Оценка токсичности наноматериалов с использованием микроорганизмов

• Автор: Минуллина, Рената Тавкилевна
• Шифр специальности: 03.02.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 141 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Иммобилизация наночастиц на поверхность живых клеток

1.1.1. Непосредственная иммобилизация наночастиц

1.1.2. Взаимодействие живых клеток с многослойными полимерными пленками

1.1.3. Полимер-опосредованная иммобилизация наноматериалов на поверхность клеток

1.2. Взаимодействие СаепогкаЬЛШя е^ат с наноматериалами

1.3. Токсическое влияние серебряных наночастиц на организм СаепогЬаЪАШз elegans

1.4. Взаимодействие нематод с бактериями

1.5. Антибактериальное действие серебряных наночастиц
1.6. Взаимодействие бактерий с магнитными наночастицами
1.7. Общая характеристика нанотрубок галлуазита и их использование в биотехнологии
ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1. Реактивы
2.2. Расходные материалы
2.3. Оборудование
2.4. Объекты исследования и их подготовка
2.5. Методы исследования
2.5.1. Синтез полиаллиламин гидрохлорид-стабилизированных магнитных наночастиц оксида железа
2.5.2. Определение концентрации магнитных наночастиц
спектрофотометрическим методом
2.5.3. Синтез цитрат-стабилизированных серебряных наночастиц
2.5.4. Характеристика наноматериалов
2.5.5. Культивирование микроорганизмов
2.5.6. Модификация клеточной стенки микроорганизмов наночастицами и полимерными пленками

2.5.7. Оптическая микроскопия в режиме светлого поля и флуоресценции
2.5.8. Темнопольная микроскопия
2.5.9. Сканирующая электронная микроскопия (СЭМ)
2.5.10. Просвечивающая электронная микроскопия (ПЭМ)
2.5.11. Оценка жизнеспособности наномодифицированных клеток
2.5.12. Культивирование нематоды С. elegans
2.5.13. Подготовка пищевого субстрата для нематод
2.5.14. Получение синхронной культуры нематод
2.5.15. Растворы для поддержания культуры С.elegans
2.5.16. Оценка влияния наномодифицированных бактерий и наночастиц на рост нематод
2.5.17. Оценка влияния наномодифицированных бактерий на размножение нематод
2.5.18. Статистическая обработка данных
2.5.19. Процедура загрузки бриллиантового зеленого
2.5.20. Формирование нанопокрытия из комплекса бензотриазол-медь на поверхности галлуазита
2.5.21. Динамика высвобождения бриллиантового зеленого из нанотрубок галлуазита
2.5.22. Термогравиметрический анализ
2.5.23. Оценка жизнеспособности Staphilococcus aureus
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Характеристика магнитных и серебряных наночастиц
3.2. Модификация клеточной поверхности микроорганизмов магнитными и серебряными наночастицами
3.3. Характеристика распределения наноматериалов на поверхности клеточных стенок микроорганизмов
3.4. Характеристика жизнеспособности наномодифицированных клеток
3.5. Характеристика нанотрубок галлузита
3.6. Изучение кинетики высвобождения бриллиантового зеленого из просвета нанотрубок галлуазита

3.7. Оценка цитотоксического эффекта нанотрубок галлуазита
3.8. Токсическое влияние наномодифицированных клеток микроорганизмов на нематоду С. elegans
ВЫВОДЫ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Darby с соавт. изучали механизм взаимодействия невирулентных штаммов Yersinia pseudotuberculosis и Yersinia pestis с С. elegans (Darby et al., 2002). Авторы использовали мутантные штаммы бактерий, которые экспрессировали зеленый флуоресцентный белок (GFP). При помощи количественных методов флуоресцентной микроскопии авторы показали, что клетки патогенов не проникают в пищеварительный тракт нематод, образуя биопленку с большим количеством полисахаридов вокруг ротовой полости, препятствуя проникновению пищи. В качестве контроля были использованы клетки E.coli. В 99% случаев флуоресценция от клеток наблюдалась внутри пищеварительного тракта нематод.
1.5. Антибактериальное действие серебряных наночастиц
С древних времен серебросодержащие компоненты использовались для обработки ожогов, ран и для лечения некоторых бактериальных инфекций. С развитием фармацевтической промышленности органические антибиотики стали основным способом борьбы с бактериями, что повлекло за собой выработку резистентных штаммов микроорганизмов. Металлическое серебро в форме наночастиц обладает потенциальным антимикробным действием и представляет собой многообещающий антимикробный агент.
Sondi и Salopek-Sondi изучали антимикробную активность серебряных наночастиц. Авторы показали, что серебряные наночастицы удлиняют лаг-фазу роста E.coli. Сканирующая электронная микроскопия позволила продемонстрировать физическое взаимодействие наночастиц с компонентами мембраны E.coli, приводящее к повреждению клеток (Sondi, Salopek-Sondi, 2004). Полученные результаты был подтверждены Baker с соавт. Авторы показали, что серебряные наночастицы проявляют токсический эффект по отношению к E. coli в