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

Дисертацію присвячено розробці експресних методів біотестування на основі хемілюмінесценції екзометаболітів дафній та біолюмінесценції бактерій для оцінки загальної токсичності об'єктів довкілля та прототипу оптичного імунного біосенсору на основі Optical Waveguide Lightmode Spectroscopy для визначення індивідуальних токсикантів.

Підібрано оптимальні умови визначення активованої хемілюмінесценції екзометаболітів дафній. Досліджено характер та інтенсивність активованої хемілюмінесценції екзометаболітів дафній залежно від впливу на них різних концентрації токсичних речовин, таких, як біхромат калію, метоміл, трифлюралін, твін-80 та тритон Х-100.

Методами біотестування на основі активованої хемілюмінесценції екзометаболітів дафній та біолюмінесценції бактерій проведено визначення загальної токсичності водних розчинів деяких типів поверхнево-активних речовин (ПАР) для оптимізації технологічного процесу їх окислювальної обробки. Встановлено оптимальний за параметрами витрат реагентів і тривалості процесу режим попереднього окислення розчинів ПАР для подальшої біосорбції. Показано, що біосорбція частково окислених ПАР дозволяє повністю усунути токсичність, обумовлену присутністю у водному середовищі ПАР та продуктів їх розкладу.

Розроблено прототипи імуносенсорів для визначення різних модельних сполук, які включають два білки (сироватковий альбумін бика та білок теплового шоку-70), а також активний компонент пестицидів – трифлюралін.

Ключові слова: токсичність, хемілюмінесценція, біолюмінесценція, імуносенсор.

АННОТАЦИЯ

Левковец И. А. РАЗРАБОТКА ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫХ АНАЛИТИЧЕСКИХ БИОТЕСТОВ И ИЗУЧЕНИЕ ИХ ОСНОВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ ТОКСИЧНОСТИ ОБЪЕКТОВ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ. - Рукопись.

Диссертация на соискание учёной степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.20 - биотехнология. - Институт биохимии им. А. В. Палладина НАН Украины, Киев, 2005.

Диссертация посвящена разработке экспрессных методов биотестирования на основе хемилюминесценции экзометаболитов дафний и биолюминесценции бактерий для оценки общей токсичности объектов окружающей среды, а также прототипа оптического иммуносенсора на основе Optical Waveguide Lightmode Spectroscopy для определения индивидуальных токсикантов.

Подобраны оптимальне условия определения активированной хемилюминесценции экзометаболитов дафний. Изучены характер и интенсивность активированной хемилюминесценции экзометаболитов дафний в зависимости от воздействия на них различных концентраций токсических веществ, таких, как бихромат калия, метомил, трифлюралин, твин-80 и тритон Х-100.

Методами биотестирования на основе активированной хемилюминесценции экзометаболитов дафний и биолюминесценции бактерий проведен анализ общей токсичности водных растворов некоторых типов поверхностно-активных веществ (ПАВ) для оптимизации технологического процесса их окислительной обработки. Установлен оптимальный по параметрам расхода реагентов и продолжительности процесса режим предварительного окисления растворов ПАВ для последующей их биосорбции. Показано, что биосорбция частично окисленных ПАВ позволяет полностью устранить токсичность, обусловленную присутствием в водной среде ПАВ и продуктов их разложения.

Разработаны прототипыиммунных биосенсоров для определения разных модельных соединений, которые включают два белка (бычий сывороточный альбумин и белок теплового шока 70), а также активный компонент пестицидов – трифлюралин.

Ключевые слова: токсичность, хемилюминесценция, биолюминесценция, иммуносенсор.

SUMMARY

Levkovets I. A. DEVELOPMENT OF INSTRUMENTAL ANALYTICAL BIOTESTS AND STUDYING THEIR BASIC CHARACTERISTICS FOR THE DETERMINATION OF ENVIRONMENTAL TOXICITY OF SUBSTANCES. - Manuscript.

Thesis for the scientific degree of Candidate of Biological Sciences (equivalent to Doctor of Philosophy) by speciality 03.00.20 - Biotechnology. – О. V. Palladin Institute of Biochemistry of the National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, 2005.

The thesis is devoted to the development of various express biotest methods: biotests for the estimation of general environmental toxicity on the basis of chemiluminescence of exometabolites by Daphnia magna and based on bacterial bioluminescence, as well as a prototype of an optical immunosensor for the detection of individual toxicants based on the Optical Waveguide Lightmode Spectroscopy (OWLS) principle.

Special attention was paid to the optimisation of test conditions for chemiluminescence determination. The living medium of Daphnia magna was shown to have no spontaneous chemiluminescence. This was revealed using hydrogen peroxide and luminol, the optimal concentrations of which were found to be 23 and 1,610-2 mmol/L, respectively. p-Iodophenol at low concentrations (410-5– 210-3 mmol/L) did not effect the chemiluminescence signal, but appeared to inhibit chemiluminescence at higher concentrations (410-2 mmol/L). To obtain the required intensity of chemiluminescence, it is sufficient to incubate as few as 5 Daphnia individuals in a volume of 10 mL of the sample to be analysed. The living medium of Daphnia can be preserved in a refrigerator for several hours without a loss of the chemiluminescence signal.

The effect of various toxic substances, such as potassium chromate, methomyl, trifluraline, tween-80 and triton X-100 at different concentrations, on the character and intensity of the activated chemiluminescence of the Daphnia living medium was investigated. It was shown, that the toxic influence of these agents could be defined by measuring, through the chemiluminescence process, their stimulating effect on the exometabolising activity of Daphnia magna. The detection sensitivity of the method was determined for these substances and was found to be 0,005 mg/l for potassium chromate, 0,0013 mg/l for methomyl, 0,014 mg/l for trifluralin, 0,1 mg/l for tween-80 and 0,049 mg/l for triton X-100.

The general toxicity of aqueous solutions of certain non-ionic surfactants was analysed by this biotest to facilitate the optimisation of the technology of oxidizing water treatment processes for cleanup from these detergents. It was shown that the toxic effect of these compounds might be determined by measuring the activated chemiluminescence of the exometabolites of Daphnia in the living medium. The optimal technological regime of preliminary oxidation of aqueous surfactant solutions before biosorption was determined.

The change in acute toxicity of water solutions of anionic and non-ionicsurfactants was estimated during their treatment by ozone, ozone treatment combined with UV-irradiation, and following biosorption on the activated carbon by means of measurement of bacterial bioluminescence intensity. The bacterial strain Vibrio fischeri F1 isolated from the Black Sea was used for these purposes. It was shown that biosorption on the activated carbon of partly oxidized surfactants allows a reduction in toxicity, which is conditioned by the presence of surfactants and their decomposition by-products in aqueous medium.

Optical waveguide lightmode spectroscopy (OWLS) sensors, based on specific antibody–antigen interactions, were developed for the detection of various model compounds, including two proteins (bovine serum albumin and murine heat-shock protein-70), as well as pesticide active ingredient (trifluralin). Using various immobilization protocols, each component of the antibody–antigen complex could be covalently immobilized on the sensor surface, allowing non-competitive or competitive detection of the analytes. Although signal stability has to be improved by more effective immobilization, the immunosensors developed indicated the utility of the OWLS technique for all three analytes of large and small molecular sizes.

Key words: toxicity, chemiluminescence, bioluminescence, immunosensor.

Loading...

 
 

Цікаве