RU73975U1 - Биосенсор для определения загрязненности воды органическими веществами - Google Patents
Биосенсор для определения загрязненности воды органическими веществами Download PDFInfo
- Publication number
- RU73975U1 RU73975U1 RU2007144733/22U RU2007144733U RU73975U1 RU 73975 U1 RU73975 U1 RU 73975U1 RU 2007144733/22 U RU2007144733/22 U RU 2007144733/22U RU 2007144733 U RU2007144733 U RU 2007144733U RU 73975 U1 RU73975 U1 RU 73975U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- biosensor
- arxula adeninivorans
- organic substances
- water pollution
- yeast
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области охраны окружающей среды и биотехнологии, а именно к устройствам для экспресс-анализа проб сточных вод (муниципальных и промышленных), образцов воды, полученных из объектов окружающей среды (реки, озера, водохранилища).
Предложен биосенсор для определения загрязненности воды органическими веществами на основе определения биологического (биохимического) потребления кислорода (БПК), включающий электрод Кларка, сопряженный с биорецептором, содержащим иммобилизованные на носителе клетки штамма дрожжей Arxula adeninivorans BKM Y-2676 или клетки штамма дрожжей Arxula adeninivorans ВГИ 78(6).
Description
Полезная модель относится к области охраны окружающей среды и биотехнологии, а именно к устройствам для экспресс-анализа проб сточных вод (муниципальных и промышленных), образцов воды, полученных из объектов окружающей среды (реки, озера, водохранилища).
Известны биосенсоры, определяющие в водной среде органические соединения, относящиеся к поверхностно-активным веществам [RU 2092838, 1997.10.10, G01N 33/18]. Одним из параметров, определяющим общую загрязненность проб воды органическими веществами, является биологическое (биохимическое) потребление кислорода (БПК).
В настоящее время в России в лабораториях тепловодоканала используют метод определения БПК5. БПК - параметр качества воды, определяемый как количество кислорода, необходимое для биохимического окисления содержащихся в воде органических соединений. В стандартном случае БПК измеряют в течение 5 суток при температуре 20°С [Методика технологического контроля работы очистных сооружений городской канализации. Москва. Стройиздат 1977 г.].
Длительное время анализа является недостатком стандартного метода оценки БПК при определении загрязненности воды.
В случае, если БПК равна 2-3 г O2/л, то вода признается чистой и может быть сброшена в реку. При больших значениях БПК необходима дополнительная очистка воды.
В соответствии с мировой практикой эффективным подходом для оценки загрязненности воды является биосенсорный. За рубежом в анализаторах подобного типа в качестве биорецептора применяются дрожжевые штаммы Arxula adeninivorans для определения БПК. Так в работе [С.Chan, M.Lehmann, K.Chan, P.Chan, В.Gruendig, G.Kunze and R.Renneber. Designing an amperometric thick-film microbial BOD sensor //
Biosens. Bioelectron. 2000. V.15. №7-8. P.343-353] используют штамм Arxula adeninivorans LS3.
Однако чувствительность биосенсора с использованием указанного штамма к действию моноароматических соединений и ПАВ не известна.
Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель - создание устройства для определения загрязненности воды органическими веществами.
Технический результат, который может быть получен при использовании полезной модели, заключается в том, что предлагаемый биосенсор обеспечивает быстрое определение загрязненности воды органическими веществами.
Сущность полезной модели заключается в том, что биосенсор для определения загрязненности воды органическими веществами включает кислородный электрод Кларка, сопряженный с биорецептором, содержащим иммобилизованные на носителе клетки штаммов дрожжей Arxula adeninivorans BKM Y-2676 или Arxula adeninivorans ВГИ 78(6).
Штамм дрожжей Arxula adeninivorans BKM Y-2676 получен из Всероссийской коллекции культур (Catalogue of Microbial Cultures 2007. P.284, Pushchino 2007). Штамм дрожжей Arxula adeninivorans ВГИ 78(6) описан в работе В.И.Голубева: Таксонометрическая характеристика дрожжей, используемых в гидролизно-дрожжевых производствах // Прикл. биохимия и микробиология. 1994. Т.30. Вып.1. С.132-136.
Биосенсор для определения загрязненности воды органическими веществами включает электрод Кларка 1, на котором размещен биорецептор 2, содержащий иммобилизованные на носителе клетки штаммов дрожжей Arxula adeninivorans BKM Y-2676 или Arxula adeninivorans ВГИ 78(6) с помощью фиксатора 3.
