RU2823520C1 - Штамм Arthrobacter halodurans ВКМ Ac-2997 биорецепторный элемент биосенсора для определения биохимического потребления кислорода - Google Patents
Штамм Arthrobacter halodurans ВКМ Ac-2997 биорецепторный элемент биосенсора для определения биохимического потребления кислорода Download PDFInfo
- Publication number
- RU2823520C1 RU2823520C1 RU2024112691A RU2024112691A RU2823520C1 RU 2823520 C1 RU2823520 C1 RU 2823520C1 RU 2024112691 A RU2024112691 A RU 2024112691A RU 2024112691 A RU2024112691 A RU 2024112691A RU 2823520 C1 RU2823520 C1 RU 2823520C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- arthrobacter
- biosensor
- bioreceptor
- halodurans
- strain
- Prior art date
Links
- 241000727501 Arthrobacter halodurans Species 0.000 title claims abstract description 14
- 230000036284 oxygen consumption Effects 0.000 title claims abstract description 4
- 238000003911 water pollution Methods 0.000 abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 9
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 6
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 6
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OQWIKYXFAZAALW-FMDYKLJDSA-N (2S)-2-amino-5-oxo-5-[(2R,3R,4S,5S,6R)-3,4,5-trihydroxy-6-(hydroxymethyl)oxan-2-yl]oxypentanoic acid Chemical compound N[C@@H](CCC(=O)O[C@H]1O[C@H](CO)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H]1O)C(O)=O OQWIKYXFAZAALW-FMDYKLJDSA-N 0.000 description 2
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 2
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 2
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 2
- 230000000877 morphologic effect Effects 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- ASHGTUMKRVIOLH-UHFFFAOYSA-L potassium;sodium;hydrogen phosphate Chemical compound [Na+].[K+].OP([O-])([O-])=O ASHGTUMKRVIOLH-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 2
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 2
- 239000012064 sodium phosphate buffer Substances 0.000 description 2
- 108020004465 16S ribosomal RNA Proteins 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- 102000016938 Catalase Human genes 0.000 description 1
- 108010053835 Catalase Proteins 0.000 description 1
- 239000006142 Luria-Bertani Agar Substances 0.000 description 1
- 239000000020 Nitrocellulose Substances 0.000 description 1
- 102000004316 Oxidoreductases Human genes 0.000 description 1
- 108090000854 Oxidoreductases Proteins 0.000 description 1
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 1
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 1
- 230000003698 anagen phase Effects 0.000 description 1
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 230000000721 bacterilogical effect Effects 0.000 description 1
- 229940041514 candida albicans extract Drugs 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 1
- 229920001220 nitrocellulos Polymers 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 238000012163 sequencing technique Methods 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 239000012137 tryptone Substances 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
- 239000012138 yeast extract Substances 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к области биотехнологии, в частности к штамму Arthrobacter halodurans ВКМ Ac-2997. Указанный штамм предназначен для получения биорецепторного элемента биосенсора для определения биохимического потребления кислорода. Изобретение обеспечивает применение штамма Arthrobacter halodurans для анализа загрязненности воды, повышение операционной стабильности биосенсора и расширение диапазона определяемых концентраций. 1 ил., 1 табл.
Description
[01] Область техники
[02] Изобретение относится к области биотехнологии, а именно к новому штамму Arthrobacter halodurans, используемому в качестве биорецепторного элемента для определения биохимического потребления кислорода (БПК), в частности для экспресс-анализа БПК5 с целью оценки загрязненности водного объекта.
[03] Уровень техники
[04] Наиболее близким аналогом изобретения является штамм Arthrobacter halodurans JSM 078085T (Chen Y.G. et al. Arthrobacter halodurans sp. nov., a new halotolerant bacterium isolated from sea water // Antonie van Leeuwenhoek. 2009. T. 96. C. 63-70), выделенный из морской воды, собранной в Южно-Китайском море. Однако в настоящее время не описано использование данного штамма для анализа загрязненности водных объектов.
[05] Таким образом, технической проблемой, на решение которой направлено заявленное изобретение, является обеспечение возможности применения штамма Arthrobacter halodurans в БПК-сенсорах для анализа загрязненности водных объектов.
[06] Раскрытие сущности изобретения
[07] Техническим результатом изобретения является расширение возможности применения штамма Arthrobacter halodurans в части анализа загрязненности воды, повышение операционной стабильности биосенсора и расширение диапазона определяемых концентраций.
[08] Для решения поставленной технической проблемы и достижения указанного технического результата предлагается штамм Arthrobacter halodurans ВКМ Ас-2997 как биорецепторный элемент биосенсора для определения биохимического потребления кислорода.
