ах Петрі. Далі чашки пронумеровуються та термостатувати протягом 5 днів при температурі 37 0 С. Для подальших експериментів були обрані найбільш великі бактеріальні колонії, тобто володіють найбільшою швидкістю росту на середовищі з фенолом.
Потім, за допомогою піпетки Пастера вибрані бактерії були пересіяні в стерильні пробірки з скошеним агар-агаром і термостатувати при Т = 37 0 С. Через 5 днів методом змиву чисті культури з пробірок були пересіяні в колбу з рідкою середовищем Е (на 100 мл середовища 10 мл інокуляту), яка містить 0,01 г/л фенолу.
Колба зі середовищем ставиться на лабораторну гойдалку на 3-5 днів. Отриману накопичувальну культуру використовували надалі для іммобілізації.
В
2.1.6 Іммобілізація мікроорганізмів
В
Спочатку нами була проведена робота з іммобілізації клітин мікроорганізмів на шаруватих подвійних гідроксидів. В якості вихідної матриці для іммобілізації був обраний подвійний гідроксид заліза-магнію, структура якого показана на рис. 1:
Рис. 1. Структура шаруватого подвійного гідроксиду складу [Mg 4 Fe (OH) 8 ] Cl 3 В· 2H 2 O.
Матеріали на основі подвійного шаруватого гідроксиду заліза-магнію були обрані в якості носія тому, що при зміні їх складу і умов отримання можна домогтися зміни властивостей матеріалу в широких межах.
Зокрема, можна збільшувати міжшарові простору при заміщенні одних аніонів іншими, більш великими. Крім того, змінюючи ступінь окислення заліза можна впливати на поверхневий заряд матриці носія в процесі її формування. Таким чином, негативно заряджені клітини притягуються до позитивно зарядженої матриці, збільшуючи ступінь зв'язування клітин з носієм.
Існують такі способи іммобілізації мікроорганізмів на матриці подвійних гідроксидів Mg-Fe:
1) Співосадження гідроксидів з мікроорганізмами,
2) Осадженням гідроксидів у присутності великих органічних аніонів з подальшим їх заміщенням у структурі гідроксидів мікробними клітинами,
3) Інтеркаляцією клітин в структуру гідроксидів на стадії окислення іонів у складі гідроксидів.
Експеримент був спрямований на вибір способу інтеркаляції, визначення умов її здійснення та оцінку отриманих результатів.
Першим був випробуваний метод співосадження подвійного гідроксиду Mg-Fe з мікроорганізмами. Встановлено, що в ході осадження гідроксиду Fe (II)-Mg можливо підвищення рН середовища до 10,5, що може знижувати життєздатність більшості видів мікроорганізмів. Фенол - розкладають мікроорганізми живуть при рН від 5 до 8 з оптимумом при рН = 5,5, тому даний спосіб іммобілізації не підходить. p> Для реалізації методу іммобілізації мікроорганізмів, заснованого на заміщення аніонів у складі подвійного гідроксиду, були запропоновані наступні органічні аніони: оксалат-іон, ацетат-іон, бензоат-іон, терефталат-іон і стеарат-іон. Однак останні три іона володіють антимікробними властивостями, тому їх застосування небажано. Органічні іони з довгою вуглецевої ланцюгом (стеарат-іон) занадто міцно зв'язуються з матрицею носія, тому їх застосування також обмежена. Відповідно, для практичної реалізації методу були рекомендовані оксалат-іон і ацетат-іон.
Відомо, що міжшарові простору здатні змінювати свій розмір при заміщенні в їх обсязі одних іонів іншими, більш великими. Можливість розширення міжшарових просторів за рахунок інтеркаляції іонів на прикладі подвійного гідроксиду показані на рис. 2 (за даними [12]). br/>В
Рис. 2. Зміна міжшарових просторів подвійного гідроксиду в ході обміну аніонів.
В
Подібний метод збільшення межслоевой відстані застосовані для іммобілізації мікроорганізмів. Процес іммобілізації можна представити наступними рівняннями:
В
br/>
де-негативно заряджені клітини Bacillus sp.
Зразки приготованого таким шляхом матеріалу були випробувані в процесі розкладання фенолу. Оцінку ефективності роботи биокатализатора здійснювали щодо зміни концентрації фенолу в середовищі. Всі вимірювання проводилися при однаковій мірі аерації середовища і температурі. Вони показали низьку активність (рис. 3).
Наступний метод іммобілізації заснований на тому, чт про при окисленні Fe II В® Fe III у складі гідроксідних шарів подвійного гідроксиду Mg-Fe в матриці матеріалу накопичується надлишковий позитивний заряд. При іммобілізації мікроорганізмів надлишковий позитивний заряд матриці компенсується за рахунок приєднання негативно заряджених мікробних клітин:
В
Отримані таким шляхом зразки матеріалу володіють підвищеною активністю (рис. 3), яка приблизно в 1,5 рази більше, ніж у вільних клітин активного мулу (рис. 4). Перевага цього методу в тому, що він дозволяє проводити закріплення бактерій на гідроксиді вже після його відмивання від надлишкової лугу, уникаю...