В экспериментах по созданию биосенсора в качестве контрольного раствора используют глюкозо-глутаматную смесь (ГГС). Концентрация ГГС
равная 0.15 г/л соответствует БПК 220 г О2/л [Stuart E. Strand, Dale A. Carlson. Rapid BOD measurement for municipal wastewater samples using a biofilm electrode // Journal Water Pollution Control Federation. 1984. V.56. №5].
Диапазон детекции БПК составляет 30-1000 мг/л, операционная стабильность 4 суток без потери активности, продолжительность анализа 10 мин, ошибка измерения не более 5%.
На фиг.1 представлена схема биосенсора для определения загрязненности воды органическими веществами путем определения биохимического (биологического) потребления кислорода (БПК). На фиг.2 представлены калибровочные зависимости ответа (нА/с) биосенсоров на основе дрожжевых клеток Arxula adeninivorans BKM Y-2676 и Arxula adeninivorans ВГИ 78(6) от концентрации БПК (мг/л). Диапазон детекции БПК составил 30-1000 мг/л.
В качестве носителя для клеток, используемых в биорецепторе, могут использоваться полисахаридные гели, поливиниловые спирты, целлюлозные мембраны, стекловолокна, в частности стеклобумага.
Для создания биорецептора используют штамм дрожжей Arxula adeninivorans BKM Y-2676 или Arxula adeninivorans ВГИ 78(6). Штаммы обладают широкой субстратной специфичностью при окислении органических соединений (фиг.3). Расширен спектр определяемых соединений: додецилсульфат натрия, бензоат и катехол.
Штаммы дрожжей Arxula adeninivorans BKM Y-2676 и поддерживают на сусло-агаре при 4°С. Для засева используют 2-3-х суточные культуры на скошенном сусло-агаре. Для получения биомассы культивирование дрожжей проводят в жидкой среде следующего состава, г/л: глюкоза 5.0; пептон 2.5; дрожжевой экстракт 0.5 в витаминных пробирках по 10 мл среды при 37°С на качалке (220 об/мин) в течение 40 часов. Дрожжи отделяют центрифугированием при 12000 об/мин в течение 5 мин, дважды промывают 30 мМ натрий-фосфатным буфером (рН 7.6). Дрожжевые клетки ресуспендируют в том же буфере и иммобилизуют на носителе.
Иммобилизацию дрожжевых клеток проводят методом физической адсорбции на хроматографической бумаге Wathman GF/A (Великобритания). Клеточную суспензию (100 мг сырого веса/мл) наносят микропипеткой по 10 мкл на полоску стеклобумаги, формируя пятно диаметром 3-5 мм и высушивают на воздухе в течение 30 мин. Полученный биорецептор помещают на рабочую поверхность электрода и фиксируют.
Принцип определения загрязненности воды органическими веществами основан на измерении скорости потребления кислорода клетками штамма дрожжей в процессе окисления органических соединений, содержащихся в образце.
Биосенсор для определения работает следующим образом. Электрод Кларка 1 с размещенным на нем биорецептором 2, содержащим иммобилизованные клетки штамма дрожжей Arxula adeninivorans BKM Y-2676 или Arxula adeninivorans ВГИ 78(6), погружают в измерительную ячейку с 30 мМ натрий-фосфатным буферным раствором (рН 7.6) и регистрируют силу тока, отражающую содержание кислорода в среде (фоновое).
Добавляют аликвоту анализируемого образца и регистрируют потребление кислорода. Рассчитывают величину изменения максимальной скорости потребления кислорода (ответ сенсора, dI/dt, нА/с) и определяют содержание ВПК по предварительно построенной калибровочной кривой (фиг.2). БПК определяют, зная, что 0.15 г/л ГГС соответствует 220 г О2/л. Измерения проводят при комнатной температуре и постоянном перемешивании.
Таким образом, предлагаемый биосенсор на основе штаммов дрожжей Arxula adeninivorans BKM Y-2676 или Arxula adeninivorans ВГИ 78(6) обеспечивает быстрое определение загрязненности воды органическими веществами и не требует больших затрат на изготовление.
Кроме того, биосенсор может быть использован в полевых условиях.
