Остання редакція: 2015-06-24
Тези доповіді
Незважаючи на величезні можливості нанотехнологій, мало вивчені процеси внутрішньоклітинної активності та функціонуванні сконструйованих наноматеріалів. Ця область є найбільш важливою при розробці ефективних і безпечних наносистем, наприклад, для керованої корекції внутрішньоклітинних процесів, доставки ліків та ін. У ряді робіт було встановлено, що високодисперсні оксиди впливають на інтенсивність метаболічних процесів в деяких одноклітинних організмах і, залежно від їх масового вмісту в живильному середовищі мікроорганізмів, можуть проявляти як каталітичну, так і інгібуючу дію щодо їх життєдіяльності.
Метою роботи є виявлення механізмів інтенсифікації процесів ферментації регідратованими дріжджовими клітинами (Saccharomyces cerevisiae) в середовищі високодисперсних оксидів SiO2, Al2O3, MgO і TiO2 в умовах ендогенного метаболізму. Вивчення тепловиділення при утворенні гідрозолей адсорбентів в процесі метаболізму клітинними організмами проводили з використанням диференціального мікрокалориметра в ізотермічному режимі (295 ± 0.5 К), чутливість якого по тепловому потоку становила 10-6 Вт. Повну зміну ентальпії (ΔΗ) розраховували з кінетичної кривої, використовуючи інтегральне рівняння Тіана. Потужність тепловиділення в суспензіях реєстрували з моменту переведення дріжджових клітин з анабіотичного, дегідратованого в оводнений стан і далі - в стан життєдіяльності. Контроль за зміною значень рН проводили з використанням рН - метра І-150.
У присутності частинок SiO2 в дріжджовій суспензії встановлено зменшення часу адсорбції внаслідок орієнтуючої дії електростатичного поля на молекули води і структуру білка на поверхні клітинної мембрани, що призводить до зниження енергії активації процесу дифузії молекул води і сприяє прискореному їх зв'язуванню клітинним організмом. Показано також, що інтенсифікація процесів життєдіяльності клітини в присутності гідрозолю SiO2 протікає зі збільшенням градієнта концентрації СО2 на клітинній поверхні дріжджового організму за рахунок виникнення бульбашкового механізму видалення СО2 з водного середовища на її поверхню.
Встановлено збільшення інтенсивності процесів життєдіяльності дріжджових клітин у водних суспензіях, що містять високодисперсні оксиди та зменшується в ряді: SiO2®TiO2®Al2O3 (вміст в суспензіях 0,05% мас.), що пов'язано з прискоренням ферментативних процесів в клітинах. Присутність гідрозолю MgO в дріжджових суспензіях призводить до зниження активності ферментативного процесу, внаслідок його більш суттєвого розчинення в воді по відношенню до інших вказаних оксидів.