Бактериальный мультисенсор для определения содержания тяжелых металлов в воде
Изучена возможность дифференцированного определения Zn^2+, Co^2+, Cu^2+ в модельных водных средах в системе с культурами бактерий Pseudomonas sp. B4251, Bacillus cereus B4368, E. coli 1257. Разработан и создан мультибиосенсор на основе ёмкостных структур типа электролит – диэлектрик – полупроводник...
Saved in:
| Date: | 2007 |
|---|---|
| Main Authors: | , , , , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут колоїдної хімії та хімії води ім. А.В. Думанського НАН України
2007
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/5499 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Бактериальный мультисенсор для определения содержания тяжелых металлов в воде / Т.Г. Грузина, А.М. Задорожняя, Г.А. Гутник, В.В. Вембер, З.Р. Ульберг, Н.И. Канюк, Н.Ф. Стародуб // Химия и технология воды. — 2007. — Т. 29, № 1. — С. 87-92. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859980227139076096 |
|---|---|
| author | Грузина, Т.Г. Задорожняя, А.М. Гутник, Г.А. Вембер, В.В. Ульберг, З.Р. Канюк, Н.И. Стародуб, Н.Ф. |
| author_facet | Грузина, Т.Г. Задорожняя, А.М. Гутник, Г.А. Вембер, В.В. Ульберг, З.Р. Канюк, Н.И. Стародуб, Н.Ф. |
| citation_txt | Бактериальный мультисенсор для определения содержания тяжелых металлов в воде / Т.Г. Грузина, А.М. Задорожняя, Г.А. Гутник, В.В. Вембер, З.Р. Ульберг, Н.И. Канюк, Н.Ф. Стародуб // Химия и технология воды. — 2007. — Т. 29, № 1. — С. 87-92. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| description | Изучена возможность дифференцированного определения Zn^2+, Co^2+, Cu^2+ в модельных водных средах в системе с культурами бактерий Pseudomonas sp. B4251, Bacillus cereus B4368, E. coli 1257. Разработан и создан мультибиосенсор на основе ёмкостных структур типа электролит – диэлектрик – полупроводник и ионочувствительного слоя нитрида кремния. Нижняя граница чувствительности метода составила: для цинка – 0,2 , для кобальта – 0,05, для меди – 0,1 мг/дм^3, что соответствует 1 – 3 мкМ по металлу.
Вивчено можливість диференційованого визначення іонів цинку, кобальту та міді у модельних водних середовищах у системі з трьома культурами бактерій Pseudomonas sp. B4251, Bacillus cereus B4368, E. coli 1257. Розроблено та створено мультибиосенсор на основі ємнісних структур типу електроліт–діелектрик–напівпровідник та іон-чутливого шару нітриду кремнію. Нижня межа чутливості методу склала: для цинку – 0,2, для кобальту – 0,05, для міді – 0,1 мг/дм^3, що відповідає 1 – 3 мкМ за металом.
The possibility of zinc, cobalt and copper ions differential determination in the modal water mediums in the system with three bacterial cultures has been investigated. Bacterial multisensor based on the capacitive electrolyte-dielectricsemiconductor structure type with ion-sensitive silicon nitride layer has been developed and produced.The lower sensitivity limit of this method is: 0,2 for zinc, 0,05 for cobalt, 0,1 mg/dm^3 for copper, which corresponds to 1 – 3 mkM for the metal.
|
| first_indexed | 2025-12-07T16:25:28Z |
| format | Article |
| fulltext |
ISSN 0204–3556. Õèìèÿ è òåõíîëîãèÿ âîäû, 2007, ò. 29, ¹1 87
Ò.Ã. ÃÐÓÇÈÍÀ, À.Ì. ÇÀÄÎÐÎÆÍßß, Ã.À. ÃÓÒÍÈÊ, Â.Â. ÂÅÌÁÅÐ, Ç.Ð. ÓËÜÁÅÐÃ,
Í.È. ÊÀÍÞÊ, Í.Ô. ÑÒÀÐÎÄÓÁ, 2007
ÁÈÎËÎÃÈ×ÅÑÊÈÅ ÌÅÒÎÄÛ Î×ÈÑÒÊÈ ÂÎÄÛ
ÓÄÊ 541.13:577.112.087
Ò.Ã. Ãðóçèíà, À.Ì. Çàäîðîæíÿÿ, Ã.À. Ãóòíèê, Â.Â. Âåìáåð,
Ç.Ð. Óëüáåðã, Í.È. Êàíþê, Í.Ô. Ñòàðîäóá
ÁÀÊÒÅÐÈÀËÜÍÛÉ ÌÓËÜÒÈÑÅÍÑÎÐ ÄËß
ÎÏÐÅÄÅËÅÍÈß ÑÎÄÅÐÆÀÍÈß ÒßÆÅËÛÕ
ÌÅÒÀËËÎÂ Â ÂÎÄÅ
Èçó÷åíà âîçìîæíîñòü äèôôåðåíöèðîâàííîãî îïðåäåëåíèÿ Zn2+, Co2+, Cu2+ â
ìîäåëüíûõ âîäíûõ ñðåäàõ â ñèñòåìå ñ êóëüòóðàìè áàêòåðèé Pseudomonas sp.
