Химия. Эконология. Биотехнология

УДК 541.135

Е.А. Фарберова, Е.А. Тиньгаева, В.В. Кукшинов, Т.В. Сентебова

Пермский национальный исследовательский политехнический университет

ИССЛЕДОВАНИЯ ВОЗДЕЙСТВИЯ ПОСТОЯННОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА НА ПОВЕДЕНИЕ МИКРООРГАНИЗМОВ В ЖИДКОЙ ПИТАТЕЛЬНОЙ СРЕДЕ

Проблема полного удаления микроорганизмов из воды, очищенной биохимическим методом, на сегодняшний день окончательно не решена.

Для некоторых географических районов, например для Крайнего Севера и Сибири, применение химических методов обеззараживания воды связано со значительными трудностями. В условиях низких температур обеззараживающее действие хлора не проявляется, транспортировка реагентов в эти регионы сложна и дорогостояща. На Крайнем Севере и в Сибири для обеззараживания воды наиболее перспективными являются электрохимические методы.

Известен ряд исследований, посвященных изучению действия электрического поля на поведение микроорганизмов (Чеховская Т.П., 1983; Груздев А.Д., 1965). Показано, что в электрическом поле повышается адсорбционная способность твердых материалов по отношению к микроорганизмам и возрастает их удерживающая способность на поверхности сорбента (электроудерживание), что приводит к ускорению процесса коагуляции биомассы и повышению степени очистки жидких сред.

Целью данной работы является изучение поведения микроорганизмов, выделенных из водных сред, в постоянном электрическом поле при различных параметрах электрохимического процесса.

21

elib.pstu.ru

Исследования проводили с культурой микроорганизмов, выделенной из сточных вод производства активных углей предприятия ОАО «Сорбент».

Культивирование микроорганизмов проводили с использованием среды состава: Na2HPO4, KH2PO4, MgSO4, KNO3 с рН,

равным 6,8–7,2.

Суспензию микроорганизмов в жидкой питательной среде помещали в электролизер, через который пропускали постоянный электрический ток с силой тока 175 мкА и напряжением 20 мкВ в течение 5 и 15 мин. Контролировали изменения оптической плотности культуральной жидкости в прианодном, прикатодном пространствах, а также в центральной части электролизера.

В ходе эксперимента наблюдалось снижение оптической плотности биомассы во всех частях электролизера, при этом более существенные изменения биомассы происходили в прикатодном пространстве.

Высев микроорганизмов на твердую питательную среду из проб, отобранных в различных частях электролизера, показал, что через 15 мин электрохимической обработки биомассы существенный рост микроорганизмов замечен в пробах центральной и анодной частей электролизера. В пробах, отобранных в прикатодном пространстве, наблюдалось снижение количества жизнеспособных клеток.

22

elib.pstu.ru

УДК 628.3

Е.А. Фарберова, Е.А. Тиньгаева, Ю.А. Лодыгина, Е.В. Цветкова, О.Л. Бухаринова

Пермский национальный исследовательский политехнический университет,

Лицей № 2 Пермского государственного национального исследовательского университета

ОТРАБОТКА ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО СИНТЕЗА УГЛЕРОДНОГО БАКТЕРИЦИДНОГО

Обеззараживанием воды в водоподготовке называют процесс уничтожения находящихся в ней микроорганизмов. Современные станции очистки сточных вод в значительной мере освобождают воду от патогенной микрофлоры. Однако даже самые высокоэффективные очистные сооружения не обеспечивают полной дезинфекции стоков без применения специальных методов обработки воды по месту ее потребления.

Известно много методов обеззараживания воды, которые можно условно разделить на следующие группы:

1)химические методы (применение соединений хлора, озона, перекиси водорода);

2)физические методы (термические, электрические, электромагнитные, с использованием излучения);

3)физико-химические методы (флотация, коагуляция, сорбция);

4)обеззараживание в условиях искусственных и естественных биоценозов.

Эффективность применения каждого метода и затраты на его реализацию зависят от состава воды, ее температуры, начальной концентрации бактерий и вирусов. Каждый из применяемых методов характеризуется определенной интенсивностью воздействия на обрабатываемую воду – дозой реагентов и излучений, а также имеет свои достоинства и недостатки (таблица).

