Сорбция ионного золота клетками зеленой водоросли Chlorella vulgaris тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.11 ВАК РФ

АКАДВПЯ НАУК УКРАШИ ШСТИТУТ Б 10Ь'.0Л01ДН01 XÎMÏÏ

На правах рукзпису

СКЛЯРОВ Аядр1й Гес>рг1йОЕШ

ССРЩ1Я ЙШНЦГО ЗОЛОТА КЛЛИНАШ ЗЕЛЕНО! Вцд0?0СТ2 Chlorella vulgaris

Спбд1гльн1сгь: 02.00.11 - коло!дка тз ма-'бранзЕ х!м!я

АБГиРЕСЕРАТ дисертацП на вдобуттл вченого сг/пеня кандидата х!ы1.чких наук

KslE - 1994

Робота викодана в 1нститут1 б.токоло1дно1 xiMif ПАН УкрзТни

Науковий кергЕник: доктор х1М1чних наук, професор Ульберг З.Р.

Оф:ц1йнг опоненти:

Доктор хсмгчнкх наук, академгк РАПН, професор

Доктор бтологччних наук, професор

Перцев М.З. Рибальченко В.К.

Пров1дка установа: Ки1вський державний утверситет iM. 1 .Г.Шевченка

Захист вгдбуцеться Ф . /ой- ¿9 . о /4- къ на застданг спещалгзовано! вчено? ради Д 02.41.01 в Гнституп б1около1дно! ximii HAK Укра!ни эа адресов: 254080, КиГв, вул. "рунзе, 65. 3 дисертащею мо'-кна ознаЗомитись б б:блтотецт Iнетитуту 6i около!днот х iuiт HAH Украхни.

Автореферат розхсланий • ISS4 р.

Бчений секретар , .

спецгал1зовано! вчено! ряди Прокопенко З.А.

С А Г» A 7TCTJA VA "О А ITT "ÇTjrtnV r.-rtr А Г>ГУОЛТ Т/ Orti J UU Ш k-l Ij 1 JIO i r±í 1Л X Wi-ЛУ i /i

Актуальнють роботи. У ?епериик;й час píükhhh гзрсблэми пере-робки м1нералько1 сирсвинм, зокрема скровкни, яка м!сткть з coöi золото, а таксж багатьох еколопчнпх проблем Д1 s ï галуз i иов'язу-¡оть з рРзробксн ефектквких бютехколопчккх npouscis. У зз'язку з цим концектрузанкя металхв та í:c сполук га допомогокз гетерокоагу-ляцп коло!днкх MiHepasbHiH частккон: клатккаж ьикросргаьчзьиз або copCiiiï остакнпж ñohib метале стае науковою основою цього важ-ллвого для науки та яромксловост î налрякку. Об'ест цього напрям-ку - MiKpoöü. якл одержали нззву металофивьниз ( Озчаренко та iH¡a. , 19S5 ). До nie i групи умовно В1дкс-сять м1крсорган13ми, як! маить принаймнг одну is перелшенях нгамэ жстей: а) гдатнютъ функщ-окувати т1лькя у прясуткостi пэзнпх ;лэтзл1в та ix сполук у середо-визу кэзкання; S) ctíSkíctí до лхдкппэнко! концентрат i валких метал ib у середовтаЦ; з) здатнють биективно еорбувати та/'або тране-формувзти метал: тз ïz сполукя. Да?.а робота уперт? розглядзе ко-лохдно-зам1чя1 та 6ícxímí4hí 33kdhomípkoctí ссрбцп Яон1з метал!в ютактшпя: ¡ситкнаж штглс$1лък:сс водсростей та бакте-pift. При цаому ссобливу увагу придхлено вялкву ф1зюлопчно1 активное"! кл:т;тк". У 5:льш загалькому клан! з'ясузанкя мэхангз-му вгаемодп ;,пкроортзн1зшв з валкими метзлами, ер не в1дно-сяться до "бюфьтьккя", нгсбзадно для рззушячя фундамзнтальних прецеемз фуккцюнуваяня äkbo: клзтинл у нормальных та екстре-мальних у;,юзах. Мож.? бути плздкпм прзктичне викоркетання цього явкса у р1зноиа:-:1тних сферах людськс! д1ялъкост:. Розушння названа ттрсцэс : б нес5х1дко при сгзорекк! фармаколог iчних препаратов, sp кпетять метали", при резробц! заесб!в з'ахисту жвоi клавши В1Д areHTiB, bkí мютять метали. Hapenrri, найбглыа очевкд-ним i добре розробленш е використаняя mí кроезрган ísmíb для очищения воднкх середовиц в-±д важих металав та ïx видсбузання 1з руд-

KOÏ СИрОВННП.

Здатшсть MiKpcopraHiSMiB ефективно сорбуватк важ: метали

стала основою для розробкк технолог1й, hkî зуь^ли скластз ксякуренщя традиц!йнкм методам видобування заявок мэталаз. ] останк!й час з*явились пов1домлекяя про розробки комерц!йких 5ii ссрбенпв ка основ! 6icmacii 1яактивованих Еодоростей та ï: е^ктивне використання у pisHiix технолог¡чних схемах ( Ycles-

ky, 1387 ). Вкявлен! штами водорсстей, copSuiïtHi властивсст :

» •

шакгквовако! бюшси котрих до ряду металi в близьк! дй кайб1лз ефективяих атучнкх сорбент is ( Kuyuoak, Yolesky, 1S88 ). У та де час iнтактяi водорост! ряду шгаглв здатн! сорбувати важ! метали значяо интеямшниве, His гкактквована бюмаса ( Gadd, 1988] Досл1Джекяя ззаеьюдП рхзнкх MiKpoopraKisMiB з мэталаыи, • щ вкконузгаЬся-• в Лкстктута' бiоколоîдно* xHMiï АН .Укради, такс; свадчать про значку р1зницо Mis сорбц1йними характеристикам ¿Етакхнкх та iнактквованкх КЛ1ТШ Еодоростей та 5актер!й m В2Дноикннв до багатьох• ;,;8тал i в, у тему числ! i до золота. З'ясу-вання причин uisï pismiiu здхйскюеться у к!лькох напрямках, щ обуиовлэно комплексним характере;.; процесу сорбци, я кий вшадта Езагмод!i рхзкого роду. До них в!дкосяться i так: взаемодх! Mi; йоками металхв та клгтиннов поверхнев, kki обумовлен: елекгропс-верхневиии язяп^ил;.

Вхдомо, ¡цр колоîдно-ziMi4Hi Еяастизост! JKKBKX та анактиво-ваних кробяих клхткк îctotho В1ДР5гкяються i ця сбставкна и може не ыдобрат.згкек .на ход: електроповерхневих явка; у кап® них cycuessiHX ( Овчаренко та îkïl, 1991 ). Виходячи з цього урахувзкня колоïдно-х:шчних фактор!е. таких як динахичнпй ста i гетерогенний розпод!л позерхневого лотенцхалу, при дослхджеян COpSltfï ЙСНIB Î.ÎЭTaЛiE MiTKHStffi ¡.iîKpoopraKiSMiE можэ дозволит не ™iлькк з'ясувагк ochoehi причини цього ЯЕКща, але й розробитк засоби управления такиык щроцесаыи для ix практичног використання.

Ця робота е частиков досл^джень, як! виконуються в 1нсти-тут1 бiоколо:дноï xibiii у В1ДПОЕ3дкост! з проектом "Бютехколог видобування золота у дисперсному та йонному стан! ^оакумулящ з одночаенкм знешкодженняы в!дход1в голотовкдобуЕних п!дпркемс:т ( гатвердлено ДЙНТ IS. 01.1SSS р. ), який е складовой чаетижж Дерлавно: наукозо-технично* прегради "HosiTKi кетсди бюиввэн pi Г' ( завдання 01.01. H ).