B4251, Bacillus cereus B4368, E. coli 1257. Ðàçðàáîòàí è ñîçäàí ìóëüòèáèîñåí-
ñîð íà îñíîâå ̧ ìêîñòíûõ ñòðóêòóð òèïà ýëåêòðîëèò – äèýëåêòðèê – ïîëóïðî-
âîäíèê è èîíî÷óâñòâèòåëüíîãî ñëîÿ íèòðèäà êðåìíèÿ. Íèæíÿÿ ãðàíèöà
÷óâñòâèòåëüíîñòè ìåòîäà ñîñòàâèëà: äëÿ öèíêà – 0,2 , äëÿ êîáàëüòà – 0,05,
äëÿ ìåäè – 0,1 ìã/äì3, ÷òî ñîîòâåòñòâóåò 1 – 3 ìêÌ ïî ìåòàëëó.
Íà ñåãîäíÿøíèé äåíü ôàêòè÷åñêèé óðîâåíü àíòðîïîãåííîãî âëèÿ-
íèÿ íà îêðóæàþùóþ ñðåäó äîñòàòî÷íî âûñîêèé. Òàêîå ñîñòîÿíèå ìîæåò
ïðèâåñòè ê ñóùåñòâåííûì àíòðîïîãåííûì ïîñëåäñòâèÿì èç-çà íàðàñòà-
þùåãî çàãðÿçíåíèÿ òîêñè÷íûìè âåùåñòâàìè ðàçëè÷íîé ïðèðîäû. Îñî-
áåííî îïàñíûì ÿâëÿåòñÿ çàãðÿçíåíèå âîäíûõ áàññåéíîâ òÿæåëûìè ìå-
òàëëàìè. Ýôôåêòèâíîñòü îõðàíû âîäíîé ñðåäû îò çàãðÿçíÿþùèõ âåùåñòâ
ñâÿçàíà ñ ðàçðàáîòêîé è ïðèìåíåíèåì íîâûõ èíñòðóìåíòàëüíûõ áèîàíà-
ëèòè÷åñêèõ ìåòîäîâ èõ êîíòðîëÿ.
Áèîñåíñîðû íà îñíîâå êëåòîê áàêòåðèé õàðàêòåðèçóþòñÿ ðÿäîì ïðå-
èìóùåñòâ ïî ñðàâíåíèþ ñ áèîñåíñîðàìè, ñîäåðæàùèìè äðóãèå òèïû
áèîëîãè÷åñêèõ ÷óâñòâèòåëüíûõ ýëåìåíòîâ (íàïðèìåð, ýíçèìíûìè áèîñåí-
ñîðàìè), à èìåííî: äîñòóïíîñòüþ, äåøåâèçíîé, ïðîñòîòîé ïîëó÷åíèÿ áèî-
ñåíñîðíîãî äàò÷èêà, à òàêæå èíòåãðàëüíîñòüþ êëåòî÷íîãî îòâåòà [1 – 3].
Îäíîâðåìåííîå èñïîëüçîâàíèå íåñêîëüêèõ êóëüòóð áàêòåðèé â êà÷å-
ñòâå áèîëîãè÷åñêè ÷óâñòâèòåëüíûõ ýëåìåíòîâ äà¸ò âîçìîæíîñòü ïîëó-
÷àòü áîëåå äîñòîâåðíóþ èíôîðìàöèþ ïî ñðàâíåíèþ ñ ìîíîñåíñîðíûì
àíàëèçîì, ñïîñîáñòâóåò ïîâûøåíèþ ÷óâñòâèòåëüíîñòè è ðàñøèðÿåò äè-
àïàçîí èçìåðåíèÿ.
Öåëü äàííîé ðàáîòû – èçó÷åíèå âîçìîæíîñòè ñîçäàíèÿ ìóëüòèáèî-
ñåíñîðà íà îñíîâå êëåòîê áàêòåðèé äëÿ îïðåäåëåíèÿ Zn2+, Co2+ è Cu2+ â
ìîäåëüíûõ âîäíûõ ñðåäàõ.