Claims (1)
- Биосенсор для определения загрязненности воды органическими веществами, включающий электрод Кларка, сопряженный с биорецептором, содержащим иммобилизованные на носителе клетки дрожжей вида Arxula adeninivorans, отличающийся тем, что клетками дрожжей являются клетки штамма дрожжей Arxula adeninivorans BKM Y-2676 или клетки штамма дрожжей Arxula adeninivorans ВГИ 78(6).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007144733/22U RU73975U1 (ru) | 2007-12-05 | 2007-12-05 | Биосенсор для определения загрязненности воды органическими веществами |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007144733/22U RU73975U1 (ru) | 2007-12-05 | 2007-12-05 | Биосенсор для определения загрязненности воды органическими веществами |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU73975U1 true RU73975U1 (ru) | 2008-06-10 |
Family
ID=39581746
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007144733/22U RU73975U1 (ru) | 2007-12-05 | 2007-12-05 | Биосенсор для определения загрязненности воды органическими веществами |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU73975U1 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2650634C1 (ru) * | 2017-06-20 | 2018-04-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный университет" (ФГБОУ ВО "КубГУ") | Биосенсор для определения наличия органических веществ в воде |
| RU205304U1 (ru) * | 2021-04-12 | 2021-07-08 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) | Устройство для экспресс-анализа загрязненности воды биоразлогаемыми органическими соединениями |
| RU210524U1 (ru) * | 2021-11-08 | 2022-04-19 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) | Устройство для экспресс-определения токсичности поверхностных вод |
-
2007
- 2007-12-05 RU RU2007144733/22U patent/RU73975U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2650634C1 (ru) * | 2017-06-20 | 2018-04-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный университет" (ФГБОУ ВО "КубГУ") | Биосенсор для определения наличия органических веществ в воде |
| RU205304U1 (ru) * | 2021-04-12 | 2021-07-08 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) | Устройство для экспресс-анализа загрязненности воды биоразлогаемыми органическими соединениями |
| RU210524U1 (ru) * | 2021-11-08 | 2022-04-19 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) | Устройство для экспресс-определения токсичности поверхностных вод |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Arlyapov et al. | BOD biosensor based on the yeast Debaryomyces hansenii immobilized in poly (vinyl alcohol) modified by N-vinylpyrrolidone | |
| Wang et al. | An innovative reactor-type biosensor for BOD rapid measurement | |
| Niyomdecha et al. | A novel BOD biosensor based on entrapped activated sludge in a porous chitosan-albumin cryogel incorporated with graphene and methylene blue | |
| CN110146580A (zh) | 一种基于柿单宁复合纳米材料检测l,5-脱水葡萄糖醇的方法 | |
| Chen et al. | A BOD biosensor based on a microorganism immobilized on an Al 2 O 3 sol–gel matrix | |
| RU73975U1 (ru) | Биосенсор для определения загрязненности воды органическими веществами | |
| Lawal et al. | Polypyrrole-based potentiometric phosphate biosensor | |
| Velling et al. | Non-steady response of BOD biosensor for the determination of biochemical oxygen demand in wastewater | |
| RU129930U1 (ru) | Биосенсор для определения органических веществ на основе адаптированных клеток gluconobacter oxydans вкм в-1280 и кислородного электрода типа кларка | |
| RU106898U1 (ru) | Устройство для экспресс-определения биохимического потребления кислорода | |
| RU225914U1 (ru) | Устройство для быстрого анализа биоразлагаемых органических соединений в водных объектах | |
| RU2800373C1 (ru) | Устройство для экспресс-оценки количества легкоокисляемых органических веществ по индексу биохимического потребления кислорода | |
| RU101037U1 (ru) | Биосенсор для оценки загрязненности сточных вод производства синтетических моющих средств | |
| RU66815U1 (ru) | Устройство для определения олиго- и полисахаридов | |
| Chen et al. | A novel biosensor for the rapid determination of biochemical oxygen demand | |
| RU2823522C1 (ru) | Штамм Rhodococcus fascians ВКМ Ac-2996 биорецепторный элемент биосенсора для определения биохимического потребления кислорода | |
| Puri et al. | An amperometric biosensor developed for detection of limonin levels in kinnow mandarin juices | |
| RU217965U1 (ru) | Устройство для определения фенольного индекса в водных средах | |
| RU133126U1 (ru) | Биосенсор для определения метиламина, диметиламина и триметиламина в водной среде | |
| Mascini et al. | Electrochemical biosensors for determination of nystatin activity | |
| Hussin et al. | A BOD Sensor Using Immobilized Microbial Consortium in Alginate–Based Matrix for Rapid Detection of River Water Pollution | |
| RU134531U1 (ru) | Устройство для определения содержания метанола и формальдегида на основе бактериального штамма methylobacterium dichloromethanicum дм 4 вкм в-2191 | |
| RU2823520C1 (ru) | Штамм Arthrobacter halodurans ВКМ Ac-2997 биорецепторный элемент биосенсора для определения биохимического потребления кислорода | |
| RU2086652C1 (ru) | Способ количественного определения l-пролина | |
| RU117918U1 (ru) | Устройство для определения степени загрязнения воды биоразлогаемыми органическими веществами |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20151206 |