Пета i задач! дисертащйно! роботк. Метою дано! роботи було вивчення основяюс ¡содо1дно-бюх1м1чнкх законом! рностей сорбцп föDHiB метал1в на приклада сорбцп AuCIII) i Cu(II) клиинами шкроводорсстей ( Chlorella vulgaris ) i Carcrepiñ ( Bacillus' сегеиз ). Для досягнення поставлено! кетл вир i шугались такл задач!:

1. Установления основных каяетичнхх та концентратйних закономерностей сорбци ñoHiB золота i кш i нтактякж та ¿накти-вованкми KJüTKKaMii.

2. Визяаченяя рол метабол! чнизс npcaecis у кокценгрувашп метал) в днтакгшвят клотиками.

3; Установления та вивчення xímíuekx i <|йзичнкх фактор!в, шр впливаеть на процес сорбцп $ЛЭТЗЛ13 КЛ1 TíIKSjMH.

4. Розрсбка KSxaaisMis та засобгв регудювання процесзв сорб-

ШЗ /ттг* л í i»« w т*гтуп » *r» íVnvri TI илшп firi

¡/де^и^ици niii лxiiicuaA riisal ji «id.L d-iilxi.

Наукова новкна. В данхй робот i уперие проведено комплексно доел! джння коло i дко- 5 i oxi и! чних гаксном i ркостsй сорбц! i метал1В ( Au(III) i Cu(II) ) катина*«; ьпкрсводоростей та баетэрхй. Виявленс зкачне перевкщеккя велкчккк сорбцп метал!в у випадку íhtsktkíix клхтик в пор1вкянн1 з гкактивовангали. Запропоновако та теоретично оогрунтовано мОлШябкй иехакхзм цього яванца.

Одержан! галэжност! сорбци металiв в1д концентрат i взаемо-дизчкх компонент i в (метал/бхомаса), часу взаемодх!, складу, конце ктрацх i та pH Ежового електролхту.

Sa допоиогов inriSiTcpiE .\>'ега6ол!зму щлеслрямовако! да

rzrirrr-п п»ч тдчгг» 4 пmt nnní тт «. V Л" tTtj ——, ттг-чгп -л ; ттгп^»/»тттт<г»

jänniswicxia i^ui^c-j ьи^ицА i uunxiui и c'u.íuáo 1 ti a ciKi njawuri

КЛ i "TI ГКсьМ*! El Д ц}унКЦ1 СН/ВЗЛЯЯ ГекератерлВ Т р Зг1С М9 мС р З.Н но г о потек— 1Дi алу на хтлззматйчнiй М8м6рзк1.

т>»ггг» тт.-". t-vi-x тттг-ч. iri' i-fatrnriTTTTrr г r,->. n г\ 'i гл Trrvm -i мтл»мп»1гп<т» mtmixti

jjjruizimi.'caxjt хщ-f oiJ лр) x-cibrivi wynlü и oují'j 1 с» i xi x cir\a n n-.il x iincnvul

хлорбли п1Д0увзбться v ступвнх, Ks П1ДСТ0З1 акалгэу зплкву св1тла та íhtíóítopíb wístsajojiíзму зс-Пр0П0К0ЕоК1 sscouii дес0риц1 i зв'язанкого кикиакк золота

Зыодельовано дикшчний процес ссрбщ х/дэсорбц!: золота, в якому у як!стi сорбента ückíb золота вккоркстовувалксь хнтактн! oiTiran хлорели.

15>акгкчна щнн!сть роботк. Результат« дано i роботи значно' розширяюгь уяву про MexaHisMK сорбцп тяжаге метал^в шкроорга-

нхзыами. Еиявленх закономерное? i можуть бутя asKopzcrasi при BKpiUKHHi piSHHZ прикладних задач Sicresscuarii. Зскреьа,; результата досЛ1даення сорбцП йон!в золота та тд: íhtsktkkioi кяттааыи Chlorella vulgaris викориетовуеться при вихонакн: в 1нститут1 бюколо1Дно1 riiíii AE y¡cpaiHii poSis по створена» ефекгивних седекгивякх прсцесхв зв'Езувавкя каких неталав при очищрин! техногених: вод, вядобуванкя :з них ц1кнпх компонент ¿в та проД8с i в збагачення шверально! сировини, ¡цр ихстять золота

Автор aaxragte:

1. Результат досл!дження дхх фхзичкях га xíuí^bhx casropis " на сорбцав йошв золота та м!д: ¿нтагствиия та !кактиЕ0вани5ж кл1-тинакя хлорели.. • ' . ■

2. Екснеримгнтальк: дан!, одержан! при гк2ч&кн! впляву íoh-кого золота ка процес вирощування иптнн хлорели.

3. Дан! про зал&эаистъ сорбци йонкого золота хЕгаетвиак кл!тинами хлоре ли е:д фуккщонування генератор i в трзнсиеьйран-* ного потенщзлу на плаз;.st кчкi й избран:.

4. Модель ц11КЛ1чного рэгульсвакного продесу сорбд:i/десорб-цп йонного золота iнтактними ksíтинами хлорелл!

Апробация роботк. Ыатер1али дисертатйко; роботк aapo&sssi ка Всесоюзному сеьпкар! з електропозерхневкх явиц та «ембр-аннлх процес!в / йпв, 13SS J, II Бсессвзкому еижсгкузг: "Е:отехь-оло-ri4Ki та XÍMÍ4K1 методи .захксту навколкЕкьсгс гередовкзз" .•' Самарканд, 1SSS /, Наряд: з колоiдне: технолог:; тагеох!м:: бла-городних метал:Б / л;:is. 19S8 /, IV рэсяубл'кзнськхй конфаренц:: молодих вченкх та фахагхдхз микроб i слог iE / Тазкезт. 1SS9 /, VIII кснференц!i si споровкх рослкн Се ре дню: fesii ra Казахстану / Ташкент, 1989 /, VIII М:якародк!й нарад: "Бластквост! piдики у • малих - об' емах"" / Kkíb, 19ЯО/, 4-му Ml жгродног-у симпозиум: з прнзг-зо: xii.li: V,inCheiíí"3S / 1932 ).

За темов дксэртаци опубликовано три стагг: та трое тез.

Обсяг та структура роботк. Яисертащя вккладека на llS-z сторонках, машинописного тексту, м!стэть список лиератури is 101-го найменування, 3 таблиц! та 16 малснагв. Робота схлвдаетьса is вступу, п'ятп глав та висвовкхв.

ОБ' екти ТА 1ЕТОДЙ ДОСЛ1ДЖЕННЯ

У дакхй poSori дослхдяэнх сорбцхйнх власгивост! кллкк ьякроводоростей ( Chlorella vulgaris Beijer. , ига:,si УА-1-1 та А-10 ) та бактерхй ( Basilius cereиз B-43S8 ). Ео дороет i зирещу-вали у судиках об'емом до г СО ¡.иг. на генеральному поливному середовищх 04 ( Таубаез, Бурцев, 1S80 ) при перходичяому ocbít-леннх та продуванкi позхтря. Зактерх1 внрощували на рхдких по-аизних сэредовишдх, приготовление на основ i м'ясо-пептонного Сульйску.

Перед, досл!дом кл^ини е:ддхляли зхд поживного еередовипд за допомогою центрифугування та ресуспекдузали у невеликому oö'SMi сэредовища пенного складу. При дослхдженш сорбц!йких зластивостей mí крооргакismíe до клхтикнох суспенз i: вносили резчин солх золота а£о мхд: ( до к!нцэвох концентрацх* 30 х 100 MKÍ.L в1днов1дко ), деяний час бхомасу в i дд i ляли за

допомогою центрифугувакня або пропускания крхзъ ф!льтри, що за-тримувть клхтинк. К:льк2СТ£ гз'язанного бхомасою металу зизначали за рхзницею mí ж початковсю та галижозою кхлькхстю мэталу у сере-довгацх хнкубузання. Еизначенкя Au(III) таСи(П) в розчинi проводили спектроскопхчним методом з вккористакням п-димэтиламхно-бензип денредан i ну у вппадк/ зелота ( Sandeli, 1948, Еусев, Иванов, 1575 ) та д;гетплдп?2с.:сарса:,а7у натрхв у випадку мхдх ( Еабко та i ни., 1S6S ).