Ìåòîäèêà ýêñïåðèìåíòà. Â ðàáîòå èñïîëüçîâàíû øòàììû áàêòå-
ðèé Pseudomonas sp. B4251, Bacillus cereus B4368, E.coli 1257 èç êîëëåê-
88 ISSN 0204–3556. Õèìèÿ è òåõíîëîãèÿ âîäû, 2007, ò. 29, ¹1
öèè Èíñòèòóòà áèîêîëëîèäíîé õèìèè èì. Ô.Ä. Îâ÷àðåíêî ÍÀÍ Óêðàè-
íû, îáëàäàþùèå ðàçëè÷íîé ÷óâñòâèòåëüíîñòüþ ê îïðåäåë¸ííûì âèäàì
òÿæåëûõ ìåòàëëîâ.
Êëåòêè êóëüòèâèðîâàëè â æèäêîé îáîãàùåííîé LB-ñðåäå â êîëáàõ
íà êà÷àëêàõ ïðè 30° è 37°Ñ.
Ôîðìèðîâàíèå áèîëîãè÷åñêè ÷óâñòâèòåëüíîãî ýëåìåíòà îñóùåñòâëÿ-
ëè ïóò¸ì âêëþ÷åíèÿ áàêòåðèàëüíûõ êëåòîê â 2 % -íûé àãàðîâûé ãåëü [4].
 êà÷åñòâå àíàëèòè÷åñêîãî ñèãíàëà ðåãèñòðèðîâàëè èçìåíåíèÿ ðÍ
ñðåäû â ðåçóëüòàòå âûáðîñà Í+ èç ýíåðãèçîâàííûõ êëåòîê áàêòåðèé.
Ïðåîáðàçîâàòåëåì ñëóæèëà ïîòåíöèîìåòðè÷åñêàÿ ñèñòåìà ìóëüòèáèî-
ñåíñîðà, ñêîíñòðóèðîâàííîãî ñîâìåñòíî ñ ñîòðóäíèêàìè Èíñòèòóòà ôè-
çèêè ïîëóïðîâîäíèêîâ ÍÀÍ Óêðàèíû. Ÿ îñíîâó ñîñòàâëÿëè ¸ìêîñòíûå
ñòðóêòóðû òèïà ýëåêòðîëèò – äèýëåêòðèê – ïîëóïðîâîäíèê è èîíî÷óâ-
ñòâèòåëüíûé ñëîé íèòðèäà êðåìíèÿ.
Ïðîòî÷íàÿ ñèñòåìà ìóëüòèáèîñåíñîðà ïðåäñòàâëåíà êàíàëîì ñ ïÿòüþ
îòäåëüíûìè èçìåðèòåëüíûìè ÿ÷åéêàìè, èìåþùèìè îáùèé ýëåêòðîä,
ñâÿçü êîòîðîãî ñ êðåìíèåâîé îñíîâîé ïîääåðæèâàåòñÿ ñ ïîìîùüþ àëþ-
ìèíèåâîãî êîíòàêòà (ðèñ.1).
Ðèñ. 1. Ñõåìà êàíàëà ìóëüòèáèîñåíñîðà: a – 1 – ÷óâñòâèòåëüíûå
ñòðóêòóðû, 2 – çîëîòîé ïðîòèâîýëåêòðîä, 3 – êëåòî÷íàÿ ìåìáðàíà, 4 –
óïëîòíÿþùåå êîëüöî, 5 – îðãñòåêëî, 6 – ïëàñòèêîâîå îñíîâàíèå, 7 – âõîä,
8 – âûõîä íà èçìåðèòåëüíûå ñòðóêòóðû; á – 9 – ðåôåðåíòíûé ýëåêòðîä,
10 – C/V- êîíâåðòîð, 11 – âûõîä íà ïåðñîíàëüíûé êîìïüþòåð
ISSN 0204–3556. Õèìèÿ è òåõíîëîãèÿ âîäû, 2007, ò. 29, ¹1 89
Äàííûå ýêñïåðèìåíòîâ ïî èíãèáèðîâàíèþ âûáðîñà ïðîòîíîâ ìèê-
ðîáíûìè êëåòêàìè ïðåäñòàâëåíû â îòíîñèòåëüíûõ åäèíèöàõ U/U0 è âû-
ðàæåíû â ïðîöåíòàõ, ãäå U0 – èíòåíñèâíîñòü âûáðîñà ïðîòîíîâ ýíåðãè-
çîâàííûìè êëåòêàìè áàêòåðèé, à U – ýòîò æå ïàðàìåòð äëÿ ýíåðãèçî-
âàííûõ êëåòîê â ïðèñóòñòâèè îïðåäåë¸ííîãî ìåòàëëà. Èíòåíñèâíîñòü
âûáðîñà Í+ ðàññ÷èòàíà êàê òàíãåíñ óãëà íàêëîíà êèíåòè÷åñêèõ êðèâûõ
äëÿ êàæäîãî øòàììà áàêòåðèé è ñîîòâåòñòâóþùåãî ìåòàëëà.
