3.3 Исследование антибиотической активности нанокомпозита на основе бактериальной целлюлозы

На третьем этапе определяли антибиотическую активности полученного нанокомпозита из 8% раствора метронидазола методом, основанном на способности антибиотических веществ диффундировать в агаровых средах и образовывать зоны, в которых на развиваются чувствительные к этим антибиотикам микроорганизмы. По чувствительности к антибиотикам микроорганизмы можно разделить на следующие группы в соответствии с величиной диаметра зоны задержки роста:

- высокочувствительные (диаметр более 25 мм);

- чувствительные (15-20 мм);

- малочувствительные (10-14 мм);

- устойчивые (менее 10мм).

В качестве тест – микроорганизма брали Bacillus mycoides грамположительный спорообразующий аэроб. Через 3 суток культивирования определили диаметр зоны задержки роста, который был равен 15 мм (рисунок 3.3).

Рисунок 3.3 – Зона задержки роста Bacillus mycoides

Таким образом, был получен нанокомпозит на основе БЦ и антибиотика метронидазола, который обладает антибиотическими свойствами, т.к. диаметр зоны задержки роста более 10 мм.

Выводы

1 Были исследованы физико-механические показатели ГПБЦ. Показано, что толщина сухой и влажной плёнок равна 26,000 ± 0,386 и 65,800 ± 0,561 мкм, соответственно. Прочность сухой и влажной плёнки равна 11,335 ± 0,078 и 0,792 ± 0,024 Н, соответственно. Растяжение сухой плёнки равно 1,300 ± 0,059%, влажной - 54,500 ± 0,034%.

2 В процессе сорбции бактериальной целлюлозой антибиотиков наблюдается уменьшение концентрации в водном растворе. Остаточная концентрация водных растворов метронидазола 5, 6, и 8%-ной концентрацией составила 1,5; 1,1; 0,8 %.

3 В процессе десорбции с поверхности полученных нанокомпозитов в дистиллированную воду переходило в среднем – 86 % метронидазола, что говорит о высокой степени сорбции ГПБЦ.

4 Полученный нанокомпозит на основе БЦ и антибиотика метронидазола обладает антибиотической активностью. Диаметр зоны задержки роста Bacillus mycoides составляет 15 мм.

Список использованных источников

1 Байклз Н. Целлюлоза и ее производные: В 2 т. Т. 1. / Н. Байклз, Л. Сегал; перевод с англ. под ред. З. А. Роговина. – М. : Мир, 1974. – 499 с.

2 Роговин З. А. Химия целлюлозы / З. А. Роговин. – М. : Химия, 1972. – 520 с.

3 Пиневич А. В. Чудо - пленки, или Слово о бактериальной целлюлозе / А. В. Пиневич // Вестник Санкт-Петербургского университета. – 2007. - № 3. – С. 33 - 39.

4 Sugiyama J. Electron diffraction study оf two crystalline phases occurring in native cellulose from an algal cell wall / J. Sugiyama, R. Vuong, H. Chanzy // Macromolecules. - 1991. – Vol. 24, № 8. - P. 4168 – 4175.

5 Дебабов В. Г. Природные волокна для будущего / В. Г. Дебабов, В. Г. Богуш // Природа. - 1999. - № 2. - С. 73-79.

6 Клечковская В. В. К структуре целлюлозы Acetobacter xylinum / В. В. Клечковская, Ю. Г. Баклагина // Кристаллография. - 2003. - Т. 48, № 5. - С. 813-820.

7 Cannon R. E. Biogenesis of bacterial cellulose / R. E. Cannon, S. M. Anderson // Critical Reviews in Microbiology. - 1991. - Vol. 17, № 6. - P. 435 – 447.

8 Хоулт Д. Определитель бактерий Берджи: в 2 т. Т. 2 / Д. Хоулт, Н. Криза, П. Смита; перевод с англ. под ред. Г. А. Заварзина. - М.: Мир, 1997. - 430 с.

9 Неумывакин И. П. Чайный гриб: природный целитель: мифы и реальность / И. П. Неумывакин. - М.: Диля, 2007. – 160 с.

10 Романова О. В. Лекарственные грибы: индийский морской рис / О. В. Романова. – СПб.: Вектор, 2009. – 88 с.

11 Лияськина Е. В. Биотехнология бактериальных экзополисахаридов: учеб. пособие / Е. В. Лияськина, В. В. Ревин, М. В. Грошев, Ю. К. Лияськин. – Саранск: Мордовский гос. ун-т, 2010. - 120 с.

12 Пат. 2141530 Российская Федерация, Классы пот. C12P19/02, C12N1/20. Состав питательной среды культивирования Acetobacter xylinum для получения бактериальной целлюлозы (варианты) / Хрипунов А. К, Ткаченко А. А.; заявитель и патентообладатель Санкт-Петербургский государственный университет. – № 98108987/13; заявл. 05.05.1998; опубл. 20.11.1999. Бюл. № 16. – 8 с.

