Введение
1 Токсичность среды обитания: анализ и пути нейтрализации 6
1.1 Значение железа для жизнедеятельности растений 7
1.2 Характеристика наночастиц 10
1.3 Хемилюминесценция
2 Объект и методы исследования 22
2.1 Кресс-салат как тест объект 22
2.2 Хемилюминесцентный анализ 24
2.3 Методы экспериментального исследования 24
2.4 Статистические методы 26
3 Результаты исследований 28
3.1. Качество семян и развитие проростков тест культуры в присутствии биогенных наночастиц ферригидрита 28
3.1.1 Энергия прорастания и всхожесть семян кресс-салата 28
3.1.2 Количественные характеристики проростков кресс-салата 33
3.2 Оценка действия биогенных наночастиц ферригидрита на растение кресс- салат методом индуцированной хемилюминесценции 36
3.2.1 Люминолзависимая хемилюминесценция 39
Заключение 49
Список используемых источников 50
Интенсивное использование нанотехнологий и наноматериалов, поиск новых способов синтеза наночастиц в настоящее время обусловлен уникальными характеристиками, присущими данным объектам, а, следовательно, широким спектром их возможного применения. Существующие технологии синтеза наночастиц в подавляющем большинстве основаны на физических и физико-химических методах обработки исходных материалов (реагентов и веществ). Для получения наночастиц успешно используют такие методы, как ультрафиолетовое облучение, аэрозольные технологии, литография, лазерная абляция, методы фотохимического восстановления, ультразвуковые методы. Отрицательная сторона использования этих методов - высокая стоимость и использование опасных химических веществ и неполярных растворителей, что ограничивает их применение, например, в клинической области [44].
Известны способы синтеза наночастиц золота, серебра, золото-серебряных сплавов, селена, теллура, платины, палладия, диоксида кремния, титана, циркония и т.д. с использованием биологических объектов: микроорганизмов, растительных экстрактов и ферментов, структур подобных ДНК, вирусов, водорослей, грибов, дрожжей и т.д. [46]. Преимущества микроорганизмов как потенциальных источников получения наночастиц заключаются в возможности управляемого наращивания их биомассы, а также получения нанокристаллитов с заданными свойствами.
Большое внимание уделяется биологическому синтезу железосодержащих наночастиц, что обусловлено биологической совместимостью данных объектов и возможностью управления внешним магнитным полем.
Обеспечение экологической безопасности населения в значимой степени может быть обеспечено анализом состояния сред жизни, включая почвенную и водную с учетом эколого-биогеохимических процессов. Разработка
Представление о том, что живые клетки человека и животных могут излучать слабый свет в ультрафиолетовой области спектра, было впервые сформулировано русским ученым Александром Гавриловичем Гурвичем и названо им митогенетиченским излучением [2].
Опыты Гурвича были основаны на регистрации излучения по его действию на биологические объекты, названные биологическими детекторами, к числу которых относятся почкующиеся дрожжи и делящиеся клетки. Использование чувствительного физического детектора, фотоумножителя, охлажденного твердой углекислотой или жидким азотом [2, 9], позволило обнаружить свечение проростков растений, а также клеток и тканей животных, измельченных кусочков тканей и изолированных митохондрий. Свечение всех этих объектов было названо сверхслабым свечением или ultraweak chemiluminescence [9]. Важным этапом в этой серии исследований были работы Роберта Эллана, открывшего в 1973 г. сверхслабое свечение стимулированных бактериями лейкоцитов крови человека и предложившего люминол в качестве активатора хемилюминесценции макрофагов [17].
Цель: Оценить свойства биогенных наночастиц ферригидрита по показателям всхожести, развития проростков и интенсивности
хемилюминесцентной активности кресс-салата.
Задачи:
1. Определить энергию прорастания и всхожесть семян кресс-салата в экспериментальных условиях с применением биогенных наночастиц ферригидрита
2. Изучить линейно-весовые характеристики проростков кресс-салата в присутствии суспензии биогенных наночастиц ферригидрита
3. Исследовать хемилюминесцентную активность клеток проростков кресс-салата, как информационного показателя реакции организма на присутствие биогенных наночастиц ферригидрита
4. Выявить влияние биогенных наночастиц ферригидрита на показатели развития и состояния тест культуры
Проведенный анализ на кресс-салате в присутствии биогенных наночастиц ферригидрита позволил сделать следующие выводы:
1. В экспериментальных условиях не отмечено достоверного воздействия биогенных наночастиц ферригидрита на энергию прорастания и всхожесть семян кресс-салата;
2. Присутствие биогенных наночастиц ферригидрита не изменяет скорости линейного роста проростков кресс-салата. Для массы проростков зарегистрирован стимулирующий эффект для малых концентраций частиц М и Ж на 7 сутки;
3. По данным люминолзависимой хемилюминесценции выявлено отличие частей растения с постепенным снижением активности от корня к листу в контрольном и опытном вариантах на 6 сутки и в опытном вариантах на 8 сутки. В корне проростка зарегистрирована стабильно высокая активность в опытном и контрольном вариантах;
4. Биогенные наночастицы вызывают прооксидантный эффект, проявляющийся на 8 сутки. По видимому это связано со снижением работы защитной антиоксидантной системы в тканях проростков.