Íåïîñðåäñòâåííî ïåðåä îïûòîì áàêòåðèàëüíûå êëåòêè èñòîùàëè â
òå÷åíèå äâóõ ñóòîê â 5 ìÌ òðèñ-HCl áóôåðå (ðÍ 7,8) ïðè 5°Ñ. Èììîáèëè-
çîâàííûå áàêòåðèàëüíûå êëåòêè âíîñèëè â ÿ÷åéêè â âèäå àãàðîâûõ áëî-
êîâ òîëùèíîé 1 – 1,5 ìì. Îäíà ÿ÷åéêà ñëóæèëà êîíòðîëåì (àãàðîâûé áëîê
áåç êëåòîê). Ðàñòâîðû ãëþêîçû è ìåòàëëîâ ãîòîâèëè íà 5 ìÌ òðèñ-HCl
áóôåðå ïðè ðÍ 7,8.
Ýíåðãèçàöèþ êëåòîê îñóùåñòâëÿëè ïóò¸ì ââåäåíèÿ â ïðîòî÷íóþ ñè-
ñòåìó ãëþêîçû (êîíå÷íàÿ êîíöåíòðàöèÿ – 1%). Çàòåì ÷åðåç èçìåðèòåëü-
íóþ ÿ÷åéêó ïðîïóñêàëè èíäèâèäóàëüíûå ðàñòâîðû ìåòàëëîâ ïðè êîí-
öåíòðàöèè 1, 10 è 100, à òàêæå èõ ñìåñü – 100 ìêÌ. Îáú¸ì àíàëèçèðóåìîé
ïðîáû ñîñòàâëÿë 1 ñì3.
 ðàáîòå èñïîëüçîâàëè òðèñ-ãèäðîêñèìåòèëàìèíîìåòàí (Gibco RBL,
Øîòëàíäèÿ). Îñòàëüíûå ðåàêòèâû áûëè îòå÷åñòâåííîãî ïðîèçâîäñòâà è
èìåëè êâàëèôèêàöèþ "õ.÷".
Íà ðèñ. 2 ïðèâåäåíû ñðåäíèå çíà÷åíèÿ ïàðàìåòðîâ ïÿòè íåçàâèñè-
ìûõ ýêñïåðèìåíòîâ. Ïðåäñòàâëåííûå ðåçóëüòàòû îáðàáîòàíû ñòàòèñòè-
÷åñêè ñ èñïîëüçîâàíèåì êðèòåðèÿ Ñòüþäåíòà (ð < 0,05) [5].
0 5 1 0 15 2 0 2 5
0
5
10
15
20
25
m V
Ï ËÌ
2
3
4
1
5
Ðèñ. 2. Òèïè÷íûé õàðàêòåð îòêëèêîâ ìóëüòèáèîñåíñîðà: 1 – Pseudomonas
sp. B4251 è 1% ãëþêîçû; 2 – E. coli 1257 è 100 ìêÌ Cu; 3 – Pseudomonas sp.