При шгхбхторксму акалхЗ! використовували хнпбхтори окис-лвзального фосфсриливання 2,4-дкк:трсфенол (ДНФ), пектахлорфенол (ID®) та дицяклсгексилкарбодг.хыхд (ДЩчД), хнпбхтор дкхального лакцклт клхтикп аз;;д натр i» ííial!3). Kpix; того, в експеркментах ВИИСРИСТОРУВЧТСЯ ад9Есгиктрк*ссф£т (&TS).

Мсдсфхкувгкня повг-рхнеЕогс заряду кликн зд1йснввали за долсмогою пезерхнево-ахтивких речевкн катхонного (цетилтркметил-амокхй брсмистий - цетаалон), анхенкого (дсдецилсульфат натр:к) га кехоногенного (тритон X-1DD) типу.

1нактивацхю клхтин проводили за допомогою шкубацп по-судини з клхтиннсю суспензии на зодякхй 6aHí при температурх 85-95°С на протяз1 10-15-ти хвилпн. Потхм ksítuhh за допомогою центрифугування вилучалк :з розчкну та ресуспекдузали у середо-

бинд певкого складу. У деяких випадках хнактизащк клхтик проводилась за допомогоа 1кг1б1тср1в метабол!зму ( у цих випадках умови хнактквацхх указав при наведена! вЦщовхдних даних ).

ЗИ1СТ РОЕОТЙ

Дослхдаекня сорбцхх Аи(1П) таСи(П) кд!ткна!д; м1крооргак1-зшв

Проведен! коло:днс-х!и!чнх та бхоххмхчн! дослхджгнкя сорб-ц!I золота та мш хз рсзчин!в лктактнкми та такгизованимк клх-тиками металоф!лъккх мхкроводоростей та бакяерхй дозволили вк-значити ряд важливих законсмхряостей:

1) хктактя! кл!ткни" мхкроврдоростей сорбуитъ указан! метали значно ефектлвниге, яхж хнактизован!; це обумовлеко тим, шр хктактнх кликни використоЕзвих м!крооргак!змхв виявилксь здат-нимк концентр/вати метали не тхльки за рахунок метабол!зм-неза-лежних фхзкко-ххм!чних взаемод!*, зле й у насл1док залежнох вхд метабол!зму сорбдхх;

Е) концентрування металхв !ктакткпми котиками може супровод-жуватися ол!годикзмхчеим ефектсм;

3) за вкзкаченких умов сорбц!я мвтал!в м!кробккмк шиткнами мо-же бути оборотихы процессы, тобто таким, ¡до здатек йти у зворот-ньому калрямку; цэй процес можливо регулвзати за допсмогою цхле-спрямовакнох д!х ка клхткнкий ыетзболхзм;

4) виявлений ефэкг звфхксозано як при використанкх багсгерхй (прокархоти), так х при впкористанн! зелених мхкрсводоростей (еукархоти).

Указан! заксномхркостх ке в у»! версалънимк: бхльяасть про-тестованих музейнкх та диких шгамхв бактерхй та мхкроводорсстей в1дрхзкялись повною хкдиферэнтк!ста до йонкого золота ! тхльки деяк! мали здатнхсть сорбувати йоге. Анал!з реакцхй на метали КЛ1ТИН самэ таких мэталофхльккх ¡птамхв мхстяться у наступних роздхлах.

Двх важливх властквостх характеризуют!; дослхдженнх бхосор-бентхк висока сорбд!йна емкхсть, то сягае для золота та мхд;

значеннь 80-250 иг/т. га велика швидк1сть процесу. Як св1дчать дат, приведен! на тл.1, процес сорбцп обох метал is штагсгними

Час, хв.

¡¿ал. 1. йгкетика сорбцн Au( III). (2,3,5,6) та Cu(ll) (1,4) клтшами Chlorella vulgaris Beijer. УА-1-1 (1, 2,4,5) ra Bacillus cere-us JÍ-436S (3.Ö): l-3- .ih-тактя! клотики; 4-6 - шак-тивован! критики. Концентрат я~KsiTHK: 7Z (1,3),-40 (2), 32 (4) та 117 мкг/гЛЛ (5.G). Середсвищэ: 04(1-4). 1 СмМ NaCl (5), ЮмМ. NaCl, 0,ltól¿ д1К1трсфенол (8). Г — величина сорбД!i, wir металу / г кл!тин.

rwii ajulcwvl/l li^cu*..! лчпч 11wx3í1 i u 11u oca ^u í'l. ilj'/j oral

Hi en i bb i дкспзекня }лэтал/010л5аса як у Схлыну, так i у мекшу сторону час досягкення р1вноважяого стану практично не bmí-нветься. Ка п!дстаз1 цкх результата були вибранг умов;; прове-дення подалыжх експэриыент1в. ГЬр:Б*;янкя сорбтйнкх характеристик iHraKTHTCc та iкактизоваких клхтик См. Vulgar i s~дозволяв "впез-нитися у тому, гр OCT3KHÍ здатн: ссрСувгтл значко меныцу к!льк1сть золота та ы1Д1. ÍI-cícho аналогична картина заф!ксозана нами i при вязченк1 К1нетпчних характеристик сорбцхйного проце-су, коли роль бюсорбекта гралп бактэр! i Bacillus се reus (sr. В-4368) (ыалЛ).

1нпим валлив:»? параметром е кояцеьтрзц! i гззгмод¿этих ком-понентíb. Для шактиЕоззккх клтгн при а нетленна ix вмхсту у середовипц величина Г ( кзльклоть ьяталу, зз'язанного один идеи ваги CiowBCH ) шла тендекцхв до зб^лыкнкя (мал. 2). Де зрозумхло, оск1льки при nociiftHiñ концектраци золота та змеккешп концентрат i клики вагсве сп1вв1двсшекня метал/5 i ошса зроотае. В той'же час для ютактякх kjítkh спостерагалась галежк^сть, up písko

г

120

0 20 --SO dO -

Яонце нтрац! я ■ кл i тик, мкг/ггл.

Мал. 2. ЗалежкЮть величина сорбц!i (Г) Au(III) (l.S) та Си( II) (2,4) клейкам;: Chlorella vulgaris Beijer. УА-1-i вхд концентрат! кдхтик у середовгац:'. 1,2--1ктактн1 клхтинй; 3,4 -iнактивованi клхтини. Се-редоггаце: 04.

60

вхдрхзнялась в!д попередньс;: вока мала екстреглалъкпй вигляд з максимумом у зузькс^у дхаяазсш спхзвхдксЕекь ¡.;етал/бюмаса. 3 тдавдэнняы концеятрацхт клхткн у середсЕ:щ1 ( при ясстхйк1й концентрат i золота ) змэяпйнкя величина Г, очевидно, було пов'явако is змекшенням зазначекнсго.с п i зв;дношеккя. За кмзьких концентраций клетки змениеняя величина Г, яапевке, мало. iHini причини. Суттева р!зниця ;<;:ж сорбцхйкои акткзнютс хнтзктних та ¿нактиво-ваних водоростей ясно указуе на важлнву роль у цьому нрсдас!

взаемодп

сбумовлеккх «етаболхг^ол. Але сильний оклсяик Au(III)

та блокатор -ряду фермент is Cu(Ii) не ;.гожуть створнва?:; сприятливх умози для перебхгу таких гзаексдхй. При змекиекк: концентрат i кл:т;га токсичкий вплив йся!В Cu(:J) та Au(III) безуивв-но буде посилюваткся. Таким чином фхзюяогхчна активность клхткк пригнхчиеться г, молшяво, саме тсьу ¡ж спостер!гали зккжеккя сорб-yitooi акт изноет х бхсссрбента. Eg раз шдкреслико, ¡по поведхкка КЛ1ТШ хлорелл духе схсяа на яозедхкку 5актер1й ( ksj. 3), а кр;т-Bi, ер вхдебралввть сорбцхв Äu(III) та Си;II), зовк! адекватнх (мал. 2).

