WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаРізне → Теоретичні основи ергономічного забезпечення автотранспортних технологічних процесів (автореферат) - Реферат

Теоретичні основи ергономічного забезпечення автотранспортних технологічних процесів (автореферат) - Реферат

3

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ

ІНСТИТУТ БІОХІМІЇ ім. О. В. ПАЛЛАДІНА

ЛЕВКОВЕЦЬ Інна Андріївна

УДК 577.336 : 595.324 : 576.851.315 : 628.8 : 517.17

Розробка інструментальних аналітичних біотестів та вивчення їхніх основних характеристик при визначенні токсичності об'єктів довкілля

03.00.20 – біотехнологія

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата біологічних наук

Київ – 2005

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Інституті біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України.

Науковий керівник – доктор біологічних наук, професор

Стародуб Микола Федорович,

Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна

НАН України, головний науковий співробітник.

Офіційні опоненти: доктор біологічних наук, професор

Дмитренко Микола Петрович,

Інститут екогігієни та токсикології

ім. Л. І. Медведя МОЗ України,

завідувач лабораторії біохімії;

кандидат біологічних наук

Грузіна Тамара Григорієвна,

Інститут біоколоїдної хімії

ім. Ф. Д. Овчаренка НАН України,

старший науковий співробітник відділу

колоїдних технологій природних систем.

Провідна установа – Інститут біоорганічної хімії та нафтохімії НАН

України, відділ структури і функції білків та пептидів

Захист відбудеться "4" квітня 2005 р. о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.240.01 в Інституті біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України (01601, м. Київ – 30, вул. Леонтовича 9).

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту біохімії

ім. О. В. Палладіна НАН України (м. Київ, вул. Леонтовича 9).

Автореферат розісланий "3" березня 2005 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради,

кандидат біологічних наук Кірсенко О. В.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Контроль наявності токсичних речовин у навколишньому середовищі набуває особливої актуальності у зв'язку з підвищеним надходженням до нього відходів, пестицидів та ядохімікатів, які створюють в кінцевому результаті загрозу здоров'ю людини. Існуючі на даний час підходи, як правило, основані на традиційних методах аналітичної хімії та на використанні різних варіантів хроматографії, масспектроскопії та інших. Поряд з певними перевагами вони мають недоліки та обмеження, оскільки базуються лише на фізичних та хімічних принципах. Останнє, найчастіше, і визначає трудомісткість і дорожнечу методів аналізу, недостатню їх чутливість та невідповідність вимогам, що висуваються при оцінці екологічної ситуації. Одним із загальних обмежень традиційних методів є, в ряді випадків, неможливість визначення метаболічних фізіологічно активних форм речовин. Крім того, більшість стічних вод промислового та сільськогосподарського походження має складний та непостійний вміст, а продукти розпаду і взаємодії в стічних водах окремих хімічних речовин можуть бути більш токсичними, ніж вихідні речовини, що аналізуються. У таких випадках встановити ступінь впливу стічних вод на біоценози водних об'єктів, базуючись лише на інформації про відповідність концентрацій окремих компонентів гранично допустимим нормам, практично неможливо. Підвищення інформативності та достовірності аналітичного контролю загального забруднення об'єктів довкілля може бути забезпечено лише на основі використання живих організмів як індикаторів. Для цього розроблено ряд біологічних тестів, але вони загалом є досить рутинними, довготривалими, і тому сьогодні постає проблема їх переводу на основу інструментального аналізу, що базується на принципах біосенсорики.

Біологічні тест-методи, як правило, використовують до проведення хімічного аналізу, тому що ці методи дозволяють дати експрес-оцінку навколишнього середовища і виявити, так звані, "гарячі точки", які вказують на найбільш забруднені ділянки. При виявленні даними методами будь-яких відхилень досліджуване середовище характеризують як токсичне, після чого аналітичним шляхом необхідно встановлювати причини токсичності.

Оскільки методами біотестування з використанням живих організмів можна визначати лише загальну токсичність, то наступним кроком є впровадження нових експресних аналітичних методів для визначення індивідуальних представників токсичних речовин, що в поєднанні з біологічними методами дає повну картину стану забрудненості об'єктів довкілля. Основою для створення таких пристроїв як с позицій чутливості і селективності аналізу, так і відносно простоти, експресності і дешевизни його виконання можуть стати оптичні імуносенсори.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота проводилась в рамках наукової тематики відділу біохімії сенсорних і регуляторних систем Інституту біохімії ім. О.В. Палладіна: "Створення наукових основ експресної доклінічної біохімічної діагностики і моніторингу довкілля з використанням селективних взаємодій біомолекул та біосенсорної технології", № держреєстрації 01974004371 та "Пошук шляхів направленого упорядкування селективних біологічних структур для підвищення ефективності біосенсорних елементів", № держреєстрації 0102V006218, а також "Зворотний біосенсорний контроль очистки стічних вод: фотоокислення з наступною деградацією, використовуючи високоефективні бактерії-деструктори детергентів", Проект ICA2-1999-10017, Контракт № ICA2-CT-2000-10033.