B4251 è 100 ìêÌ Cu; 4 – Bacillus cereus B4368 è 100 ìêÌ Cu; 5 – êîíòðîëü
90 ISSN 0204–3556. Õèìèÿ è òåõíîëîãèÿ âîäû, 2007, ò. 29, ¹1
Ðåçóëüòàòû è èõ îáñóæäåíèå. Ôóíäàìåíòàëüíûå èññëåäîâàíèÿ êîë-
ëîèäíî-áèîõèìè÷åñêèõ îñîáåííîñòåé âçàèìîäåéñòâèÿ áàêòåðèé ñ òÿæå-
ëûìè ìåòàëëàìè âûïîëíåíû â [6, 7]. Îíè îòêðûëè ïåðñïåêòèâó èñïîëü-
çîâàíèÿ ðÿäà êëåòî÷íûõ ðåàêöèé êàê îñíîâû ñîçäàíèÿ êëåòî÷íûõ
áèîñåíñîðîâ äëÿ àíàëèçà òÿæåëûõ ìåòàëëîâ [8]. Äàííûå ýêñïåðèìåíòîâ
ñâèäåòåëüñòâóþò, ÷òî èíãèáèðîâàíèå òÿæåëûìè ìåòàëëàìè ñóáñòðàò-ñòè-
ìóëèðóåìîãî âûáðîñà ïðîòîíîâ (Í+-ýêñòðóçèè) ãîëîäàþùèìè êóëüòóðà-
ìè áàêòåðèé ìîæåò áûòü èñïîëüçîâàíî â êà÷åñòâå áèîõèìè÷åñêîãî ïàðà-
ìåòðà êëåòîê, ÷óâñòâèòåëüíûõ ê òîêñè÷åñêîìó äåéñòâèþ òÿæåëûõ
ìåòàëëîâ [9]. Èíòåíñèâíîñòü Í+-ýêñòðóçèè íàõîäèòñÿ â ïðÿìîé çàâèñè-
ìîñòè îò ôèçèîëîãè÷åñêîãî ñîñòîÿíèÿ êëåòîê áàêòåðèé, óðîâíÿ èõ ýíåð-
ãèçîâàííîñòè, ÷òî ÿâëÿåòñÿ ðåçóëüòàòîì èíòåíñèâíîñòè ïðîòåêàíèÿ áèî-
õèìè÷åñêèõ ðåàêöèé îáìåíà âåùåñòâ. ×åðåç âëèÿíèå íà îáùèé
ìåòàáîëèçì òÿæåëûå ìåòàëëû ïðîÿâëÿþò ñâî¸ äåéñòâèå è íà ñêîðîñòü
âûáðîñà ïðîòîíîâ èç êëåòîê áàêòåðèé.
Ðàçíûå øòàììû áàêòåðèé èìåþò ðàçëè÷íóþ ÷óâñòâèòåëüíîñòü ê äåé-
ñòâèþ îïðåäåë¸ííûõ òÿæåëûõ ìåòàëëîâ è, ñîîòâåòñòâåííî, íåîäèíàêîâî
ðåàãèðóþò èçìåíåíèåì èíòåíñèâíîñòè ïðîòîííîé ýêñòðóçèè, êîòîðàÿ ìî-
æåò áûòü çàðåãèñòðèðîâàíà åìêîñòíûìè ñòðóêòóðàìè ïðåîáðàçîâàòåëÿ.
Èçëîæåííîå ïîñëóæèëî îñíîâîé äëÿ ñîçäàíèÿ áàêòåðèàëüíîé ìóëü-
òèñåíñîðíîé ñèñòåìû, ïîçâîëÿþùåé âûÿâëÿòü íàëè÷èå èîíîâ öèíêà, êî-
áàëüòà è ìåäè â ïðèðîäíûõ è òåõíîãåííûõ âîäíûõ ñèñòåìàõ.
Íà ïåðâîì ýòàïå èññëåäîâàíèé áûëè îïòèìèçèðîâàíû óñëîâèÿ, ïðè
êîòîðûõ ïðîÿâëÿëàñü ìàêñèìàëüíàÿ ÷óâñòâèòåëüíîñòü ðåàêöèè ïðîòîí-
íîãî âûáðîñà èç áàêòåðèàëüíûõ êëåòîê ïî îòíîøåíèþ ê ñòèìóëèðóþùå-
ìó ñóáñòðàòó – ãëþêîçå è òÿæåëûì ìåòàëëàì êàê òîêñè÷íûì àãåíòàì.
Îïòèìóì ðÍ äëÿ ðåãèñòðàöèè ýòîãî ïàðàìåòðà ëåæèò â äèàïàçîíå 7,5 –
7,8 (áóôåðíàÿ ñèñòåìà – 5 ìÌ òðèñ-HCl). Îïòèìàëüíàÿ êîíöåíòðàöèÿ êëå-
òîê áàêòåðèé, âêëþ÷¸ííûõ â àãàðîâûé ãåëü, ñîñòàâëÿåò 1,0 – 1,5 ìã/ñì3 ïî
ñóõîé ìàññå; ìàêñèìàëüíûé óðîâåíü ýíåðãèçàöèè êëåòîê äîñòèãàåòñÿ 1%-
íûì ðàñòâîðîì ãëþêîçû (êîíå÷íàÿ êîíöåíòðàöèÿ); òåìïåðàòóðà èçìåðå-
íèÿ – 22 – 24 ± 2°Ñ. Äëÿ ôîðìèðîâàíèÿ áèîñåíñîðíîãî ýëåìåíòà îïðåäåë¸í
îïòèìàëüíûé ñïîñîá âêëþ÷åíèÿ áàêòåðèàëüíûõ êëåòîê â 2%-íûé àãàð-àãàð.