Те, пр Аи(Ш) та Си(И) е lHTiöiTcpais; штаболхзму водоростей, шдтвердяено спещ альними експерймектзьм. Детальке дослхд-ження впишу Au(III) ка рхст та розвиток кл!тия Ch. vulgaris вк-. явило таку картину.

Шдвищення кхльксстз металу в середсзяпц росту при постхйн:й ввличинх aaciBKoi дозк клтш приводило до упозхльнекня росту клиин при яизьких вагових сшввхднсеэянях метал/бюмаса та пов-

Г

Нал. 3. Залежшсть величиям сорбцхI Аи(III) 1нтактними 1 кл!тинзми ВасШиз сеге-из В-4358 Ыд конце нтращ! клхтин у середовипи. Сере-довИшЭ: 5м1£ трис-НС1,

1в 14

12 Ю 8

Э

рЛ * , и.

л

2

о

о

50

100 150 200 250

Еояцектрафя кл1тик, мкг/ил.

ного вридувення росту та гнакгивац!! клхтик при гндгкщэнк! цього сп1зз1дкоигензя до 0,7-1,0. На шдстаз! отриманих даних було зиб-раво дзапазоз сшввздногень золота та клхтик, при яких проводя-лися подальв! експэркменти. Щ сп1вв1дн0а;енкя в!дпов!дали умов! збереяення кахтивами яиттездатяост! при частксвому знижених •' тенсивност1 IX росту, пр сз1дчило про наявнгсть взаемод!! кл1ткн 13 золотом, При цьому помечено, пр за пезних умов у доел ¿днях пробах з'авляеться золото у колохдному стал!. СП13Е!дясшуючи наш! результата з даними, одержанный ракш® ( Озчареяко тз !яа , 1985 ), южна зхдзначити, яр щэ одною зажлизов особливютю по-водаенвя клтпш у якхст! сорбенту е а гдатк!сть переводит;: акумульозанзг Яонв мэталгз у колотдний стая а лодалыпим вид1-ленням Бксокодиспе рсаих частинск 5гетал1в або !х с по лук на поверх-н!. Таим чином формугться бхокосн! атрзгагп, нзсл1дкоы чого е бхлыа висок! показники еорбцхйнох емкоет! б10Г0р-5ент1з. Як показали ваш дослхдження, утзорення дисперсно! фази не завжди !де за участю ютактних кл!тин. ВгдноЕлаяня золота до элементного стану з подалышш утвореншш чзстлнок колохдного золоту зхдбу-ваеться шсля ввесеявя Аи(III) у суспенз!ю терьхннактивованих ■ кл1тив ( !Штини шсда термо1нактнвуваяня залившись у тому * середовипц ). при цьому хнтенсившеть колохдоутворення була вищэ, н!ж у првсутност1 хятактяжс КЛ1ТИН.

На шдстав! аналопчних експеришятдв були вибран: отлови проведвння водальвих дослхджень сорбцп Си(П) кл!тинами хлорелл.

Ваявнютъ двох компонент сорбцхйнсго процесу - пасивного

ф1эико-х1шчного зв'яэування та метабол1зы-залежного накопи-чення - визначила два напрямки дослгдяэння механизм!в концентру-вання метал!в метало&льними м 1 кроорган 1 змамк.

НаявнЮт» на клгтиншй поверхш труп, ¡цз маять заряд, вкзна-чае характер л взаемодп з йенами. Роль йон-електростаткчних взае-модай у бюсорбдгйкоиу процесс ки вивчали, використовуичи ряд п!дход1В, спрямованих на э'шяу знаку та величина поверхневого заряду 5штия.

Для гшшх ступен» дисощацП функцюнальяих поверхве-вкх груп була вжорпстака зьпна рН кавколишнього сере до-вица. При цьоку одержан! нестандартна результата. Заяежн1сть сорбцн Аи(Ш) В1Д рН для хнтактккх та Iнактизованих клхтин хлорели виявклась прямо протилэжнею (мал.4). Оскхльки з шдвищэн-

Мал. 4. рн-залежк!сть вели-чини сорбцн (Г) Au(III)

(Л О Л n„cu\ Со с\

J. , о, -±, <-V lo (.i.,0/

кл1тиквми Chlorella vulga-. ris Beijer. УА-1-1 (1,2,4, 5) та Bacillus c.ereus Б-4368 (3,6)l i~3 — iktsktki kjii— тлнк; — iнактивованi rwiTiiKiL Ьскцектратя клi ~

^o ( Л о X \ Ott / C\ Mifiüs i, v/ , üu w«-»/ lo

40 мкг/мл (3,5). Середови-

Г\А (Л О Л К,.Ii

шрш \ i , А., *±, и) , UttLX. i. pJiU

w.—1 ^ Q / О ¿^

llt'i, I , i-1 V *

ням рН середовища лозэрхня кл^ткнк весе усе бхльш негатквкий заряд, . а Аи(1П) з уьазах експернменту ¿находиться у сере довили перезажга у зкглядх анхонних комплекс( Бусев, 1ваноа, 1973, Нечаев, Звонарьов, 1983 ), можна о'-акуватп зянж&нкя вели-'чини сорбцп хз зб1лызенкям рН середовища. Такий результат 1 був отриыан для 1нактявовашЕс кл1тин. Для ¿нгактних клиин максимальна величина эв'язування золота вхдповздае д1апазону значень рН 8-9, а пот хм сорбЦ1Я яадае як при знетекнь так 1 при П1дви-щэша рЕ Залежнасть сорбщ I Си(П) кл1 тинами В1Д рН для ! яг акт-

них ключи! була аналогичной галежкосп для iнакгивованих клхтин. 561львення велячини ссрбцп з ростом pH вхдповхдаг тому, ¡до :,пдь знаходиться у розчкк: в основному у форм: глт i сну. Одкак а в цьому випадку iктактнi клхтини сорбувть метал значно хнтексивн!-25.

Дх результата дсзеоляеть лрипустити, ко електростатичнх взаемодхх йон!в метал!з з ххмхчними трупами клхтинкох яоверхнх не в основными при сорбц!; золота та м!д! i нтактниьвх кл:тиками. В той' час так! взаемодх! дсспть внрзяэнх, про n¡p св!дчать результзти експерпмент!Е по ссрбцп них метал!в котиками з мсдвд!коваксв псверхнек (габлиця 1). У ход: модпф^кац!i клхтини ичкубувади у середевицах з ясЕерхкево-активними речовинами, кр 3-Viнввть заряд клзткнко: яоверхнх, лзеля чего проводилсся Б!дмп-вакня клхтин. Таким чином, smíks величины заряду позерхнх кл!тпнп досягалася при псст!йкому вначекнх pH середовица, у яком;.' вхдбувздася взаемодхя клхтин в металамп.

Як 1нтакхзп, так х хнактивеван! юитини, кодиф1кован1 анюн-нкм детергенте,'.! додециясульфатом натрхю, сорбували мешу к:льг.1сть III), кхж, кемодифхковзк! кликни. Модиф!кувзнкя кл!-ткн катхекнпм детергентом цетавлоком приводило до зверотньего ефекту. Обробка ksítkh ке!оногенним детергентом тритоном 1-100 ке вм!нювзла величину сорбц!! для !нактивсваних кл!ткн, а для !ктаетнях кл!тин приводила до и змэныленкя. Негарядхекнх мс-лекули тритону л-100 не здаткх до прямого впливу на заряд клхтп-heoï поверхн!. Одкак, треба враховуватп, sp детергектп здатк! зСхлылуватк проникнуть кл!тикних мембран, ¡до приводить до поручения ходу метаболхчких процес!в { Helenius, S хдапз, 1978 ).

Реакц! ; ка Gu(IÍ) ksítkh, поверхкя яккх модифхкована ПАРами, цхлком передбачён!: додецидсульфат стимулзсе зв'язуваккя Cu(II), а цегавлен йому перезкодяае.

