Биолюминесцентный мониторинг процессов детоксикации растворов органических соединений

• Автор: Федорова, Елена Сергеевна
• Шифр специальности: 03.01.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Пущино
• Количество страниц: 116 с. : ил.

Введение
СОДЕРЖАНИЕ

Глава 1. Литературный обзор

1.1. Биолюминесценция как природное явление

1.2. Биофизика биолюминесцентного процесса

1.3. Использование бактериальной биолюминесценции для

тестирования токсичности водных сред

1.3.1. Преимущества использования бактериальной

биолюминесценции для тестирования токсичности водных сред

1.3.2. Механизмы действия экзогенных соединений на

биолюминесцентные системы
1.3.3. Принципы функционирования биолюминесцентных
тестовых систем
1.4. Строение и свойства гуминовых веществ
1.5. Действие ультрафиолетового облучения, микроорганизмов и
гуминовых веществ на экотоксиканты
1.6. Свойства хинонов и фенолов
Глава 2. Материалы и методы исследования
2.1. Реактивы и материалы
2.2. Измерение интенсивности биолюминесцентии с помощью
бактериальной тестовой системы
2.3. Измерение интенсивности биолюминесценции с помощью
ферментативной тестовой системы
2.4. Определение коэффициентов детоксикации
2.5. Измерение спектров поглощения
2.6. Измерение редокс-потенциалов
2.7. Источники излучения и подготовка проб для
фотоиндуцированной детоксикации растворов фенолов

2.8. Подготовка проб для электронной микроскопии
Глава 3. Влияние гуминовых веществ на токсичность растворов органических окислителей - хинонов
3.1. Влияние гуминовых веществ на биолюминесцентные системы
3.2. Изучение влияния гуминовых веществ на токсичность
растворов хинонов с помощью бактериальной
тестовой системы
3.3. Изучение влияния гуминовых веществ на токсичность
растворов хинонов с помощью ферментативной
тестовой системы
3.5. Изучение процессов детоксикации растворов хинонов
гуминовыми веществами методом абсорбционной
спектроскопии
3.6. Влияние хинонов и гуминовых веществ на ультраструктуру
бактерий
3.7. Изучение роли гидрофобности в процессе детоксикации
хинонов гуминовыми веществами
Глава 4. Влияние гуминовых веществ, света УФ и видимого диапазонов,
биологического агента на токсичность растворов органических
восстановителей - фенолов
4.1. Изучение влияния гуминовых веществ на токсичность растворов
фенолов с помощью ферментативной тестовой системы
4.2. Фотоиндуцированная детоксикация растворов фенола в
присутствии гуминовых веществ
4.3. Сравнение фотохимической и биологической детоксикации
растворов иора-крезола в присутствии гуминовых веществ
Выводы
Список литературы
Приложение
Список сокращений
ГВ - гуминовые вещества
НАД+ - никотинамидценинуклеотид
НАДН — никотинамидденинуклеотид восстановленный
ФМН - флавинмононуклеотид
ФМНН2 - восстановленный флавинмононуклеотид
ЯСНО - длинноцепочечный алифатический альдегид, тетрадеканаль
ясноон - тетрадекакарбоновая кислота
ь — бактериальная люцифераза
я - НАД(Ф)Н:ФМН-оксидоредуктаза
І - интенсивность биолюминесценции
к - коэффициент детоксикации
УФ -ультрофиолетовое облучение
Сгв — концентрация ГВ, г/л
овп - окислительно-восстановительный потенциал.

соединений, образующихся при окислительной деградации ГВ (Schnitzer, 1978; Christman et al., 1966). Была предложена модель ГВ, в которой ядро ГВ соединено с низкомолекулярными ароматическими соединениями -органическими кислотами, фенолами и хинонами, а также с кремнием (Gjessing, 1976). Методом масс-спектрометрии наряду с фенольными соединениями было также продемонстрировано образование таких продуктов, как аминокислоты, аминосахара и нейтральные углеводы (Bruchet et al., 1990).
В последнее время все большее развитие для идентификации ГВ получает метод масс-спектрометрии с ионизацией образца в электроспрее, позволяющий получать информацию о нелетучих компонентах ГВ при минимальном разложени образца (Leennheer et al, 2001; Gaspar et al., 2008; Huber et al., 2010). Высокая разрешающая способность этого метода позволила определить в фульвокислоты природных вод 4626 индивидуальных соединений (Stenson et al., 2003). Однако, данный метод имеет свои недостатки, например, невозможность получения количественной информации и отсутствие аналитических стандартов (Leennheer et al., 2001; Куненков и др., 2010).
В настоящее время построение аналитических моделей возможно только для узких фракций ГВ. Поэтому существует целый ряд полимерных моделей ГВ, основанных на предположениях о том, что ГВ представляют собой рандомизованные макромолекулы, образующиеся в ходе реакций конденсации и окислительного связывания (Sutton et al., 2005; Wrobel et al., 2003). При этом предполагается, что молекулы ГВ образуют между собой агрегаты, обусловленные водородными связями, а также ковалентными связями через металлы и кремний.
В силу сложности строения, уникально широк спектр взаимодействий, в которые могут вступать ГВ. Наличие таких групп как карбоксильная,