Воздействие растворов америция-241 малой и средней активности на биолюминесцентные системы

• Автор: Рожко, Татьяна Владимировна
• Шифр специальности: 03.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 113 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ПРЕДПОСЫЛКИ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ БИОЛЮМИНЕСЦЕИТЫХ ТЕСТОВЫХ СИСТЕМ ДЛЯ МОНИТОРИНГА РАДИОТОКСИЧНОСТИ ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Биолюминесценция природа и свойства

1.2. Использование биолюминесценции для мониторинга химической токсичности

1.2.1. Использование люминесцентных бактерий для мониторинга химической токсичности

1.2.2. Использование биолюминесцентных ферментативных реакций для мониторинга химической токсичности

1.3. Способы оценки радиационного состояния окружающей

1.3.1. Методы детектирования радионуклидов в различных объектах

1.3.2. Метод гаммаспектрометрии

1.3.3. Метод альфаспектрометрии

1.3.4. Метод бстаспсктромстрии
1.3.5. Массспектрометрия
1.3.6. Жидкостносцинтилляционная спектрометрия
1.3.7. Определение отдельных радионуклидов.
1 4. Воздействие ионизирующих излучений
1.4.1. Характеристика излучений
1.4.2. Биологические процессы под действием ионизирующего излучения. Радиобиологические методы.
1.5. Проблема малых доз
1.6. Использование гуминовых веществ для детоксикации растворов
1.7. Перспективность использования бакгериальной
люминесценции для мониторинга радиотоксичности
растворов
ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
2.1. Реактивы и приборы
2.2. Методы измерения
2.2.1. Регистрация кинетики биолюминесценции
2.2.2. риготовленис образцов для измерения интенсивности биолюминесценции
2.2.2.1. Основные этапы
. Приготовления проб и растворов рабочих и контрольных с
использованием интактных и лиофильно высушенных
бактерий
2.2.2.3. Приготовления проб и растворов рабочих и контрольных с
использованием водорастворимой и иммобилизованной
ферментативных систем
2.2.2.4. Измерение интенсивности биолюминесценции интактных
бактерий в присутствии гуминовых веществ
2.3. Обработка данных биолюминесцен гного анализа
2.4. Измерение активности растворов Ат1
2.5. Анализ ультраструкгуры бактериальных клеток.
2.6. Анализ распределения Ат1 в клеточной культуре
ГЛАВА 3. ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ РАСТВОРОВ Ат1 НА
БИОЛЮМИНЕСЕНТНЫЕ СИСТЕМЫ
3.1. Влияние растворов Ат1 на биолюминесцентные системы
3.1.1 Бактериальные системы
3.1.1.1. Интактные бактерии
3.1.1.2. Лиофилизированные бактерии
3.1.2. Ферментативные системы
3.1.2.1 Водорастворимая биферментная система
3.1.2.2 Иммобилизованная в крахмальный гель ферментативная система
3.2. Сравнение влияния Ат1 на биолюминесцентные системы
3.3. Распределение Ат1 в бактериальной культуре
3.4. Результаты электронномикроскопических исследований
бактериальной культуры в растворе Ат
ГЛАВА 4. СРАВНЕНИЕ ВЛИЯНИЯ СОЛЕЙ МЕТАЛЛОВ НА
БАКТЕРИАЛЬНУЮ БИОЛЮМИНЕСЦЕН1 ЩО
4.1. Классификация эффектов металлов различных групп на
биолюминесцентные системы начальная стадия
инкубирования
4.2. Исследование эффектов тяжелых металлов при различных временах инкубирования
4.2.1. Хроническое воздействие Европия
4.2.2. Хроническое воздействие Урана
4.3. Сравнение воздействия на биолюминесценцию металлов
различной удельной радиоактивности
4.3.1. Сравнение эффектов европия и америция
.2 Сравнение эффектов европия и урана
4.3.3. Сравнение эффектов урана и америция
4.4. Итоги главы 4
ГЛАВА 5. ВЛИЯНИЕ ГУМИНОВЫХ ВЕЩЕСТВ НА
ТОКСИЧНОСТЬ РАСТВОРОВ Ат
5.1. Влияние гуминовых веществ на интенсивность биолюминесценции бактерий в растворах нитрата америция
5.2 Распределение радионуклидов между бактериальными
клетками и средой в присутствии и отсутствии гу ми новых веществ
5.3. Результаты электронномикроскопических исследований воздействия гуминовых веществ на бактериальную культуру в растворе Ат
5.4. Итоги главы 5