Таким чином, иояка зребнти .висновок про те, ир електростатичнх взаемодН ххмхчних труп iuuthhhgï поверхн! в йенами Au(IIÎ) таСи(П) е одной iз складових, bí$iobí дальних за сорбц!в цих йен i в хнтактними клхтинаки. При цьому вирхшальну роль, калевке, граюгь взаемодн, обумовленш кл!тинним метабол!змем.

Анал1а данкх з рН-залежност! дозволив звернути увагу на одну валливу обставику. Максимум сорбц! ï Au(III) хнтактннми кл1-

1 п

-L.U.

Ел лив ПА? ка сор&щю Au(Ill) га Cut II) kjii тинами Chlorella vulgaris ßeijer. УА-1-1.

Tjr-s TTTff f ТТ1ГТ r*-| r\Ar v ,\/n ¿Зс«ШШГ1.ХЮ ьи^ицх X t hd MöTcLZiyV Г КДIтик

Реагент КОНЦЭКТроЦ! Я ТТЛ U *=> ДЛХ f /а IKTактHi КЛ1 TJIKil хНЗКТИТ гС-Л 1 0BSK: ИНН

Tritimr rr i ¿.'i-ii. \-/n ДС/ДсЦКЛ" Детз.- i pIITl'Ti "Т'-ЧТТ'.. тт-т tr«

Je 1 (JU сульфат- KSTpi Ю влон A~ 2 L':J «-»'г iTt m^i (ti 'w j »'UJLJC* J- КЗТр 1 ю влон

Тетрахло- CP. CA СР. 1_'<J 1? Л X ' ^ J. /

pOSypST^

¿UMKi.l Ч Г« о rin t i •1 r? J. 1 35

Хлсрзд - 95 95 96 Л nX » X f X /

ьпда,

Л С.Г,Х,-.ЛК 10 90 Л ПС X Jü u«C о.< £Q 17

.3 Л rv i u cn U'3 Л < *? X i. ( CO 23 1U 19

- 2 10 ОС üu Л О* X ¿,1 53 OP. КС 16

тинами ¡^находиться у тому интервалi pH, де kjütkhj: хлорели мають максимальна значения трансмэмбранного потеши злу (ТИ) на плаз-катичн^й мембрана. ( Кс;гй»г, Tamer, 1976 ). Аналогично цьому, ефекгквнють кл!тин Bacillus сегеиз у процесах кондентрування Au(III) зростаг у лужшй обдает i (мал. 4), де спсстерггаеться i максимальна величина ТП при pH 8-9 ( Гракюс, 1985 ).

Пэява ТП нов'язака з роботов електрогенних кл!тиннкх фермен-TiB-HacociB, а визволення екергi;, кео6х1дко: для переносу кап-

OHiB у позаклнинний розчин, вубуваеться внасл1док окис- . но-в1дновних реакций ( ярд дихгян!, фотосинтез! ), або при riflpojiai MaKpoepri4Kiix сполук ( наприклад, аденозинтрифос-фату - АТФ ) ( Mitchel, 1966 ). Формування ТП призводить до зш-ни електроповерхневих властивостей щптин ( Dukhin et з1., 1991 ), щр може суттево вшшнутк на ix взагмодно з йонаш металiв. Отже, можна припустити, щр сорбшя Au( III) Штактними кл1Т1шами хлорели залежкть В1Д наявкостг та величин» ТП ка плаз-матичн1й мэмбраш. 3 цим узгоджуеться знпження сорбцп внасл1док дадиф!кування клтш не^оногенним детергентом тритоном Х-1.00, оск1льки BiH збШ^шуе проникнуть плазматичко! мембрани, що мае призводити до зменьшення трансмембранного потенщалу.

На користь цього пркпущення св учили i результат дослужена впливу на сорбцпо йонно! с или розчпну. Яонка сила при цьому сгворввалася двома способами: внесениям у середовище ,\'аС1 або KCl. Вплкв ÄOHiE Na+ та К виявквся разним (мал. 5): при однакових

> JJo TT С ТГ>»Т ПТ1ГЧ rlr/-» ТГТТГ\ ПГ' УГГГ

j и. хш-хло ни л пи .ь иуьш?

;середоввда на величину СОрбЦ1 X Al)( III) KJUTKKSwI*

Chlorella vulgaris Beijer. УА-1-1: 1 - MaCl, 2 - KCl, !3 - NaF, 4 - KF. Концент-; рй.Ц1Я кл i тик 56 мкг/мл. Се-I редовищэ: 0-4. ! •

концентратах йон1е у середовипй величина сорбцп зменьшувалася значно силъшше в присутнсст! YC.. Але саме К* а не Na+, £ потек-цхалформушим йоном для хлорелл ( Trcjrballa, 19SQ" ) i зб1льшенкя його концентрат: у середовипу повинно приводите до значно б1льш виразного зменьшення ТП.

Пзницю у BiumBi на процес сорбцп золога(Ш) кланами хлорели було виявлено i для анхсшв. Яони F значно силькипе зменыпувалк величину сорбцп, Kiis йони С1" (мал.5, крин 3,4).

i « о ........мм,,.........,-..... ,,,.„■................

о го ¿о ас &о 1со Концентрация солей, мМ.

Але якщр аа Д1€Ю на подв1йний електричний шар С1~та F блязьк!, то за впливом ка клптинний метабол:зм бонн рхзко в!др!зняються: С1" е несб:п дним i найбхлыл розповсвдленним анзоном платинного ( та позаклiтинного ) середозиия, у той час як фторидк - еильн! - бюлппчн! струги. Анаони фтора анпбуззгь рхзнз бюлопчт про-цеси, у тому числ! i пов'язанз з генерацией TIL

Таким чином, результата фзгпко-ххмзчнох модифзкацх! клатин-HOi поверхн! та умов середовишэ- дозволявть припустит*:, ар крзм пасивно: сороцзi вздбувайться кокцентрувакня металгв за MexaHis-мом, залежним в: д енергеткчнсго метаболизму живох клхтини. Результати дослав, ар непрямо свхдчать про залгажнзсть процесу концэнтрування золота вхд каявностг "Л на ллазматичнпх мембранах кл1тин, послулмли основою для бi лье детального дослхджэккя цхб í залэжостъ Оскалькк пряма експеримекгальна перэвхрка тало! за-леаногт! кеможлива, ми внбрали шлях i кг i б ¿торного анализу, який дозволяе вибхрково блокувати конкретну метабол!чну реакщи та рееструвати ловедхнку м!кроорган1зм!в по вхднонеякю до металу.

Вплив процасав клхтинного м&-таболх эму, зв' яззннкх з гекера-цхеа тракеыембранкого потенциалу, на сорбцхю Au(III) кабинами хлорелл

У теперлвнзй час вздох® кллька тип 5 фермектативних систем, функцхокувакня якмх забегпечуе пэяву храксмембракного пстенщалу ( Гр1кюс, 1986, Скулачьов, 1989 ). НайбхльЕ добре вивчекк! з юпс сккслкгвалько-БхдноЕЛшчй ланцюги ( фотосинтеткчний та дкхальний ) та мембранна ATíasa.