13 Kongruang S. Bacterial cellulose production by Acetobacter xylinum strains from agricultural waste products / S. Kongruang // Appl. Biochem. Biotechnol. - 2008. - Vol. 148, № 3. - Р. 245 - 256.

14 Шамолина И. И. Перспективы использования микробного сырья при получении волокнистых и пленочных материалов / И. И. Шамолина // Химические волокна. - 1997. – №1. - С. 3-10.

15 Хрипунов А. К. Формирование композита на основе комплекса наночастиц Se◦, стабилизированных поливинилпирролидоном, и гель-пленок целлюлозы Acetobacter xylinum / А. К. Хрипунов, А. А. Ткаченко, Ю. Г. Баклагина // Журнал прикладной химии. – 2007. – Т. 80, Вып. 9. – С. 1516 - 1524.

16 Nogi M. Transparent nanocomposites based on cellulose produced by bacterial offer potential innovtion in the electronic device industry / M. Nogi, H. Yano // Advanced Materials. – 2008. – Vol. 20. – P. 1849 – 1852.

17 Боровикова Л. Н. Формирование композита на основе наночастиц селена, стабилизированных N, N, N, N – триметилметакрилоилокси-этиламмоний метилсульфатом, и гель – пленок целлюлозы Acetobacter xylinum / Л. Н. Боровикова, Н. А. Матвеева, Ю. Г. Баклагина, А. К. Хрипунов, А. А. Ткаченко // Журнал прикладной химии. – 2009. – Т. 82, Вып. 11. – С. 1860 – 1864.

18 Волков В. В. Определение размера и фазового состава наночастиц серебра в гель – пленке бактериальной целлюлозы методами малоуглового рентгеновского рассеяния, электронной дифракции и электронной микроскопии / В. В. Волков, В. В. Клечковская, Э. В. Штыкова // Кристаллография. – 2009. – Т. 54, Вып. 2. – С. 197 – 201.

19 Афанасьева О. Лечение молочным грибом / О. Афанасьева. – СПб. : Астрель, 2009. – 61 с.

20 Байклз Н. Целлюлоза и ее производные: В 2 т. Т. 2. / Н. Байклз, Л. Сегал; перевод с англ. под ред. З. А. Роговина. - М. : Мир, 1974. – 510 с.

21 Bae S. Bacterial cellulose production by fed-batch fermentation in molasses medium / S. Bae, M. Shoda // Biotechnol. Prog. - 2004. – Vol. 20, № 5. - Р. 1366 - 1371.

22 Chao Y. Effect of addition of water-soluble polysaccharides on bacterial cellulose production in a 50-L airlift reactor / Y. Chao, M. Mitarai, Y. Sugano, M. Shoda // Biotechnol. Prog. - 2001. – Vol. 17, № 4. - P. 781 – 785.

23 Chao Y. Bacterial cellulose production under oxygen-enriched air at different fructose concentrations in a 50-liter, internal-loop airlift reactor / Y. Chao, Y. Sugano, M. Shoda // Appl. Microbiol. Biotechnol. - 2001. – Vol. 55, № 6. - P. 631 – 679.

24 Cheng H. P. Cultivation of Acetobacter xylinum for bacterial cellulose production in a modified airlift reactor / H. P. Cheng, P. M. Wang, J. W. Chen, W. T. Wu // Biotechnol. Appl. Biochem. - 2002. – Vol. 35, № 2. - P. 125 – 132.

25 Krystynowicz A. Factors affecting the yield and properties of bacterial cellulose / A. Krystynowicz, W. Czaja, A. Wiktorowska-Jezierska // J. Appl Microbiol. Biotechnol. - 2002. - Vol. 29, № 4. - Р. 189 - 195.

26 Mikkelsen D. Influence of different carbon sources on bacterial cellulose production by Gluconacetobacter xylinus strain ATCC 53524 / D. Mikkelsen, B. M. Flanagan, G. A. Dykes, M. J. Gidley // J. Appl. Microbiol. - 2009. – Vol. 107, № 2. - P. 576 – 583.

27 Sani А. Improvements in the production of bacterial synthesized biocellulose nanofibres using different culture methods / А. Sani, Y. Dahman // J. of Chemical Technology and Biotechnology. - 2009. – Vol. 85, № 2. - P. 151 – 164.

28 Zhou L. L. Effect of addition of sodium alginate on bacterial cellulose production by Acetobacter xylinum / L. L. Zhou, D. P. Sun, L. Y. Hu, Y. W. Li, J. Z. Yang // J. Appl. Microbiol. Biotechnol. - 2007. – Vol. 34, № 7. - P. 483 – 489.

29 Баклагина Ю. Г. Взаимодействие наночастиц Se⁰, стабилизированных поливинилпирролидоном, с гель - плёнками целлюлозы Acetobacter xylinum / Ю. Г. Баклагина, А. К. Хрипунов, А. А. Ткаченко [и др.] // Кристаллография. – 2006. – Т. 51, № 4. – С. 659-666.

30 Кубышкин В.А., Блатун Л.А. Метронидазол при анаэробной неклостридиальной инфекции/ Русский медицинский журнал. – 2007. - № 29. – С. 2222 – 2225.

46