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Известно, что в определенном диапазоне доз наблюдается стимуляция, а не угнетение клеточных процессов так называемый эффект гормезиса. Вместе с тем, несмотря большой интерес к проблеме малых доз, вопрос о механизмах формирования вызываемых ими эффектов остается на уровне гипотез и предположений i . Одним из наиболее опасных, с точки зрения влияния на живые организмы, является воздействие радионуклидов, характеризующихся преимущественно альфараспадом. Типичным альфаизлучающим радионуклидом является Ат1. Время его полураспада 2,7 лет. Этот радиоизотоп имеет техногенное происхождение, является одним из побочных продуктов ядерного производства и в последние годы все чаще регистрируется в окружающей среде. Цель исследования изучение воздействия растворов Ат1 малой и средней активности на биолюминесцентные системы люминесцентные бактерии и выделенные ферменты. Адаптировать биолюминесцентные методики для мониторинга радиотоксичпости растворов малой и средней активности. Сравнить воздействие на бактериальную биолюминесценцию Ат1, радионуклидов низкой удельной активности на примере урана и стабильных тяжелых металлов. Ат1 и урана на биолюмииссцеитные системы. Сравнить воздействие Ат1 на биолюминесценцию бактерий и выделенных ферментативных систем. Оценить распределение Ат1 в бактериальной культуре. Исследовать влияние гуминовых веществ на люминесценцию бактерий в растворах Ат1, поврежденность клеток и содержание Ат1 в клеточной фракции. Научная новизна. На примере Ат1 впервые исследовано воздействие растворов альфаизлучающего изотопа малой и средней активности на биолюминесцентные системы интактные и лиофилизированные бактерии, водорастворимую и иммобилизованную в крахмальный гель ферментативные системы. Получены зависимости интенсивности биолюминесценции от времени воздействия радионуклида и его концентрацииудельной активности. Показано, что воздействие Ат1 проявляется при низких концентрацияхудельных активностях радионуклида, характеризуется начальным периодом активации и последующим периодом и н I ибирования биолюм и неоцен ци и. На основе сравнения со стабильными элементами показано, что эффекты Ат1 на биолюминесцентные системы определяется радиационными, а эффекты урана химическими свойствами. Обнаружено накопление Ат1 бактериальными клетками, визуализированы изменения бактериальных клеток на различных этапах радиационного воздействия. Биолюминесцентные системы впервые использованы для мониторинга процессов детоксикации растворов Ат1 гуминовыми веществами. Практическая значимость. Предлагаемые исследования являются основой для разработки биолюминесцентных методик мониторинга радиотоксичности радиоизотопов, характеризующихся альфараспадом, в растворах низкой и средней активности. Нелинейность зависимости эффекта от времени хронического воздействия Лш1 на биолюминесцентные системы в растворах низкой и средней активности активация на начальной и ингибирование на конечной стадиях воздействия. Радиационная природа токсичности Ат1 и химическая природа токсичности урана в растворах низкой и средней активности. Уменьшение эффектов Ат1 на люминесцентные бактерии в присутствии гуминовых веществ. Апробация работы. Основные положения работы представлены на УНой Международной школесеминаре молодых ученых Актуальные проблемы физики, технологий и инновационного развития Томск, , УШом Международный симпозиум Сложные системы в экстремальных условиях Красноярск, , Российской школеконференции молодых ученых Экотоксикология современные биоаналитические системы, методы и технологии Москва, , конференции Социальноэкологические проблемы природопользования в Центральной Сибири Красноярск, , ХИом Международном симпозиуме по люминесцентной спектроскопии Испания, Луго, , 2ой Всероссийской конференции по аналитической химии Краснодар, , Международной конференции по радиоактивности окружающей среды С1Ч5, Вена, Австрия, , ом Международном симпозиуме по биолюминесценции Шанхай, Китай, , 1ой Российской конференции Радиоэкология итоги, современное состояние и перспективы Москва, .