Электрооптический анализ микробных суспензий для определения метаболической активности клеток и их детекции

• Автор: Гулий, Ольга Ивановна
• Шифр специальности: 03.00.07, 03.00.23
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 324 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

ГЛАВА 1. Применение электрофизических методов анализа клеточных суспензий для решения прикладных биологических задач

ГЛАВА 2. Методы определения ферментативной активности целых клеток

ГЛАВА 3. Методы идентификации микроорганизмов в

экологическом мониторинге

СОБСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

ГЛАВА 4. Материалы и методы исследования

ГЛАВА 5. Электрофизический анализ клеточных суспензий при

метаболизме паранитрофенола

ГЛАВА 6. Использование электрооптических свойств клеточных суспензий для разработки микробных биосенсорных систем анализа низкомолекулярных соединений
6.1. Разработка сенсорных систем определения фосфорорганических нитроароматических инсектицидов метафоса и сумитиона с помощью электрооптического анализа микробных клеток Р. i С, Р. i БА и . i А
6.2. Сравнительное исследование электрооптических свойств микробных суспензий и их респираторной активности для определения инсектицидов мегафоса и сумитиона
ГЛАВА 7. Электрофизические свойства микробных клеток . i при метаболизме глюкозы. Ингибирование ферментативной активности клеток при метаболизме глюкозы
7.1. Электрофизические свойства клеток ii i К при метаболизме глюкозы. Влияние химических ингибиторов на метаболизм глюкозы
7.2. Влияние температуры и среды на электрооптические характеристики клеточной суспензии ii i К при метаболизме глюкозы
ГЛАВА 8. Влияние антибиотиков на электрооптические свойства микробных суспензий ii i
8.1. Влияние рлактамных антибиотиков на электрооптические свойства микробных суспензий .i
8.2. Влияние хлдорамфеникола на электрооптические свойства микробных суспензий Е. i
8.3. Изучение электрофизических свойств микробных клеток Е. i при комбинированном действии антибиотиков
ГЛАВА 9. Определение микробных клеток с помощью электрооптического анализа клеточных суспензий при специфическом взаимодействии микроорганизмов с биоселективными агентами
9.1. Изучение электрооптических свойств микробных суспензий ii при специфическом взаимодействии с моноклональными антителами
9.2. Изучение электрооптических свойств микробных суспензий ii i 7 при взаимодействии с
поликлональными антителами
9.3. Изучение электрофизических свойств микробных клеток Е. i X1 при их инфицировании фагом МК ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ
источников
ПРИЛОЖЕНИЯ
ЛИТЕРАТУРНЫХ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ
2,4ДНФ 2,4динитрофенол Аг антиген Ат антитела
ГЖХ газожидкостная хроматография ДСН додецилсульфат натрия ИФА иммуноферментный анализ мАт моноклональные антитела нитрофенол метанитрофенол МПА мясопептонный агар ОС ориентационный спектр Г1АВ поверхностноактивные вещества ПНФ паранитрофенол
СРА специфическая респираторная активность СССР карбонилцианид3хлорфенилгидразон СТС хлорид цианодитолил тетразол и н ТФБ тстрафенил борат ЭО электрооптический ЭФ электрофизический
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Одним из направлений исследования электрофизических параметров клеток является изучение реакции клеток на внешние физические и химические воздействия по изменению их электрических характеристик. Исследованию изменений электрических характеристик бактериальных клеток при нарушении барьерных свойств цитоплазматической мембраны в результате действия повреждающих факторов физической или химической природы посвящена целая серия работ Фомченкова с соавторами. Так, в работе Фомченков с соавт. Е i и В. Установлено, что низкие концентрации этих веществ значительно изменяли электрооптические характеристики клеточных суспензий, однако не изменяли электрофоретическую подвижность клеток. Делается вывод, что основной вклад в изменение элекгроогпических свойств вносило изменение электропроводности поверхностных слоев клегки. Па основе анализа электрооптического эффекта палочкообразных бактерий было показано, чю анионные и неионогенные ПАВ оказывают большее повреждающее воздействие на грамположительные бактерии, тогда как катионные ПАВ повреждают клетки обоих видов Фомченков с соавт. В работе Фомченков и Иванов, была показана различная чувствительность клеток . Этой же группой авторов проводились исследования изменений электрофизических свойств клеток при повреждении ионами серебра Иванов и Фомченков, . Исследование изменений электроориентационного спектра и соответствующих им изменений электрических характеристик клеток при нарушении барьерных свойств цитоплазматической мембраны в результате действия повреждающих факторов химической или физической природы показало, чю существует возможное i количественно оценить степень повреждения клеток Фомченков с соавт. В работе Фомченков с соавт. ДСН и тритона Х0 на клетки . Б и тепловым шоком. Было показано, что при добавлении к таким клеткам ДСН 4 М или тритона Х0 4 3 М высокочастотный участок их электрориентационного спектра значительно изменялся. Хараюер этого изменения свидетельствует о повреждении барьерных свойств цитоплазматической мембраны клеток. В случае интактных и поврежденных клеток этого не происходило. Изменение низкочастотного участка спектра ингактных и поврежденных клеток являлось следствием адсорбции молекул этих поверхностноактивных веществ на клеточные поверхности. В результате исследований установлено, что электроориентационная спектроскопия клеток применима для экспрессанализа такого рода повреждений при различных биотехнологических процессах. Методами электрофореза и электрооптического анализа исследовали влияние ионов металлов , 2 2, 2, 2, 2 и 3 на бактериальные клетки . Иванов с соавт. Отмечено, что изменение электрофоретической подвижности и электроориентационного эффекта отражают адсорбцию катионов металлов в поверхностных слоях клеточной оболочки и характер этих изменений зависит от валентности катионов. Анализ высокочастотного участка спектра свидетельствовал о нарушении барьерных свойств циюплазмагической мембраны. Проводились исследования изменений диэлектрических свойств клеточной поверхности микробных клеток . В результате исследований было показано, что изменения электрофизических свойств клеток обусловлены адсорбцией ионов никеля на поверхности микробных клеток. Изучению влияния различных дезинфектантов на электроориеитационный спеклр бактериальных клеток . Иванова с соавторами Иванов с соавт. Данной группой исследоваюлей было показано, что инактивация клеток различными агентами приводит к значительному изменению спектра в области высоких частот 6 Гц, что свидетельствует о нарушении барьерных свойств мембраны и уменьшении эквивалентной электропроводности клеток. Описан способ определения повреждения микроорганизмов при внешних воздействиях по степени электроориентации клеток при помещении клеточной суспензии в переменное электрическое поле А. А, . В работе Брезгунова с соавторами показана возможность исследования изменений электрофизических и морфометрических параметров с помощью электрооптического способа Брезгунов с соавт. Этой же группой авторов исследована возможносп, использования результатов электрооптичсских измерений для оперативного определения относительного уменьшения числа неповрежденных клеток до и после некоторых экстремальных воздействий.