Исследование адгезии клеток Escherichia coli К-12 и Bacillus cereus на поверхности молекул силикагеля

Размещено на http://www.allbest.ru/

Оренбургский государственный университет

Исследование адгезии клеток Escherichia coli К-12 и Bacillus cereus на поверхности молекул силикагеля

Орлова Е.Д.

Силикагель представляет собой синтетический сорбент, широко применяемый в различных сферах жизнедеятельности человека, причем как в промышленности, так и в быту.

Согласно физическим свойствам силикагель представляет собой высушенный минеральный гель на основе кремниевых кислот и кремнезема, с удельной поверхностью до 1000 кв. м/г [1].

Как правило, силикагель выпускается в форме гранул, реже кусочков или порошка. Размер зерен силикагеля, в зависимости от назначения, колеблется от 0,01 до 7 мм.

Наиболее распространенной формой является гранулярный силикагель. Гранулы полупрозрачные, белого или белого с желтоватым оттенком цвета. Гранулы хрупкие, не растворяются и не набухают в воде и органических растворителях. Силикагель не поддерживает горение, является взрывобезопасным и термостойким, безопасен для животных и человека.

В основе классификации силикагеля заложены различия по размерам пор, а также форме и размеру зерен. Вещество с крупными гранулами называют силикагель КСКГ (крупный силикагель крупнопористый гранулированный), а силикагель КСМГ - крупный силикагель мелкопористый гранулированный. Кроме этого силикагель может представлять собой не только сухой гель, но и студенистую массу, поры которой заполнены жидкостью (аквагель, спиртогель) [2-3].

Существует и специализированные силикагель-индикаторы, пропитанные различными веществами, обычно солями кобальта, и изменяющие свой цвет по мере поглощения влаги из воздуха. Производятся и другие виды специальных силикагелей, в частности силикагель АСКГ - активированный силикагель крупнопористый гранулированный.

Основными сферами применения силикагеля являются: защита товаров, оборудование и материалов от повышенной влажности при хранении и транспортировке; осушка воздуха, производственных и природных газов; разделение радиоактивных изотопов; выделение и повышение концентрации лекарственных веществ органического происхождения (например, витаминов и антибиотиков); используется в водоподготовке для очистки стоков от ионов металлов; для очистки продуктов нефтепереработки; активно применяется как носитель различных веществ [4-5].

Целью настоящей работы стало исследование адгезивных свойств силикагеля по отношению к микробным клеткам Escherichia coli К-12 и Bacillus cereus.

В качестве сорбента для исследования был выбран силикагель марки КСМГ ГОСТ 3956-76. Перед применением силикагель КСМГ измельчали в ступке путём растирания и просеивали через сито с диаметром ячеек 0,2 мм. После образцы высушивали в сушильном шкафу при 180°С в течение 4 часов и помещали в емкость с притертой пробкой. Хранили в эксикаторе для предотвращения дополнительного увлажнения.

Для описания адгезии микроорганизмов на поверхности силикагеля были использованы суточные культуры клеток Escherichia coli К-12 и Bacillus cereus. Клетки бактерий отмывали от остатков среды роста (ГРМ агар) путём центрифугирования в течение 10 минут при 5000 об и ресуспендировали в натрий-фосфатном буфере с рН 7,0 до оптической плотности 0,1. После центрифугирования по 2 мл приготовленной суспензии помещали в стерильные пробирки с предварительно подготовленными навесками силикагеля и подращивали в течение 90 минут при 250 об/мин на универсальном орбитальном шейкере OS-20 (Orbital shaker OS-20). После чего надосадочную жидкость в количестве 130 мл засевали по методу Дригальского на чашки Петри с предварительно залитой средой в количестве 20 мл и инкубировали при температуре 37°С в течение суток. Для выражения концентрации клеток использовали технику подсчёта колониеобразующих единиц, КОЕ.

В ходе эксперимента была изучена адгезивная способность силикагеля по отношению к клеткам Escherichia coli К-12 и Bacillus cereus в экспериментальной системе, не содержащей дополнительные примеси. Также была выявлена зависимость концентрации силикагеля в среде и его связывающей способности по отношению к штаммам исследуемых микроорганизмов (таблица 1).

Таблица 1

Зависимость количества КОЕ от массы используемого силикагеля

Проанализировав полученные в ходе эксперимента данные можно сделать вывод, что силикагель марки КСМГ ГОСТ 3956-76 обладает высокой связывающей способностью по отношению к исследуемым штаммам микроорганизмов. Явление адгезии связано с высокой внешней поровой структурой КСМГ, покрытой гидроксильными группами, от количества и концентрации которых зависят адсорбционные и другие свойства силикагелей. Данная адгезивная способность силикагеля зависела также от массы вещества, а, следовательно, от площади его поверхности. Однако следует отметить, что количество КОЕ достоверно не отличалось при применении разных видов микроорганизмов и было примерно равно в случае использования Escherichia coli К-12 и Bacillus cereus. Полученные результаты расширяют представления об адгезивных способностях КСМГ, которые могут распространяться и на клетки микроорганизмов, механизмы же данного явления требуют дальнейшего изучения.

силикагель сорбент адгезивный микробный

Список литературы

1. Самонин В. В., Еликова Е. Е. Изучение закономерностей адсорбции бактериальных клеток на пористых носителях // Микробиология. - 2004. - № 6. - С. 810-816.

2. Бойченко, C.В. Адсорбция углеводородных сорбатов [Текст] / C.В. Бойченко, О.В. Швец, С.В. Иванов // Химия и технология топлив и масел. - 2006. - № 2. - С. 30-32.

3. Грег, С. Адсорбция, удельная поверхность, пористость [Текст] / С. Грег, К. Синг. - М.: Мир, 2008. - 306 с

4. 4.Seki H. Silica gel medium for enumeration of petroleumlytic microorganisms in the marine environment // Appl. Microbiol. - 2003. - V. 26. - № 3. - P. 318-320.

5. Laaks J., Jochmann M.A., Schmidt T.C. Solvent-free microextraction techniques in gas chromatography // Anal. Bioanal.Chem. -2012. - V. 402. - P. 565-571.

Размещено на Allbest.ru