Слайд 1Федеральное государственное автономное
образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Институт фундаментальной биологии
и биотехнологии
Кафедра водных и наземных экосистем
БАКАЛАВРСКАЯ РАБОТА
020200.62 - Биология
Использование вспененного
полиэтилена в качестве субстрата для иммобилизации водорослей
Руководитель проф., д.б.н. Гаевский Н.А.
Выпускник гр. ББ09-01Б Солоненко Е.В.
Красноярск 2013
Слайд 2Введение
Микроводоросли обладают многими полезными свойствами и находят применение в научных
исследованиях, производстве органических веществ и экологии. Различные способы иммобилизации позволяют
эти свойства улучшить. Интерес к методам увеличения скорости роста микроводорослей возрос в связи с возможностью получения из них биотоплива и других видов биопродукции.
Появление на рынке вспененного полиэтилена и предварительный анализ его свойств (нейтральность по отношению к среде, отсутствие окраски, способность пропускать свет, большая адсорбирующая поверхность, пористость) позволил высказать предположение о возможности его использования для иммобилизации клеток водорослей.
Слайд 3Цель настоящей работы -
оценка возможности использования вспененного полиэтилена для
иммобилизации клеток водорослей.
Задачи:
Изучить физико-химические свойства вспененного полиэтилена.
Исследовать возможность иммобилизации водорослей
на поверхности вспененного полиэтилена.
Исследовать устойчивость иммобилизованных клеток водорослей к модельному токсиканту (сульфату меди).
Слайд 4Объект и методы исследования
Объектом исследования был новый теплоизоляционный материал –
вспененный полиэтилен (ВПЭ).
Кубики из неокрашенного ВПЭ размером 111 см
готовили с помощью острого ножа.
Удельная плотность кубиков в воздушно сухом и насыщенном водой состоянии определяли весовым методом.
Термоустойчивость кубиков из ВПЭ исследовали не основе визуальных изменений формы по мере нагрева насыщенных водой образцов на водяной бане от комнатной температуры до температуры кипения воды.
Светопропускание образца ВПЭ толщиной 1 см определяли с помощью люксметра.
Слайд 5Иммобилизацию клеток водорослей осуществляли в микроэкосистемах
Слайд 6таксономический состав с помощью светового микроскопа
концентрацию хлорофиллов спектрофотометрическим методом,
используя в качестве растворителей этиловый спирт (96%) и ацетон (90%).
флуоресцентные
характеристики клеток иммобилизованных водорослей с помощью приборов PHYTO-PAM и IMAGING-PAM Maxi-Ver
Определяли:
Слайд 7Для токсикологического эксперимента были приготовлены растворы сульфата меди с различными
концентрациями, в каждую из которых помещался кубик из ВПЭ. Действие
токсиканта на иммобилизованные клетки изучали в условиях вращающегося культиватора (60 об/мин) при температуре 25С и непрерывном освещении люминесцентными лампами (1500 Лк)
Слайд 8Результаты
Физико-химические свойства ВПЭ.
Плотность и способность к влагонасыщению.
Оптические свойства.
Неокрашенный вспененный полиэтилен
толщиной 1 см показал k=0,25+0,01см-1, что соответствует величине светопропускания T=56%.
Термоустойчивость.
Деформация материала проявилась при температуре 90оС, что согласуется с заявленными производителем свойствами ВПЭ, гарантирующими термоустойчивость до 80оС.
Слайд 9Таксономический состав водорослей, иммобилизованных на ВПЭ
На 23 сутки нахождения образцов
ВПЭ в МЭС-1 и в МЭС-2 можно было увидеть обрастание
кубиков водорослями, о чем свидетельствует изменение их цвета
Слайд 11Функциональные показатели иммобилизованных клеток.
Концентрация зелёных пигментов.
Слайд 12Биомасса иммобилизованных водорослей.
Зарегистрированная концентрация хлорофилла а в составе иммобилизованных клеток
позволяет рассчитать сырую биомассу клеток водорослей.
Ожидаемая суммарная сырая биомасса клеток
водорослей составила в МЭС-1 и в МЭС-2, соответственно 20,0 и 11,4 г/м2.
Слайд 13Структурно-функциональные характеристики
Максимальный уровень флуоресценции иммобилизованных клеток водорослей
Слайд 14Максимальная скорость фотосинтетического транспорта электронов иммобилизованных клеток водорослей
Величина ETR может
быть переведена в показатель валовой первичной продукции водорослей, которая в
гидробиологических исследованиях выражается г О2 м-2час-1
Слайд 15Хлорелла, иммобилизованная на вспененном полиэтилене
Слайд 16Устойчивость иммобилизованных клеток водорослей к модельному токсиканту (сульфату меди)
Слайд 17Выводы:
По физико-химическим характеристикам вспененный полиэтилен удовлетворяет требованиям, предъявляемым для материалов,
используемых для иммобилизации клеток водорослей.
Клетки нитчатых синезеленых и зеленых водорослей,
а также отдельные клетки диатомовых водорослей способны образовывать ассоциации на вспененном полиэтилене. Плотность заселения водорослями из МЭС кубиков из ВПЭ сопоставима с таковой для водорослей в составе фитоперифитона. Иммобилизованные на ВПЭ водоросли обладают высокой фотосинтетической активностью.
Зеленая водоросль хлорелла показала низкую способность к иммобилизации на кубиках из ВПЭ при использовании среды 1% Тамия.
Иммобилизованные клетки нитчатых синезеленых и зеленых водорослей, а также отдельные клетки диатомовых водорослей показали устойчивость фотосинтетических характеристик к ионам меди при концентрациях от 10-7 до 10-5 М. Это позволяет использовать иммобилизованные на ВПЭ клетки при фиторемедиации водной среды.