У залежост i вхд умов АТгвза катал!зуе гхдролхз або синтез одно: з найб1льи унхвереальних макроергхчнкх сполук клхткни -аденозштрифосфату. АТЗага, кр моститься у клхткннхй мембрана, пов'язуе пдрол!з АТФ з переносом йошв крхзь мембрану, шдаляя таким чином продукта реакцп у простор!. Перенос йонхв е електро-генним, тобто зд1йсшзетъся прети градхенту електроххшчного потенциалу. В результат! аа наявшетю достатЕьох кхльксстх енерге-тичних ресурсiв ( АТФ ) на мембран! з'являеться разниця потенциал !в 61ЛЯ 0,2 Б, яка постхйно пхдтримуеться. Порушити цэй стан

шжливо трьома способами: илпбуваяшш роботи АТОСази, блокуван-ням яадходяйння АТФ та порушенкяи цроникност1 «гембрани для йок!в. Саш m способи Сули використаЙ! нами при зпаusннi концентруван-яя золота kjií тинами хлорал::- Проакал^зуемо одержан i результата Одним з найбиая селективних та вкроко аживаких íh-rlöiTopiB ызмбранниг АГЕзз е Д1 циклогексклкарбо д i i Mi д ( Ску-лачов, 1989 ). Внесения до середсветз д1цкклогексилкзр6од11М1ДУ ( ДЦКД ) приводило до пригначэння сорбц-»; зслотаОП) :нтактними кмтпнами хлоре ли. Ефекг i кпбувакня роботи АТФэзи п;д д:ев ДЦКД з'являеться та пссилсеться до максимального значения у д:апагон1 концентраций ДЦКД у сэрэдозиац 1-1D «кУ; подальке л^вмцення кон-дектрац1 ï ДЦКД у середовиви не приводить до зьпкк ступени виражекня е&экту ( Saliez, 1884. Beavis. Garlic:, ÎSSS ). Сама y цьому концентрац!йко;.г.' д1апазон1 спостер:гався зплиз ДЦКД на еорбШв (-мал.б).

Г

ICO

so ¿o

¿o 20

\

l'3JL 5. Залеэопсть se личики copSijii Au(III) кл:тинами Chlorella vulgaris Bsijer. УА-1-1 31Д концентра^i дг-циклсге;ссклкар6од-1 й-пду у середозns.i. Кокцэктрахпя кл;?ик 48 мкг/мл. Csредовит?: 04.

■h с.и

До зменьшення ведкики сорбцп приводило таксж внесения у середовкше пентахлсрфеколу - п^сгспофсркогс роз'едкувача окисл»-вапьного фосфэрялхшакня ( мал. 7). 15зстонофори тдвишуть проникнуть мембраки для npcTOHiB та деякях 1ззих кат:он-хЗ, що при- ■ водить до аменьшенна TÍI ( Доберман, Топали, 1958, Ыаркгн та 1нш. , 1969 ). 1нг1буванЕЯ сорбц!гспосгер1галося при Tifi концентрацп протонофору, при ЯК1Я BiH лроявляе здатн^сть суттево вплизатк нз ярошвшсть гаатишшх мембран С Ягуаанський та iH¡n., 1973 ). У щи досадах вкявяеко цз одну суттгву обставкну: якпр

Шл. 7. Шкетика сорбщ i/де-ссрбц:! Au(III) истинами Chlorella vulgaris Beijer. А-10. Kpaai одержан! на па-ралельних ксм!рках. Кондент-раЦ!Я KJSiTKH 60 ЫКГ/МЛ. ,. i - внесения пеятахлорфенолу у • середовишэ до кхицево! кокдектрад!i l мМ. Середови-трис-ИСЗ,.' pH 7,5.

Час,

через деякий час nieля початку взагхюдп кл!тин з золотом ввести у середовиз^э пентахлорфенол С ПХФ), "о спостер!гаггься дессрб-Щя золота (кал. 7). .При цьоыу cryniat Еиражгнкя цього ефекгу зале жить ву часу внесения ПХФ чим niBHiae вноситься iHriöiTop, тим манта к!льк!сть золота(Ш) говэртаеться у серэдоЕИщг. Це св!дчить про наявн!сть двох фаз ссрбд!: Auf III) KSinma-ми - оборотно! та кесбороткоз. В!дмхткмо, щр аналогхчкий характер впливу iHriöiropiB було заф1ксовано pasiEe при досл1джанн1 copöuii Au(III) кл!тинами Bacillus cereus С Ульберг га !нш., 1990 ).

Таким чином, у В1ДП0В1Днсст1 з какими досл!дами, як блоку-вання робсти АТФази плаз матично! мэмбрани, так i компенеащя наслхдку ! i роботи ( перерозподи протонов ) приводило до знижен-ня величины сорбцп. Це дозволяе врипустити, щр функцюнування АТФази плаз матично! мембрана е нео0х1днсю уыовоа прояву -нтакгг-ними 1Ш тинами хлоре ли шдвиценда! сорбц!йно1 активност! по в1дношшш до золота( III) у порхвкякц! з ¿кактивоваяими клхтинами. Шрев1рка цього припуцеаяя проводилася у ходх дослхдження взаемозв'язку роботи АТФази плаз матично! цембрани та сорбцп золота( III) хнтактккмк Kaiтикам« хлоре ли.

функцюнування АТОвэи, гов'язане з пдрсиазоы АТФ, мождиве за наявшетю останнього. АТФ доне надходити у кл!тину зовн! або синтезуватися усередвн! юйтинн.

Вищ? вжв приводимся дав! про пригшчення здатвоси клиин хлорели зв'язувати Au(III) у присутностх фторид!в (нал. 5). Але

йот фтору ипчбуэть процеси гдшингу, одним з продуктов я кого 8 АТФ ( Лэншджер, 1976 ).

Одной з внутр 1 пньокл 1 тинних систем синтезу АТФ е АТФази ( АТФ-синтази ), рсзмгщет у мембранах хлоропласт!в. Шо5х1днз для перебегу синтезу екерпя створюеться у результат! роботи елек-тронтранспортних ланцюгоз, щр знаходяться там же. Фуккш снування електронтранспортних ланципв зд^йснюгться за рахунск енергп фотосинтетичних реакфй, тобто при осв1тленн! клтш.

Сорбц: я Аи(Ш) 1нтакгкимк кл!тинами хлоре ли зиявилась за-лежною в1д освхтлення, причому ефакт затемнения частково компен-сувався йнесенням у середовице АТФ (мал.8). У той же- час впллв

хчзл.

I Т Т 1 \ • !!"<**»/»»пттт»»

' пи\, 1 х I } 1п1 агьх пывил г-

1^ ^ уи!ЦоПЗ

, УА-1-1: 1 ~ ссв!т~

О О — ^ птл| •

спл/з, # V-» оо1С^и:<:лпп1

{ - дод^ко АТФ до К1Кцэео: I концэктрзц! I 1 г/М Кскцеят-

I гчч тт Ч /-г I»»; 1*1 тт Г'О » / \ в ("".,л _

| у СкЦ! п Г«-и 1 X Г1X1 I к, КГьХ / Кии.

; тто т->т»чтт/- • Г\Л

! дисиа^Г. и/*»«

хв.

осветления на сорбщп Аи(Ш) гяактизовакими кл!тиками хлорели був З1дсутя1м (мал. 3).

г !

ко 1

60 1

80 I и £ 1

40 1- : 1 "

20 | -

1 -

0

с

О

.....<*«..........О., о

...... а-

2С

Час, хв.

>£27* о

освхтлеккя кз

| Т т п

1 и уиЦх ли\, и 1; г-»и«.яаш|

I

; ^11104 7110 V их ХО

| А-10: х ~ хкшсткеобзл 1 кл 1 I ткни; 2,3 - 1нтактн1 кл!ти-¡' ни; 4 - затемнения; £ - ос-| в-, тлеккя. Концентрат я ! кл1ткн 70 (1,2) та 50 (3)

| ютУыл. Середовкдз: "¿,грис-НС1, рН 7,6.

}<ш<

iHTiöittop едекгронтракспортнях ланцвпв аз яд натр i и С Miki et al.. 1969, Гельман и др., 1972 ) чинив на сорбща вплиз, под1бний до затемнения, лричому i у цьому- вкладку внесения АТФ приводило до шдвщзнкя величина сорбцп (мал. 10).

10 20 30

Час, хв.

}&л. 10. 1кг1буваякя та активам я copóuii Au(IIl) Ш-тактними кл!т:шами Chlorella .vulgaris Бе i j er. А-10. Указан! концентратí речо-вин ni с ля внесения ix до kjiíthhko: eycnensi:. Кон-центрац!я ¡uítkh öS мкг/мл. Сере довита: 10 мМ. трис-НС1, ' pH 7,75.