Òèïè÷íûå êèíåòè÷åñêèå êðèâûå ñèãíàëîâ îòêëèêà áàêòåðèàëüíîãî
ìóëüòèáèîñåíñîðà íà äîáàâêó ãëþêîçû è èîíîâ ìåäè ïîêàçàíû íà ðèñ. 2.
Âèäíî, ÷òî ïðè ýíåðãèçàöèè ãëþêîçîé èíòåíñèâíîñòü ïðîòîííîãî âûá-
ðîñà èç áàêòåðèàëüíûõ êëåòîê äîñòèãàåò ìàêñèìàëüíîãî óðîâíÿ è ñîîò-
âåòñòâóåò 24 ì (êðèâàÿ 2). Õîä êðèâûõ 3 – 5 ñâèäåòåëüñòâóåò îá èíãèáè-
ðîâàíèè ýòîãî ïðîöåññà ó èñïîëüçîâàííûõ â êà÷åñòâå áèîëîãè÷åñêè
÷óâñòâèòåëüíûõ ýëåìåíòîâ áàêòåðèàëüíûõ øòàììîâ ïðè äåéñòâèè Ñu2+.
Àíàëîãè÷íûå ïî òåíäåíöèè êèíåòè÷åñêèå êðèâûå ïîëó÷åíû è äëÿ Co2+
è Zn2+.
ISSN 0204–3556. Õèìèÿ è òåõíîëîãèÿ âîäû, 2007, ò. 29, ¹1 91
 òàáëèöå ñóììèðîâàíû äàííûå ïî âëèÿíèþ èçó÷åííûõ ìåòàëëîâ ïðè
ðàçëè÷íûõ êîíöåíòðàöèÿõ íà èíòåíñèâíîñòü Í+ -âûáðîñà èç êëåòîê òð¸õ
áàêòåðèàëüíûõ êóëüòóð. Êàê âèäíî, êëåòêè ðàçëè÷íûõ áàêòåðèàëüíûõ
øòàììîâ â ðàçíîé ñòåïåíè èíãèáèðóþòñÿ òÿæåëûìè ìåòàëëàìè. Àíàëèç
âëèÿíèÿ ñìåñè ìåòàëëîâ, âçÿòûõ â ýêâèìîëÿðíûõ êîíöåíòðàöèÿõ, ñâèäå-
òåëüñòâóåò îá àäåêâàòíîì ðåàãèðîâàíèè áàêòåðèàëüíûõ êóëüòóð íà ïðè-
ñóòñòâèå Zn2+, Co2+ è Cu2+. Ýòî äàåò âîçìîæíîñòü êà÷åñòâåííî è, ñ îïðåäå-
ëåííîé ñòåïåíüþ âåðîÿòíîñòè, êîëè÷åñòâåííî îõàðàêòåðèçîâàòü ïðîáû
íåèçâåñòíîãî ñîñòàâà íà íàëè÷èå òÿæåëûõ ìåòàëëîâ.
Èíãèáèðîâàíèå èíòåíñèâíîñòè âûáðîñà ïðîòîíîâ èç êëåòîê áàêòåðèé
òÿæåëûìè ìåòàëëàìè
Òàêèì îáðàçîì, ïðåäëîæåííàÿ ñõåìà äåòåêöèè ñ èñïîëüçîâàíèåì òðåõ
êóëüòóð áàêòåðèé ïîçâîëÿåò îñóùåñòâëÿòü äèôôåðåíöèðîâàííîå ñïåöè-
ôè÷åñêîå îïðåäåëåíèå òÿæåëûõ ìåòàëëîâ â âîäå.
Ðåçþìå. Âèâ÷åíî ìîæëèâ³ñòü äèôåðåíö³éîâàíîãî âèçíà÷åííÿ ³îí³â
öèíêó, êîáàëüòó òà ì³ä³ ó ìîäåëüíèõ âîäíèõ ñåðåäîâèùàõ ó ñèñòåì³ ç òðüî-
ìà êóëüòóðàìè áàêòåð³é Pseudomonas sp. B4251, Bacillus cereus B4368,
E. coli 1257 . Ðîçðîáëåíî òà ñòâîðåíî ìóëüòèáèîñåíñîð íà îñíîâ³ ºìí³ñíèõ
ñòðóêòóð òèïó åëåêòðîë³ò–ä³åëåêòðèê–íàï³âïðîâ³äíèê òà ³îí-÷óòëèâîãî
øàðó í³òðèäó êðåìí³þ. Íèæíÿ ìåæà ÷óòëèâîñò³ ìåòîäó ñêëàëà: äëÿ öèí-
êó – 0,2, äëÿ êîáàëüòó – 0,05, äëÿ ì³ä³ – 0,1 ìã/äì3, ùî â³äïîâ³äຠ1 – 3 ìêÌ
çà ìåòàëîì.
