ВЫДЕЛЕНИЕ И ИЗУЧЕНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ К МЕТАЛЛАМ БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИ ПЕРСПЕКТИВНЫХ СУЛЬФАТРЕДУЦИРУЮЩИХ БАКТЕРИЙ

Перечень условных сокращений 4
Введение 5
1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 7
1.1 Общая характеристика сульфатредуцирующих бактерий 7
1.2 Токсическое действие металлов на микроорганизмы 10
1.3 Устойчивость микроорганизмов к высоким концентрациям металлов 11
1.4 Титан: свойства металла, его применение и влияние на живые организмы 14
1.5 Молибден: свойства металла, его применение и влияние на живые организмы 15
2. ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 18
2.1 Объект исследования 18
2.2 Культивирование сульфатредуцирующих бактерий 19
2.2.1 Приготовление основной питательной среды Видделя 19
2.2.2 Посев СРБ на среду Видделя 20
2.3 Приготовление используемых добавок 21
2.3.1 Приготовление раствора витаминов 21
2.3.2 Приготовление раствора микроэлементов 22
2.3.3 Приготовление раствора H2SO4 22
2.3.4 Приготовление раствора NaOH 22
2.3.5 Приготовление раствора соды (NaHCO3) 22
2.3.6 Приготовление растворов субстратов 23
2.3.7 Приготовление маточного раствора титана 23
2.3.8 Приготовление маточного раствора молибдена 23
2.3.9 Приготовление Na2S 24
2.4. Посев методом предельных разведений (Метод Пастера) 24
2.5 Посев с использованием селективных сред 24
2.6 Анализ осадков 24
3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ 26
3.1 Выделение чистых культур сульфатредуцирующих бактерий 26
3.2 Определение устойчивости штаммов Desulfovibrio sp. TomC и Desulfovibrio sp. A2 к ионам титана и молибдена 28
3.3 Элементное и минералогическое исследование осадка 36
Выводы 43
Список использованной литературы 44

Купить

Бактерии играют ключевые роли в биогеохимических циклах (Edwards, 2005). Микроорганизмы могут влиять на токсичность и подвижность металлов, а также способствовать образованию минералов или наоборот приводить к их разрушению (Mani, 2014). Однако данные процессы могут быть полезны не только для естественных систем, но и для человека. Некоторые соединения осажденные бактериями, обладают специфическими свойствами. Наночастицы и кристалы различных металлов могут быть использованы при разработке новых биоматериалов для технологических и медицинских целей (Gadd, 2010, Yong et al., 2009).
Широко известно использование сульфатредуцирующих бактерий, как агентов для отчистки кислых шахтных дренажей. Это эффективный и экологичный способ нейтрализации металлов путем их осаждения и образования нерастворимых сульфидов. Получившийся в результате осадок может служить сырьем для извлечения содержащихся в нем элементов (White, 2003). Такой способ получения сульфидов является, более экономически выгодным, так как не требует больших энергозатрат, по сравнению с химическими методами. Таким образом, данные микроорганизмы перспективно использовать так же и для добычи редких металлов, к которым можно отнести титан и молибден.
Титан широко применяется как в медицине (входит в состав имплантатов и используется при лечении раковых опухолей) так и в промышленности (авиа- ракетостроении, также на его основе изготавливают красители.) (Kruger, 2017).
Соединения молибдена используются в металлургии, как компонент жаропрочных и коррозионностойких сплавов, а также в химической и нефтяной промышленности. Их применяют в качестве катализаторов химических реакций, пигментов красителей, компонентов глазурей (Гринвуд, 2008).
Целью данной работы было выделение чистой культуры сульфатредуцирущих бактерий из пробы, полученной из бактериальных обрастаний сточных вод, приуроченных к вольфрамово-молибденовым шахтам. И изучение устойчивости к ионам титана и молибдена сульфатвосстанавливающих бактерий. Связи с этим был поставлен ряд задач:
1. Получить накопительные культуры СРБ.
2. Выделить в чистую культуру сульфатредуцирующих бактерий.
3. Изучить устойчивость штамма сульфатредуцирующих бактерий Desulfovibrio sp. TomC к ионам титана (Ti4+) и молибдена (Mo6+).
4. Изучить устойчивость штамма сульфатредуцирующих бактерий Desulfovibrio sp. А2 к ионам титана (Ti4+) и молибдена (Mo6+).
5. Провести элементный анализ осадков, полученных после культивирования.
Автор выражает глубокую благодарность научным руководителям: профессору, доктору биологических наук Ольге Викторовне Карначук и ассистенту кафедры физиологии растений и биотехнологии Дмитрию Викторовичу Анциферову, за внимание, консультации и научное руководство. А также искреннюю признательность коллективу кафедры физиологии растений и биотехнологии ТГУ за поддержку и помощь в проведении экспериментов.
Купить