[09] Краткое описание чертежей
[010] Изобретение поясняется чертежом, где показан градуировочный график зависимости ответа биосенсора от концентрации глюкозо-глутаматной смеси, пересчитанной на БПК5.
[011] Осуществление изобретения
[012] Полученный штамм Arthrobacter halodurans депонирован во Всероссийской коллекции микроорганизмов под регистрационным номером ВКМ Ас-2997.
[013] Штамм Arthrobacter halodurans ВКМ Ас-2997 характеризуется следующими признаками.
[014] Культурально-морфологические признаки. На агаризованной среде Луриа-Бертрани (ЛБ) образует желтые, гладкие, блестящие, выпуклые, круглые колонии. В жидкой питательной среде со встряхиванием образует гомогенную муть. По морфологии клетки являются кокками размером 0,5-1 мкм в диаметре. Спор не образуют. Грамположительные.
[015] Физиолого-биохимические признаки. Аэробы. Каталазоположительные. Оксидазоотрицательные. Растут при температуре от 25 до 30°С, при рН от 6,6 до 7,0. Устойчивы к содержанию NaCl до 10%.
[016] Штамм выделен из активного ила очистных сооружений Тульской области. Штамм идентифицирован на основе анализа морфологических и биохимических свойств, а также с помощью секвенирования гена 16S рРНК и определителю бактерий Берджи.
[018] Хранение штамма осуществляют в лиофильно высушенном состоянии или в питательной среде ЛБ (твердая агаризованная / жидкая).
[019] Для культивирования штамма применяют среду следующего состава (г/л): триптон - 10, дрожжевой экстракт - 5, NaCl - 10. Культивирование проводят при 28°C с аэрацией до достижения стационарной стадии роста.
[020] Изобретение иллюстрируется примерами конкретной реализации.
[021] Выращивание штамма
[022] Для получения биомассы клетки штамма-продуцента переносят на агаризованную среду ЛБ в чашку Петри и инкубируют в течение ночи при 28°С. Свежевыращенные колонии переносят стерильной бактериологической петлей в колбы, содержащие жидкую питательную среду ЛБ и культивируют на качалках при 28°С при перемешивании - 150 об/мин, до достижения стационарной фазы роста. Клетки осаждают центрифугированием при 10000 об/мин при 25°С.
[023] Создание биорецепторного элемента
[024] К биомассе микроорганизмов Arthrobacter halodurans ВКМ Ас-2997 добавляют калий-натрий фосфатный буфер с рН=6,8, таким образом, чтобы титр клеток составлял 150 мг/см3. Полученную смесь перемешивают в магнитной мешалке в течение 5 минут. К суспензии микроорганизмов добавляют равный объем тетраэтоксисилана и в полученную смесь вносят поливиниловый спирт в соотношении 75:25 об.%. Подложку на основе нитроцеллюлозы предварительно смачивают в 5-10% растворе NaF и помещают в пластиковое устройство для фильтрации, после чего пластиковый шприц объемом 5-10 см3 заполняют смесью, содержащей микроорганизмы и данную смесь пропускают через подложку. После иммобилизации микроорганизмов биорецепторный элемент извлекают, высушивают и разрезают. Все полученные матрицы хранят в пробирках типа «Эппендорф» при температуре от -20°С до +5°С.
[025] Анализ загрязненности водных объектов с помощью БПК-биосенсора
[026] Для определения индекса БПК5 используется стационарный прибор. Конструкция прибора предусматривает применение модифицированных микробных электродов и микроорганизмов различного типа. В качестве растворов для калибровки БПК-датчика используют ГСО (государственный стандарный образец) состава ХПК (химической потребление кислорода) и БПК либо смеси органических соединений (синтетические сточные воды).
[027] Для количественного определения индекса БПК(показателя окисления за пять суток) в пробе применяют метод абсолютной градуировки, для этого строят зависимость ответа биорецептора от концентрации субстрата.
[028] Различные объемы глюкозо-глутаматной смеси (ГГС) вносят в кювету с 4 мл калий-натрий фосфатного буферного раствора (рН=6,8). За ответ сенсора принимают уменьшение уровня кислорода в кювете. Далее строят градуировочный график (см. чертеж) зависимости ответа сенсора от концентрации ГГС, пересчитанной на БПК5 по уравнению:
[029] БПК=0,68 * С(ГТС),
[030] где С(ГГС) - концентрация ГГС в кювете; 0,68 - коэффициент пересчета.
[031] Затем в кювету вносят образец исследуемой воды и регистрируют ответ сенсора. По градуировочной прямой рассчитывают концентрацию БПК в образце.