Pseudomonas
sp. B4251
Bacillus
cereus B4368 E. coli 1257
Áàêòåðèè
Ñ Ìå, ìêÌ Ñòåïåíü èíãèáèðîâàíèÿ, %
1 8 5 21
10 13 20 35 Zn
100 47 44 70
1 16 30 10
10 24 58 41 Co
100 61 81 57
1 23 13 16
10 75 59 51 Cu
100 94 67 56
Ñìåñü 93 82 70
92 ISSN 0204–3556. Õèìèÿ è òåõíîëîãèÿ âîäû, 2007, ò. 29, ¹1
T.G. Gruzina, A.M. Zadorozhnyaya, G.A. Gutnik, V.V. Vember, Z.R. Ulberg,
N.I. Kanjuk, N.F. Starodub
BACTERIAL MULTISENSOR FOR HEAVY METALS
DETERMINATION IN WATER
Summary
The possibility of zinc, cobalt and copper ions differential determination
in the modal water mediums in the system with three bacterial cultures has
been investigated.
Bacterial multisensor based on the capacitive electrolyte-dielectric-
semiconductor structure type with ion-sensitive silicon nitride layer has been
developed and produced.The lower sensitivity limit of this method is: 0,2 for
zinc, 0,05 for cobalt, 0,1 mg/dm3 for copper, which corresponds to 1 – 3 mkM
for the metal.
1. Kurosawa M.. Hiroano T., Nakamura K. // Appl. Microbiol. Biotechnol. –
1999. – 41, N 4. – Ð. 556 – 559.
2. Òàðàíîâà Ë.À., Ñåìåí÷óê È.Í., Èëüÿñîâ Ï.Â., Ðåøåòèëîâ À.Í. //
Ïðèêë. áèîõèì. è ìèêðîáèîë. – 2000. – 36, ¹ 2. – Ñ. 204 – 208.
3. Êèòîâà À.Å., Êóâè÷êèíà Ò.Í., Èëüÿñîâ Ï.Â. // Òàì æå. – 2002. – 38,
¹ 5. – Ñ. 585 – 590.
4. Âóäâîðä Äæ. Èììîáèëèçîâàííûå êëåòêè è ôåðìåíòû: Ìåòîäû. –
Ì.: Ìèð, 1988. – 364 ñ.
5. Ëàêèí Ã.Ô. Áèîìåòðèÿ. – Ì.: Âûñø. øê. 1990. – 352 ñ.
6. Ãðóçèíà Ò.Ã., Áàëàêèíà Ì.Í., Óëüáåðã Ç.Ð. // Ìèêðîáèîëîãèÿ. – 1977. –
66, ¹1. – Ñ. 14 – 18.
7. Ãðóçèíà Ò.Ã., Áàëàêèíà Ì.Í., Óëüáåðã Ç.Ð. // Óêð. áèîõèì. æóðí. –
2000. – 72, ¹ 2. – Ñ. 72 – 76.
8. Êàðàìóøêà Â.È., Ãýää Ä.Ì., Ãðóçèíà Ò.Ã. // Êîëëîèä. æóðí. – 1998. –
66, ¹ 6. – Ñ. 775 – 778.
9. Ãðóçèíà Ò.Ã., ×åõîâñêàÿ Ò.Ï., Âåìáåð Â.Â., Óëüáåðã Ç.Ð. // Óêð. áèîõèì.
æóðí. – 2003.– 75, ¹ 3. – Ñ. 95 – 98.