Таким чином, мохна зрсбитк ехсковок про те, пр наявк!сть ATO у KaiTKHi е фактором, ар сгинули? ссрбщк Au(III) котиками, а роль АТСази, розмйценсх у мембран! хлоропласту, суттева Пльки при вхдсутнсст! АТФ у поз акл i тникому середсвида або у тому ви-падку, коли ATO ке межа крониккути У клгхину. Необх!дн!сть про-никнення АТФ у км ткну для сткмудкЕання сорбц-л Au(III) п!дтвер-диуеться такими даникк: у лриеуткост! карбоксиаграктилату, який iHTiSyxe меьйранкий тракслокатор куклзохидфссфгпь i в!дпсз!дав-чй: пронккнеяня АТФ у кмтину ), ке вдаеться за допомо-гоа внесения АТФ у еередовкЕЭ псенхсте е!дновити еорбцио А'а(1П) кл iтинами, вопередньо ойрсоленними азидом натр:е.

Оснсеку роль АТЗази плазматкчкс i ме ¡»-сраки при зпяЕленя! 1нтактнши юцтинаш шдездэко: ссрбц^йнс: активкосп пздтверд-жують TaKi факт к: як ДВДД, так i пентахлорфекол пригШ чуваш сорбцию таким чиной, ар~п немодливо було 31днсвити; внесения АТФ у середовищв не давало ефекту.

Таким чином, OTpnuaHi результат дозволили зрефити вясновок про зв'язок ui ж. процеезми Г1Дрол-;зу АТФ при робот! АТФази плаз матично! мембрани та сорбци Аи(Ш) !нтактнями кл-.тинапи хлоре ли.

Маеться на убзз1 сорбцзя, залежна взд ¡хитинного метаболизму, наявнгсть яко| приводить до значного переведения величияи сорб-Uii для i нт акт них клзтин у nopiBHHHHi з знактивованими.

Г2Дрол1з ATO пов'язанкй з перекосом ионiа крхзь мембрану проти електрох!м!чного градиенту. Як правило, тракспортувться "ф1зюлог1чн1" кат i они - натрзю, кальщю, кал i и, магнию. Золото належить до елеменпз, участь яккх у 5юх1м1чних процесах не зафхкссвано. Прете в екстремальних умовах зскуе можливзсть переносу ítehlb, sp не належать до фзззолопчних. У той же час екс-перикенталькi данi, hkí mii маемо, дозволяють пркпуститк, яр у процес i .сорбци не вубузаеться прскикнення йоя!в Au(III) у клз-тину.

На користь цього свздчкть те, кр з аналогiчних экспериментах s коло i дня?.; золотом були виязлен! тз ж закономзркостз, що i для йоннсго золота ( Еарааупка та íksl , 1SS9 ). Але часткнки коло одного золота, як1 мавгь значний posMip ( близько 20-ти ям. ), можуть прсникяути крззь мембрану у цитоплазму ( без поручения проникност! мембрани j т!лъки за механизмом п!ноцитозу ( Кзуэ, Parras, 1952 ), а це набагаго б!льа повзльний процес у nopiB-няннх зз сорбщезо, яку ми спостер!гаемо. RpiM цього, за допомогов електрокко: MücpocKoni i нами не виязлено золота усереденз клзткк пЮля с-орбЩ: ними йон!в золота(Ш).

На пздстаз! приведения вшцэ даних процес сорбцз! Au(III) i нтактккми кл:тинами можка укзити таким чином. У результат! функщонузання АТФазк плазматично! мембранк на мембран! з'авляеться ТП, шр приводить ке т!льки до змзнк величиях* яоверхнезого потекщалу, зле i до перерозпод!лу його по поверхнз: якщо в ц!лому при рН середовкззд, близьких до нейтральнее, поверхня несе негативней заряд, то Alisas, яка прзцюе як насос, вр викачуе катiони, значно модиф!куе д!лянки поверхнь Це створке умови для оборотньоi електростатичноi локалззащ! йс-híb золота ( актина форма ), а необоротне зв'язування металу вздбуваетьея при подальшй взаеыодзз з ¡штинною стзкков або мембраною за механизмами незалэжко! Н1Д м9табол1зму сорбцзл. Про по в i ль не кеоборотне зв'язуваяня золота евздчать наведен! ранхше экспериментальна дан! (кал. 7).

Иехан!зм пов'язування ферментативних процесзв, шр приводить

до генерацн TU на плазматичнай мембран!, га локал!заЩ: йонхв Au(III) на позерхнх мембранк, нотребуе псдалызого дослхдяення. Цроте одержанкх данкх. достатньо для того, щрб запропонувати способа упраздняя процесом вилучэння йончв Au(III) is роачитв за допомогою i нтактнкх клшхн хлорели.

- -Управл1ння сорбщею йояного золота(Щ) гнтактнкмк кдиинами

хлорели

Одержан! экспериментальна дан i дозволяясь нам говсркти про дв! групи факторов, ар' впливаетъ на сорбфйЕКй процес - ф!зкчних та ximi4hík. Банежнють реакц! i khítjíh хдорелк на золото В1Д освгтлення (мал. 8) можна використати для упрзвл1ння процессы кснцэнтрувавня металу. При пор^внянт кривих 2 та 3 (мал. 3), ми ¡де раз переконуеисся, шр при ссв1тлеки1 в^дбуваеться 1нхенсквне ' вклучекня Au(III) зз розчину, тод! яку тамряз! ревень акумуля-Wï майже у чотири раза нихчий, ягл для ccbítískkx клхтик. У темряз! íktskthí кликни хлоре ли (мал. 9, крива 2) акумулкжзть золото приблизно в такою ж ефективкютю., як i термстактивоваш кл1т:ши. Для останн!х евхтло зжэ не грае рол* (мал. S, крива 1), але якщр ocbítjíte резчик. яккй мгетить íktsktki клхтккк та йоне Au(III), то почкнаеться хнтексивна сорбцхк золота клх тинами. У той же час якщр клшши nomswmi у темряву, вони но Т1льки втрачавтг здаткзеть вв'язуватл метал, але й яовертавть у серэдо-Bíiiue частику paKiaie ав'язанногс, тсд1 як пезтерке оев1Икквя клетки знову стимулве ïx до акумулящй

Cbîîsc мозйна в i двести до ф^вкчних факторов. Okpím цього мае секс зидалнтк груву х1мгчкк;: факторов, до як;::: ый в:дносимо речовики, здатн1 етимулювати або пригшчузатп прсцес акумулящ ï методу. Про так! речевини моза йила виде i sei вопи е модификаторами метаСолхчккх процеехв. При цьому речовики, ир перущуюгь пронпкнхеть плаз матично: мембраки, блокувтъ синтез AT S а5о лри-гкхчгйть роботу гекерагор!е ТП £ хнгiбiторами взаемодн i,íi кробних кл1тин з Au(IIÍ). 1з активаторi в для водоростей поки щр зхдомо тхльки АТФ, до того ж i BiH е стимулятором лике за пезки:: умов.

Еищэ вхдзначалося, ¡до АТФ южо коыпансуватк еплиз азиду.

Завдяки цьому комб!наци додаваннь розчшнв азиду та АТФ у суспен-31D кл1тин хлоре ли а Аи(Ш) дозволили одержат-.! картину, пр В1д-гов1дае щхзцесу сорбц!1/десорбц11 (мал.10): золотс(III) сорбува-лося Oiouacon водоростей, додаззння азхзду приводило до десорбцх í, а внесения АТФ в1ДНовлгвалс сорбцш. На вхдкпну в:д азиду натрт 1нг1буюча д1я ДЦКД не юже бути компенсованз, тому використання його у hkíctí агенту, що елгаое золото, не в^дпов:даг Ц1Л!. Очевидно, шр для того, щрби повинти вилучитк золото ia середов-ипр, а поим noBHicxD десорбувати його, несбххдно вибратп час до-давання модификатора; за невеликий час контакту штал буде с кон-цент ровано не noBHícro, а за зкачкий час иетал буде' гв'язано яеоборотно.

