновеиммобилизованных искусственных и естественных ассоциаций определялианалогично биосенсору на основе иммобилизованных дрожжей D.hansenii.1250,0163Ответ сенсора, мгО2/дм с0,0140,0120,0100,0080,0060,0040,0020,000024681012141618Время, суткиРисунок 49. Долговременная стабильность (ассоциация, состоящая издрожжей Ogataea angusta BKM Y-1397, Arxula adeninivorans ВКМ Y-2677 иDebaryomycesВКМhanseniiY-2482включенныхвгидрогельмодифицированного поливинилового спирта)0,0083Ответ биосенсора мгО 2/дм с0,0070,0060,0050,0040,0030,0020,001005101520Время, суткиРисунок 50.
Долговременная стабильность (ассоциация, состоящая издрожжей Ogataea angusta BKM Y-1397, Arxula adeninivorans ВКМ Y-2677включенных в гидрогель модифицированного поливинилового спирта)126В первые дни (1 – 4 сутки) после формирования биочувствительныхэлементов окислительная активность микроорганизмов увеличивается, чтоможет быть связано с адаптацией микроорганизмов, входящих в составискусственных ассоциаций, к изменившимся условиям внешней среды. Дляобоих биосенсоров на основеискусственных ассоциаций дрожжейхарактерна стабилизация окислительной активности до 10 дня послеформирования биорецепторного элемента. Затем происходит снижениедыхательнойактивностидрожжейвходящихвсоставассоциации.Долговременная стабильность биосенсора на основе ассоциации дрожжейOgataea angusta BKM Y-1397, Arxula adeninivorans ВКМ Y-2677 иDebaryomycesВКМhanseniiвключенныхY-2482вгидрогельмодифицированного поливинилового спирта составляет 16 суток (рисунок49).
Долговременная стабильность биосенсора на основе иммобилизованнойассоциации дрожжей Ogataea angusta BKM Y-1397, Arxula adeninivoransВКМ Y-2677 составляет 19 суток (рисунок 50), что может быть объясненоменьшей конкуренцией за субстрат в сравнении с ассоциацией, состоящей изтрех видов дрожжей.0,0163Ответ биосенсора мгО 2/дм с0,0140,0120,010,0080,0060,0040,00200246810Время, суткиРисунок 51.
Долговременная стабильность ассоциации активного ила,иммобилизованнойвполивиниловыйвинилпирролидоном.127спирт,модифицированныйN-На второй день после иммобилизации происходит резкое возростаниедыхательной активности микроорганизмов активного, что связано с быстройадаптацией бактерий входящих в ее состав (рисунок 51). Начиная с 3-его дняпроисходит снижение окислительной активности, что может быть связано свымыванием микроорганизмов из пор гидрогеля поливинилового спирта,модифицированного N-винилпирролидоном (размер пор 1-5 мкм) вследствиемаленького размера бактерий (до 2 мкм), приемущественно входящих всостав активного ила.
Таким образом, долговременная стабильность сенсорана основе иммобилизованной ассоциации активного ила составила 7 суток.В таблице 22 представлены основные характеристики БПК-биосенсоровна основе изучаемых ассоциаций микроорганизмов, в сравнении схарактеристиками БПК-биосенсора на основе дрожжей D.
hansenii ВКМ Y2482.Таблица 22. Основные характеристики БПК-биосенсоров на основеассоциаций микроорганизмов и дрожжей D. hansenii иммобилизованных вгидрогель ПВС модифицированный N-ВП.Биочувствительныйэлемент/характеристикиПредел обнаружения,мг/дм3НижняяграницаопределяемыхсодержанийБПК5,3мг/дмВерхняяграницаопределяемыхсодержаний БПК5, Кmмг/дм3Максимальная скоростьферментативнойреакции (Rmaх)Коэффициентчувствительности *105 -1,сДолговременнаястабильность, суткиОперационнаястабильность, %Экспрессность, минАссоциация1Ассоциация2Активный илD.hansenii0,730,800,940,052,412,412,550,1642 ± 980 ± 1014 ± 330± 30,0090 ±0,00040,0190 ±0,00090,0020 ±0,00010,039±0,0048±110 ± 24±171± 21279428,58,97,624333128Разработанные биосенсоры на основе ассоциаций микроорганизмовобладают близкими характеристиками (таблица 22). Для всех ассоциациймикроорганизмов значение нижней границы определяемых концентрацийблизко к 2,5 мг/дм3 и является приемлемым при анализе большинстваобразцов воды.Чувствительность биосенсора на основе индивидуальной культурыдрожжей D.
hansenii ВКМ Y-2482 на порядок превышает чувствительностьбиосенсоров на основе ассоциаций микроорганизмов, что влияет на такиеважныеметрологические характеристики, как предел обнаружения инижнюю границу определяемых концентраций (таблица 22). Биосенсор наоснове дрожжей D. hansenii ВКМ Y-2482 позволяет анализировать образцыводы категории чистые и очень чистые, т.к. нижняя граница определяемыхсодержанийБПКсоставляет0,16мг/дм3.Высокаядолговременнаястабильность биосенсора на основе индивидуальной культуры (42 дня)может быть связана с отсутствием конкуренции за субстрат, как в случаеиспользования ассоциаций микроорганизмов.Важно отметить, что данные биосенсоры по характеристикам не тольконе уступают аналогам [1,2, 106-107], но и частично превосходят их.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