Èí-ò áèîêîëëîèä. õèìèè
èì. Ô.Ä. Îâ÷àðåíêî ÍÀÍ Óêðàèíû;
Èí-ò áèîõèìèè èì. À.Â. Ïàëëàäèíà
ÍÀÍ Óêðàèíû, ã. Êèåâ Ïîñòóïèëà 27.04.2005
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-5499 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0204-3556 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T16:25:28Z |
| publishDate | 2007 |
| publisher | Інститут колоїдної хімії та хімії води ім. А.В. Думанського НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Грузина, Т.Г. Задорожняя, А.М. Гутник, Г.А. Вембер, В.В. Ульберг, З.Р. Канюк, Н.И. Стародуб, Н.Ф. 2010-01-22T13:59:48Z 2010-01-22T13:59:48Z 2007 Бактериальный мультисенсор для определения содержания тяжелых металлов в воде / Т.Г. Грузина, А.М. Задорожняя, Г.А. Гутник, В.В. Вембер, З.Р. Ульберг, Н.И. Канюк, Н.Ф. Стародуб // Химия и технология воды. — 2007. — Т. 29, № 1. — С. 87-92. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. 0204-3556 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/5499 541.13:577.112.087 Изучена возможность дифференцированного определения Zn^2+, Co^2+, Cu^2+ в модельных водных средах в системе с культурами бактерий Pseudomonas sp. B4251, Bacillus cereus B4368, E. coli 1257. Разработан и создан мультибиосенсор на основе ёмкостных структур типа электролит – диэлектрик – полупроводник и ионочувствительного слоя нитрида кремния. Нижняя граница чувствительности метода составила: для цинка – 0,2 , для кобальта – 0,05, для меди – 0,1 мг/дм^3, что соответствует 1 – 3 мкМ по металлу. Вивчено можливість диференційованого визначення іонів цинку, кобальту та міді у модельних водних середовищах у системі з трьома культурами бактерій Pseudomonas sp. B4251, Bacillus cereus B4368, E. coli 1257. Розроблено та створено мультибиосенсор на основі ємнісних структур типу електроліт–діелектрик–напівпровідник та іон-чутливого шару нітриду кремнію. Нижня межа чутливості методу склала: для цинку – 0,2, для кобальту – 0,05, для міді – 0,1 мг/дм^3, що відповідає 1 – 3 мкМ за металом. The possibility of zinc, cobalt and copper ions differential determination in the modal water mediums in the system with three bacterial cultures has been investigated. Bacterial multisensor based on the capacitive electrolyte-dielectricsemiconductor structure type with ion-sensitive silicon nitride layer has been developed and produced.The lower sensitivity limit of this method is: 0,2 for zinc, 0,05 for cobalt, 0,1 mg/dm^3 for copper, which corresponds to 1 – 3 mkM for the metal. ru Інститут колоїдної хімії та хімії води ім. А.В. Думанського НАН України Биологические методы очистки воды Бактериальный мультисенсор для определения содержания тяжелых металлов в воде Bacterial multisensor for heavy metals determination in water Article published earlier |
| spellingShingle | Бактериальный мультисенсор для определения содержания тяжелых металлов в воде Грузина, Т.Г. Задорожняя, А.М. Гутник, Г.А. Вембер, В.В. Ульберг, З.Р. Канюк, Н.И. Стародуб, Н.Ф. Биологические методы очистки воды |
| title | Бактериальный мультисенсор для определения содержания тяжелых металлов в воде |
| title_alt | Bacterial multisensor for heavy metals determination in water |
| title_full | Бактериальный мультисенсор для определения содержания тяжелых металлов в воде |
| title_fullStr | Бактериальный мультисенсор для определения содержания тяжелых металлов в воде |
| title_full_unstemmed | Бактериальный мультисенсор для определения содержания тяжелых металлов в воде |
| title_short | Бактериальный мультисенсор для определения содержания тяжелых металлов в воде |
| title_sort | бактериальный мультисенсор для определения содержания тяжелых металлов в воде |
| topic | Биологические методы очистки воды |
| topic_facet | Биологические методы очистки воды |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/5499 |
| work_keys_str_mv | AT gruzinatg bakterialʹnyimulʹtisensordlâopredeleniâsoderžaniâtâželyhmetallovvvode AT zadorožnââam bakterialʹnyimulʹtisensordlâopredeleniâsoderžaniâtâželyhmetallovvvode AT gutnikga bakterialʹnyimulʹtisensordlâopredeleniâsoderžaniâtâželyhmetallovvvode AT vembervv bakterialʹnyimulʹtisensordlâopredeleniâsoderžaniâtâželyhmetallovvvode AT ulʹbergzr bakterialʹnyimulʹtisensordlâopredeleniâsoderžaniâtâželyhmetallovvvode AT kanûkni bakterialʹnyimulʹtisensordlâopredeleniâsoderžaniâtâželyhmetallovvvode AT starodubnf bakterialʹnyimulʹtisensordlâopredeleniâsoderžaniâtâželyhmetallovvvode AT gruzinatg bacterialmultisensorforheavymetalsdeterminationinwater AT zadorožnââam bacterialmultisensorforheavymetalsdeterminationinwater AT gutnikga bacterialmultisensorforheavymetalsdeterminationinwater AT vembervv bacterialmultisensorforheavymetalsdeterminationinwater AT ulʹbergzr bacterialmultisensorforheavymetalsdeterminationinwater AT kanûkni bacterialmultisensorforheavymetalsdeterminationinwater AT starodubnf bacterialmultisensorforheavymetalsdeterminationinwater |