23

elib.pstu.ru

Сравнительная характеристика методов обеззараживания воды

24

elib.pstu.ru

Для установок подготовки воды средней и малой производительности более эффективно применение обеззараживающих сорбентов.

Наиболее перспективными являются активные углеродные ткани (АУТ), обладающие развитой микропористой структурой и большой удельной поверхностью. АУТ проявляют высокую сорбционную способность по отношению к микроорганизмам, однако не обладают бактерицидным действием.

Целью данной работы является создание бактерицидного сорбента на основе АУТ и отработка параметров его получения.

Проведены исследования бактерицидных свойств АУТ, импрегнированной различными антисептиками (борной кислотой, оксидом меди(II), ионами Ag+ и Cu2+, металлической медью).

Установлено, что наибольшей бактерицидной активностью обладает сорбент, представляющий собой АУТ, модифицированную металлической медью.

Отработаны параметры электрохимического нанесения металлической меди на поверхность угольной ткани: состав электролита, сила тока, продолжительность процесса.

Методом «зон» изучены бактерицидные свойства полученных образцов по отношению к микроорганизмам, выделенным из сточных вод.

Показана принципиальная возможность использования синтезированного бактерицидного материала для обеззараживания воды.

25

elib.pstu.ru

УДК 579.66

Н.Н. Петухова, О.А. Варанкина, Л.Д. Аснин

Пермский национальный исследовательский политехнический университет

КУЛЬТИВИРОВАНИЕ МИКРООРГАНИЗМОВ

ИЗ РОДА PSEUDOMONAS, СПОСОБНЫХ К ОКИСЛЕНИЮ ОЛЕИНОВОЙ КИСЛОТЫ

Бактерии рода Pseudomonas (псевдомонады) – грамотрицательные палочки, растущие в аэробных условиях либо получающие энергию за счет анаэробного дыхания. По причине широкого распространения в природе и слабовыраженной патогенности псевдомонады являются популярным объектом исследований и часто применяются в биохимических процессах промышленного назначения. Для питания псевдомонады используют широкий спектр органических веществ, в том числе жирные кислоты. Несколько штаммов псевдомонад были успешно протестированы в реакции парциального окисления олеиновой кислоты. Привлекательной представляется возможность использования данных микроорганизмов для переработки отработанных смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ) путем биохимического превращения входящей в их состав олеиновой кислоты в кето- и гидроксижирные кислоты, являющиеся ценным сырьем для различных отраслей химической промышленности. Первым этапом подобного исследования должно быть выделение микроорганизмов активных в отношении требуемой реакции, что и являлось целью представленной работы.

В качестве источника выделения микроорганизмов использовали гнилое яблоко, канализационную жидкость и свиной навоз. Культуры выращивали на питательных средах двух составов. Оба состава содержали следующую общую основу (на 1 л): (NH4)2HPO4 – 10 г; MgSO4 7H2O – 0,5 г; FeSO4 7H2O – 0,01 г;

26

elib.pstu.ru

MnSO4 H2O – 0,008 г; ZnSO4 7H2O – 0,014 г; никотиновая кисло-

та – 0,1 г, но отличались источником органического вещества: декстрозой (4 г) и дрожжевым экстрактом (0,5 г) в одном и олеиновой кислотой (40 мл) в другом случае.

Показано, что культуры, содержащиеся во всех исследованных источниках, способны к размножению в среде олеиновой кислоты. Наибольшее культурное разнообразие характерно для образцов гнилого яблока. Из всего многообразия полученных микроорганизмов для дальнейших исследований будут отобраны только относящиеся к роду Pseudomonas. Будет изучена их активность в окислении олеиновой кислоты и способность к селективному синтезу требуемых целевых продуктов.