Мета та завдання дослідження. Мета роботи – розробка експресних методів біотестування на основі активованої хемілюмінесценції (ХЛ) екзометаболітів дафній та біолюмінесценції (БЛ) бактерій для оцінки загальної токсичності об'єктів довкілля та оптичного імунного біосенсору для визначення індивідуальних токсикантів.

Для досягнення поставленої мети вирішували такі задачі:

  1. Вивчити залежність ХЛ культурального середовища дафній від якісного та кількісного складу реакційних сумішей.

  2. Дослідити, в якій мірі наявність в середовищі різних токсичних речовин впливає на рівень активованої ХЛ екзометаболітів Daphnia magna та встановити характер і кінетику змін ХЛ.

  3. Методом біотестування на основі активованої ХЛ екзометаболітів дафній та бактеріальної БЛ оцінити загальну токсичність водних розчинів деяких типів поверхнево-активних речовин (ПАР).

  4. Розробити експресні методи біотестування на основі активованої ХЛ екзометаболітів дафній та БЛ бактерій, а також випробувати їх ефективність при оптимізації технологічного процесу окислювальної обробки водних розчинів деяких типів ПАР.

  5. Розробити модель нового типу оптичного імуносенсору на основі Optical Waveguide Lightmode Spectroscopy (OWLS) та оптимізувати його основні характеристики для визначення окремих токсичних речовин.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше вивчено здатність до активованої ХЛ екзометаболітів культурального середовища дафній. Досліджено вплив різних токсичних речовин на характер та інтенсивність активованої ХЛ. За допомогою методів біотестування на основі активованої ХЛ та бактеріальної БЛ встановлено оптимальні параметри окислювальної обробки ПАР для подальшої їх біосорбції. Вперше вивчено оптимальні характеристики нового оптичного імуносенсору на основі OWLS для аналітичного визначення гербіциду трифлюраліну, з порогом чутливості до 1 пг/мл.

Практичне значення одержаних результатів. Для практичного використаннязапропоновано новий інструментальний аналітичний тест для визначення загальної токсичності об'єктів довкілля на основі визначення рівня екзометаболітів культурального середовища дафній. Базуючись на отриманих даних, можна стверджувати, що він характеризується багатьма перевагами порівняно з відомими на сьогодні традиційними методами. Підібрано умови застосування представлених біотестів на основі дафній та БЛ бактерій для контролю загальної токсичності води на різних етапах її очистки. Розроблені методики дають можливість експресного та дешевого проведення аналізу з визначення загальної токсичності об'єктів довкілля. Запропонований оптичний імунний біосенсор дозволяє ефективно здійснювати контроль індивідуальних токсикантів. Поєднання представлених біотестів з розробленим оптичним імуносенсором забезпечить на практиці повний аналіз токсичності об'єктів довкілля.

Особистий внесок здобувача. Дисертація є самостійною роботою автора. Головну ідею роботи та напрям досліджень було запропоновано науковим керівником, а її практичне втілення належить здобувачу. Автором дисертаційної роботи самостійно здійснено аналіз літератури, проведено біохімічні дослідження, виконано статистичну обробку отриманих результатів та підготовлено статті до публікації. Разом з керівником представлено експериментальний матеріал на наукових семінарах та конференціях. Аналіз результатів, їх узагальнення, інтерпретацію та формулювання основних положень і висновків проведено особисто автором. Біолюмінесцентні бактерії були отримані від співробітника Таврійського медичного університету ім. Георгієвського к.х.н. Кацева А. М. Окислювальна обробка ПАР та адсорбційно-біосорбційна доочистка була виконана співробітниками Інституту колоїдної хімії та хімії води ім. А. В. Думанського НАН України за участю проф. Клименко Н. А. та к.х.н. Вакуленко О. Ф. Розробка оптичного імуносенсору проведена на базі Інституту захисту рослин АН Угорщини за координаційною участю д.х.н. Секача А. та співробітників Центрального інституту досліджень харчових технологій Угорщини к.х.н. Вараді М. та Адані Н. OWLS-інструмент був люб'язно предоставлений директором угорської фірми Microvacuum Ltd, головним інженером Сендрьо І. Весь експериментальний матеріал отримано дисертантом.

Loading...

 
 

Цікаве