УДК 579
Мосная М.В., Владимцева И.В.
ИММОБИЛИЗАЦИЯ В АЛЬГИНАТНЫЕ МАГНИТНЫЕ НОСИТЕЛИ БАКТЕРИАЛЬНОГО ШТАММА, ОСУЩЕСТВЛЯЮЩЕГО ОЧИСТКУ СТОЧНЫХ ВОД ОТ НЕФТЕПРОДУКТОВ
Волгоградский государственный технический университет
An immobilization of microorganisms the Bacillus sp. was produced into the alginate magnetic carrier. The immobilized cells were used as the inoculums for the liquid medium and there was found their possibility to raise the microorganisms’ biomass.
Keywords: immobilization; alginate magnetic carrier.
Проведена иммобилизация микроорганизмов Bacillus sp. в альгинатные магнитные носители. Иммобилизованные клетки использовали в качестве инокулята при посеве в жидкую питательную среду, показана возможность их применения для получения биомассы микроорганизмов.
Ключевые слова: иммобилизация; альгинатные магнитные сорбенты.
Использование иммобилизованных в полимерные гранулированные носители клеток микроорганизмов имеет целый ряд преимуществ по сравнению с интактными. Они применяются в биотехнологии для получения биомассы микроорганизмов и их метаболитов. Введение магнитного материала в нерастворимые носители делает инокулят магнитоуправляемым, что позволяет значительно упростить манипуляции с ним при культивировании.
В 1985 г. Burns M.A. et al. предложили использовать сферы из содержащего магнитный материал высушенного альгината кальция для иммобилизации ферментов [1]. Авторы подчеркивали высокую механическую прочность таких гранул, что позволяет использовать их в хроматографических колонках и реакторах с большими скоростями потоков и высоким давлением. Альгинатный носитель способен выдерживать нагревание до 120ºС, изменение рН и воздействие органических растворителей. Сферы отличаются узким распределением по размерам, высокой степенью пористости, имеют плотность 2,2 г/мл. Носитель не снижает нативных свойств иммобилизованных биомолекул и придает им повышенную стабильность.
Целью данной работы было исследование возможности иммобилизации в альгинатные магнитные носители микроорганизмов, осуществляющих очистку сточных вод от нефтепродуктов.
В качестве микробиологической модели был выбран штамм Bacillus sp., выделенный ранее из почвы, загрязненной нефтью и нефтепродуктами [2]. Иммобилизацию культуры проводили в магнитные альгинатные носители согласно следующей методике, осуществляемой в асептических условиях: 0,08 г альгината натрия и 0,1 г оксида железа растворяли в 1,9 мл фосфатного буферного раствора рН 7,2, для лучшего смешения реагенты перемешивали на магнитной мешалке в течение 15 мин. Полученную смесь стерилизовали кипячением на водяной бане в течение 20 мин. В охлажденные до комнатной температуры пробы добавляли 0,1 мл взвеси клеток штамма Bacillus sp. с концентрацией 109 м.к./мл. После перемешивания получали альгинатные магнитные гранулы путем продавливания смеси через тонкую иглу шприца объемом 2 мл в 0,2 М стерильный раствор хлорида кальция. Осевшие на дно пробирки магнитные гранулы оставляли в растворе на 30 мин и тщательно отмывали стерильным буферным раствором. Декантацию проводили, удерживая магнитные гранулы на дне пробирки с помощью постоянного магнита.
К альгинатным магнитным гранулам наливали 5 мл стерильной жидкой питательной среды, содержащей пептон (17 г/л) и хлорид натрия (15 г/л). Посев инкубировали в течение 24 ч при комнатной температуре. В качестве контроля использовали магнитные альгинатные гранулы, приготовленные без добавления клеток микроорганизмов. По истечении указанного времени в опытной пробирке наблюдали рост биомассы, выражающийся в помутнении питательной среды. Контрольные пробы при визуальном анализе были прозрачны.
Для более точной характеристики прироста биомассы определяли ее концентрацию оптическим методом на приборе КФК-2-УХЛ-4.2 при длине волны светофильтра 670 нм в кюветах с длиной оптического пути 5,065 мм. Среднее значение оптической плотности опытной пробы с культурой Bacillus sp., прямо пропорциональное количеству бактериальных клеток в суспензии, составляло 0,14±0,02, а контрольной – 0,05±0,005. Таким образом, оптическая плотность бактериальной суспензии (опытного образца) в 2,8 раза превышала контрольный образец, что свидетельствует о сохранении жизнеспособности бактериальных клеток в иммобилизованном состоянии и возможности их роста в жидкой питательной среде.
Методика иммобилизации микробных клеток в альгинатные магнитные микрогранулированные носители отличается простотой и быстротой выполнения, обеспечивает щадящие условия иммобилизации живых микроорганизмов и полное включение желаемого количества клеток в носитель.
Литература:
1. Burns M.A., Kresitadze G.J., Graves D.J. Dried calcium alginate magnetite spheres: a new support for chromatographic separation and enzyme immobilization //Biotechnol. and Bioeng. – 1985. – V.27, № 2. – P.137-145.
2. Владимцева И.В.. Соколова И.В. Спиридонова И.В. Исследование роста культур Bacillus sp. и Azotobacter sp. в условиях нефтезагрязнения //Естественные и технические науки.- 2008. - №5.- с.76-79.