Якда яитримувати ц! уиови та модиф^кувати саму процедуру ( поперешнне витршувзлня -активних юптин у резчиках тетрмслс-роаурату-, з АТФ та аз1дом hatpic, ахддхлення е!д середовкща за допомогою короткочасового центрифутуванкя ), цикли сорбц:i/дессрб-цп можна повторювати багаторазово, причоку шеля перюду спокос у середсвищ росту kjjíт.чни зберггагть здзтшоть як сорбувати, так i десорбувати Аи(Ш) (ил. 11). Наведен! дат !л;острують принципову шхлиз1сть багаторазовего використання йс;зих кл!тин у aKiCTi б^осорбенту для золота.

с

А

г

,6

О

С

1 Í-1 тт -1 гг / тт,- íl.^nAfr» ÍJ

+ , Uu^Ui.SA/1/ ДС1-иРиЦ1Л

Auf III) Í КТ£К?Н1-ШИ KJÍТ1ШЗ'

Chlorelia vulgaris Bei-

jCi , л ¿.Ui.1 ¿.HCl»! tíU^V.-ilJUl

У CSpSJwB 1*1ц9, MiCT'lIJIOl

О 1-*.

о

и «____

6С 100 160

Час, хв.

—<•-

2 СО 260

а-гл f\ЛГ \ .

^ibl— J,

• - без дедаваннь ( пркпи-кення експерииэнту ). Концентрата клшт 2S0 ккг/ил. Саредсвгазэ: 04. С - кояцэнграц:я Au(III) у середовищ!, satr / мл.

В К С Н О Б К И

1. У результатх проведения доеладхень вивчен! ссновна коло-¿дно-Х1М1чн1 та 5ioxiMi4Hi законом!pHocTi сорбц!! Au(III) та Cu(II) иеталофхльними штамами мхкроводоростей ( Chlorella vulgaris, штамп УА-1-1 к А-10 ) та бактер!й ( Bacillus cereus'В-4^8 ). Визначенх осяовн! к:нетичнi та концентрация! залежгост!.

2. Еиявлеко, sp дроцес сорбц; i Au(III) таСи(П) иеталофхльними итамами складаеться is двох компонент: пасквяох фхзико-х!м!чноз сорбц!i та активно! метабол!зм-залежках акз?муляц!х. Внеоок останяьо! зкачно вкщэ, Екасл!док чого.жив! актквн! котики кокцантрувть sкачко бiльне металу, Hi ж клхтики, хнактиво-вак! високоп температурок або iHriSiторами мэтаболхзму.

3. Екзяачано, up • хнтактЕ! клхтинл металсф!ЯЬЕИх штаьив водзрс-стей втрачасть здатнхеть концентрувати Au(III) у прксутнос-Т! !КГ!б!ТОр1Е метабОЛхЗИУ трьох HanpEMKiB Д!!: ТИХ, Ер порузцужть яроникнхеть мембран ( пеятахлорфекол та ins. ), тих, nip хягхбують роботу мембранного ферменту ATSesii ( д1циклзгексилкарбод1хмхд та !Кш. ) та тих, ер блскувпь надходженкя АТФ у кл!ткну чи синтез йоге уеередек! клхтики ( карбоксиатрактилат, азид та ike. ).

4. Екявлена залежнхеть прсцесу концентрування золота(Ш) МiКрОЕОДОрОСТЯМИ Е!д СЕХТДа. Освхтлен! кл!ТИНИ сорбухггь б!льшу к!льк!сть Au (III), hiä затемнен! юитянк. Цэ поясюкться тш, пр сз!тло е фактором, цо спрпяг знутрхшяьоклхтинному синтезу AT®.

Б. 1.;гпб!торкий акаяхз се!дчкть яро те, пр головку роль у залэднхй в!д метабол!з:иу сорбц!х в!д!грае АТФаза ( АТФ-спятаза ) плазиатичкох мембрзни. Робота цього ферменту пов'язака з ееидкое обороткою локалхзацхев йок!в Au(IlI) на мембранной повер:снх, пхе-ля чого вхдбуваеться повхльке не оборотне зв'язуваняя золота з по-верхнею мембранк; яке- хде, наценке, за механизмами незалежюх_в!д метабол!зму сорбц!! ( необоротке зв'язуванкя золота х!м!чними гру-памя- кл!тинкох позер-хях та/або Ехдновлеяня його до елементкого стану ). Внесения inriöiTopiB у суспензхв клхтин з Au(.III) п!д час фази оборотного зв'язуванкя яризводкть до десорбц!! Au(III),

я кий рашше був зв'язанний мм тинами.

б. На я1дстаз1 вкзначених гзкснокпряостей вялизу светла та метаболхчних iHriбiTopiв/активатор!в на водорост1 запропоновано засхб керування сорбд!ею Au(III), який дозволяе реалззувати декалька циюпв сорбци/десорбцн.

OcEDBHi результати дисертацн опуОл!ковано у таких роботах:

1. О внешней функции трансмег,¡бранного потенциала а гетерогенной модели клеточной оболочки / В. И. Карамукка, А. С. Духин,

Т. Г! Грузина, А. Г. Скляров, 3. Р. Ульберг // В сб.: Физико-химическая механика и лиофильнссть дисперсньхх систем. - 1989. -Выл. 20* ~ С. 50-d5.

2. Скляров А. Г., Карамуика а И. Влияние тетрахлороаурата на рост Chlorella pyrenoidosa // Тезисы IV Республиканской научно-теоретической конференции молодых ученых и специалистов-микробиологов

М г,«* г чт* m»*-n TrnftiTnttrin т» f^ тгг-ir^r« ».-»тг". Tr-ft тг? \ гтг\*г\г+ r\r\»i 3 Т1 * " f T^fft—

i-u-iL/WAL/А iisi h.j JiD ¿¿ланридсш ma ujiuiCA^u-iui ua liiiin.^u.'U^J. aHiiorviwij ^ icull

кент, 24-26 мая, 1989 г. ). - С. 60.

3. Механизм энэргозависимого накопления тяжелых металлов зелеными

irnxerw / ТЗ T.f С: "О XT irx. Ллпл Г* ИЧг-<чт*.л т}

r.xi\JJ5uVv-i-''--'ЛЛrrii-i у ¿urvckj <_j. x » J.-UJCpi j v. xjj jj.ri^.0,

Т. Грузина, ¿и P. Скляров // TsoiiCL2 диылздоз VIII Конференции пс споровым pet стэкпяri Срэдкей Азии и Kslssxctslhs ( iзликвнтt сентября, г*. " С. 59.

va-.wuTrnjiulv xп лооИглиДсди хопл 01 ixux ex Aci vU-l^ox i ¿3 u i с i ра^гЛи^ио) ^diuivi /

B. 3. ?« Т. Г. РруоПлз., A* 1 - Скляров / / С*изйоло~

ТПТЖ«-Г пщтлттгя* _ -1 linn -Z-r? MO _ O^O-O^'?

x лл i-'ckoicnm. хэги. о< } n ^. o. / *

. x со-nJ..i,л/х г—лс;i.Or- liui с j. .¿ci < Uig^ ¿0 ut 1 j с I - net row i 1; oujiu

m^/T7T4. / D W L'^y.o.rnm^n Л Т» -Т "Л .'тт '"i О "Г> т..т «t Ялпп //

iU», iii; ' -и. /а. Lir-cij .л. а . j. . ^ . x ^/ciirfa, x # j ^ujucf^x //

mXLx >u*i<Ji xlsi* i rrii. д., к t^. Vja i^t »ji.

6. KararwshKa V. I. , Gruzma Т.О., Skljsrov A. G. Algal Bicnsss as a Biosorbent for ¡fetal Recovery from Industrial Solutions. In: Proceedings of the 4th Symposium on Mining Chemistry. MinCheir'92 ( Kiev, October 6-9, 1992 ). P. 365-258.