Курсовая работа сорбенты тяжелых металлов и радионуклидов на основе микробных полисахаридов автор работы Князькина Е. Г
 Скачать 4.81 Mb.
|
|
Министерство науки высшего образования Российской Федерации федеральное государственное бюджетное учреждение высшего образования «НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ МОРДОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Н. П. ОГАРЕВА» Факультет биотехнологии и биологии Кафедра биотехнологии и биохимии КУРСОВАЯ РАБОТА СОРБЕНТЫ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ И РАДИОНУКЛИДОВ НА ОСНОВЕ МИКРОБНЫХ ПОЛИСАХАРИДОВ Автор работы: Князькина Е. Г. Руководитель: Шутова В. В. к. б. н., доцент В настоящее время, что ионы тяжелых металлов и радионуклиды являются одними из самых опасных загрязнителей окружающей среды, в том числе водной среды. Тяжелые металлы легко могут аккумулироваться в живых организмах, вызывая при этом острые болезни легких, печени, костей и других органов. Одним из самых проверенных методов очистки окружающей среды от ионов тяжелых металлов могут выступать биоадсорбенты, которые впитывают в себя ионы тяжелых металлов. Согласно вышеизложенному основной целью данной курсовой работы являлось изучение строения и свойств микробных полисахаридов, в частности альгината, а также сорбентов, получаемых на их основе и используемых для очистки окружающей среды. В связи с поставленной целью были сформулированы следующие задачи исследования: – проанализировать проблему загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами и радионуклидами; – изучить структуру и свойства как полисахаридов микробного происхождения в целом так и альгината; – исследовать сорбенты тяжелых металлов и радионуклидов, получаемых на основе полисахаридов. К наиболее опасным тяжелым металлам в соответствии с их токсикологическими характеристиками, как правило, относятся свинец (Pb), ртуть (Hg) и кадмий (Cd). Токсичными также являются менее распространенные хром (Cr) мышьяк (As) и селен (Se). Такие металлы как цинк (Zn) и медь (Cu), являются важными элементами для различных форм жизни, но в высокой концентрации они также токсичны. Организм человека подвергается широкому воздействию тяжелых металлов. В этом заключается актуальность проблемы загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами. Радионуклид – это металл третьей важной категории с точки зрения воздействия на окружающую среду и интереса со стороны ядерной промышленности (ядерные установки, атомные электростанции, испытания ядерного оружия). Уран – важный ресурс ядерного топлива, а также один из основных радиоактивных элементов в жидких радиоактивных отходах. Радий-226 (Ra-226) – наиболее опасный изотоп, содержащих «хвостах» промышленных отходов. Торий (Th) используется в различных промышленных, медицинских целях и предлагается в качестве расщепляющегося материала для ядерной энергетики. МИКРОБНЫЕ ПОЛИСАХАРИДЫ: СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВО Полисахариды (гликаны) - высокомолекулярные углеводы, представляют собой продукты конденсации моносахаридов, соединенных гликозидными связями. Микробные полисахариды – это общирная группа веществ, они могут содержать нейтральные (пептозы и гексозы) или онионные сахара (уроновая кислота) и могут содержать или не содержать несахарные части. Особенности первичной структуры полисахаридов: - наличие мономеров, различного сотава; - замещающие группы (например, сульфатные или фосфатные) и точки замещения; - последовательность сахаров; - гликозидные связи: (1 – 4), (1 – 3) и (1 – 2); - размер кольца ( пиранозные или фуранозные кольца).
Характеристика альгинатов микробного происхождения Альгинаты представляют собой линейные полисахариды, состоящие из (1–4)-β-D-маннуроновой кислоты (M) и ее эпимера C-5-α-L-гулуроновой кислоты (G). Данный вид полисахаридов продуцируется морскими водорослями и двумя родами бактерий: Azotobacter vinelandii и Pseudomonas spp. Альгинаты бактериального происхождения отличаются от альгинатов, продуцируемых водорослями, наличием ацетильных групп при C2 и С3 атомах в остатках маннуроновой кислоты и более высокой молекулярной массой.
Бактерии рода Azotobacter производят два класса биотехнологически важных полимеров: поли (3-гидроксиалканоаты) (PHA), которые являются бактериальным запасным материалом, и альгинаты, которые играют защитную роль. Использование бактерий Azotobacter для биосинтеза альгината более выгодно, чем работа с бактериями Pseudomonas. Во-первых, бактерии Pseudomonas являются патогенными или условно-патогенными, что усложняет их применение. Во-вторых, синтезированный ими полисахарид имеет более низкую вязкость, поскольку его полимерная цепь содержит меньше остатков гулуроновой кислоты, которая отвечает за образование поперечных связей между полимерными цепями Спасибо за внимание! |