[032] Полученный биорецепторный элемент характеризуется следующими параметрами, показанными в таблице 1.
[034] Таким образом, получен штамм Arthrobacter halodurans ВКМ Ас-2997, который может использоваться в качестве биорецепторного элемента для экспресс-анализа загрязненности водных объектов.
Claims (1)
- Штамм Arthrobacter halodurans ВКМ Ac-2997 для получения биорецепторного элемента биосенсора для определения биохимического потребления кислорода.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2823520C1 true RU2823520C1 (ru) | 2024-07-23 |
Family
ID=
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2800373C1 (ru) * | 2022-05-24 | 2023-07-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) | Устройство для экспресс-оценки количества легкоокисляемых органических веществ по индексу биохимического потребления кислорода |
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2800373C1 (ru) * | 2022-05-24 | 2023-07-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) | Устройство для экспресс-оценки количества легкоокисляемых органических веществ по индексу биохимического потребления кислорода |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ARLYAPOV V.A. et al. Registration of BOD using Paracoccus yeei bacteria isolated from activated sludge, 3 Biotech, 2020, vol. 10(5): 207. CHEN, YI-GUANG et al. Arthrobacter halodurans sp. nov., a new halotolerant bacterium isolated from sea water, Antonie van Leeuwenhoek, 2009, vol. 96(1), pp. 63-70. ARLYAPOV V A. et al. Microbial Biosensors for Rapid Determination of Biochemical Oxygen Demand: Approaches, Tendencies and Development Prospects, Biosensors, 2022, vol. 12(10), 842, pp. 1-35. КРЯКУНОВА Е.В. и др. Применение иммобилизованных микроорганизмов и ферментов, Вестник Казанского технологического университета, 2012, 15 (22), стр. 101-105. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2007226332B2 (en) | A bacterium consortium, bio-electrochemical device and a process for quick and rapid estimation of biological oxygen demand | |
| CN106755287B (zh) | 一种微生物相对含量检测计数方法 | |
| Tan et al. | Dead Bacillus subtilis cells for sensing biochemical oxygen demand of waters and wastewaters | |
| US5952188A (en) | Reusable immobilized microbial composition useful as ready-to-use seed inoculum in BOD analysis | |
| CN114107109B (zh) | 一种铅黄肠球菌及其在微生物发酵生产己酸中的应用 | |
| RU2823520C1 (ru) | Штамм Arthrobacter halodurans ВКМ Ac-2997 биорецепторный элемент биосенсора для определения биохимического потребления кислорода | |
| CN1563354A (zh) | 用于工业废水或海水生化需氧量传感器测量菌株－地衣芽孢杆菌的培养方法 | |
| RU2823522C1 (ru) | Штамм Rhodococcus fascians ВКМ Ac-2996 биорецепторный элемент биосенсора для определения биохимического потребления кислорода | |
| Huang et al. | Screening of flocculant-producing strains by NTG mutagenesis | |
| RU2824198C1 (ru) | Штамм Delftia tsuruhatensis ВКМ B-3752 биорецепторный элемент биосенсора для определения фенольного индекса | |
| CN113913351B (zh) | 一种清香型白酒酒醅中乳酸菌的筛选方法 | |
| US6511822B1 (en) | Immobilized microbial consortium useful for rapid and reliable BOD estimation | |
| RU73975U1 (ru) | Биосенсор для определения загрязненности воды органическими веществами | |
| CN102286390A (zh) | 一种耐低温硝化细菌的筛选方法 | |
| CN112625939B (zh) | 一株甲基营养型芽孢杆菌及其应用 | |
| Ramsay et al. | Rapid bioelectrochemical methods for the detection of living microorganisms | |
| RU106898U1 (ru) | Устройство для экспресс-определения биохимического потребления кислорода | |
| Chen et al. | A novel biosensor for the rapid determination of biochemical oxygen demand | |
| AU773782B2 (en) | Method for detecting micro-organisms and support used in said method | |
| GB2360788A (en) | Immobilised micro-organisms for the estimation of biochemical oxygen demand (BOD) | |
| CN113462621B (zh) | 一株降解油脂的暹罗芽孢杆菌及其在含油脂废水中的应用 | |
| RU2086652C1 (ru) | Способ количественного определения l-пролина | |
| Ajayi et al. | Physico-chemical properties and microbial ecology of the Lagos Lagoon, Nigeria. | |
| US20030036186A1 (en) | Process for the preparation of cell beads BOD sensor useful for instant BOD estimation | |
| JP2010057450A (ja) | 発光微生物固定化チップ及びそれを用いる有機汚染、環境測定方法 |