УДК 615.373.3

Л.С. Тагиева, Л.В. Волкова

Пермский национальный исследовательский политехнический университет,

НПО «Микроген» МЗ РФ, Пермское НПО «Биомед»

РАЗРАБОТКА ЖИДКОЙ ЛЕКАРСТВЕННОЙ ФОРМЫ ПРИРОДНОГО α-ИНТЕРФЕРОНА

При разработке препаратов на основе интерферона основные проблемы, с которыми сталкиваются разработчики, связаны с биологической нестабильностью интерферонов, имеющих гликопротеиновую структуру.

Большинство белков легко денатурируются или утрачивают биологическую активность в водном растворе. По этой причине многие фармацевтические компании разработали лиофилизированные композиции для улучшения стабильности белковых лекарственных продуктов (АООТ «Биомед» им. Мечникова;

ООО «Фермент»; Предприятие по производству бакпрепаратов,

27

elib.pstu.ru

С.-Петербург; ФГУП НП «Вирион»; ГУП «Иммунопрепарат»; НПФ «Интекор»). Данный способ промышленного выпуска лекарственных средств используется, в том числе, в Пермском НПО «Биомед». Но поскольку процесс лиофильной сушки является дорогостоящим и требует дополнительного этапа повторного растворения перед введением лекарственного средства пациенту, он не является предпочтительным по сравнению с жидкой композицией с точки зрения экономичности или удобства применения. Исследованием вопросов стабилизации жидкой лекарственной формы интерферона и объясняется практическая необходимость изучения данной темы.

Целью исследования явился поиск стабилизаторов раствора природного α-интерферона.

В процессе эксперимента изучали качественные характеристики стабилизации интерферона в композиции с различными известными вспомогательными веществами при хранении. Результаты исследования образцов, полученные после 6 месяцев их хранения, представлены в табл. 1.

Таблица 1

Сравнительные результаты исследования показателей качества стабилизаторов

elib.pstu.ru

Окончание табл. 1

*«–» – образец не токсичен; «+» – образец токсичен.

С учетом всех трех исследуемых показателей качества наилучший результат показали сывороточный альбумин, сахароза и глицин при их концентрации в исследуемом образце интерферона – 1 %. Твин-85 влияет на цветность препарата.

В следующей серии экспериментов нами использованы не моностабилизаторы, а их комбинации в ранее установленной концентрации. На данном этапе применялся ускоренный метод «старения» (Петухов В.Г., 2003) при температуре 37 °С, возможность использования которого была также доказана в ходе экспериментов. Контроль образцов проводился после 14 сут экспозиции, что эквивалентно 3 месяцам хранения (табл. 2).

Таблица 2

Сравнительные результаты исследования показателей качества комбинаций стабилизаторов

*«–» – образец не токсичен; «+» – образец токсичен.

29

elib.pstu.ru

Результаты исследования показали, что наилучшее синергетическое стабилизирующее действие проявляет комплекс: альбумин, сахароза.

УДК 579.66

О.А. Варанкина, Н.Н. Петухова, Л.Д. Аснин

Пермский национальный исследовательский политехнический университет

ПОЛУЧЕНИЕ КЕТО- И ДИГИДРОКСИОЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ ИЗ ОТРАБОТАННЫХ СОЖ БИОХИМИЧЕСКИМ МЕТОДОМ

Смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ) на основе олеиновой кислоты широко используются в промышленности для смазки и охлаждения металлообрабатывающих инструментов и деталей, для охлаждения двигателей внутреннего сгорания, радиоэлектронной аппаратуры и промышленных теплообменников, работающих при низких температурах. Ввиду больших объемов использования отработанных СОЖ утилизация их является актуальной задачей. С учетом высокого содержания олеиновой кислоты (60 % и более в некоторых марках) перспективным представляется использование в качестве вторичного сырья для получения кето- и дигидроксиолеиновых кислот, которые, в свою очередь, являются ценным сырьем для полимерной и лакокрасочной промышленности.

Известно, что олеиновая кислота может быть окислена биохимически в присутствии микроорганизмов из рода Pseudomonas. Систематическое изучение этого процесса и поиск путей контроля селективности окисления является целью представленной работы. Для решения поставленной задачи из различных источников (канализационная жидкость, свиной навоз, гнилое

30

elib.pstu.ru