Monitorování znečištění vody aromatickými uhlovodíky pomocí bioluminiscenčních bioreportérů

Petra Majerová

Bachelor's thesis

Monitoring of aromatic hydrocarbons in contaminated water with bioluminescent bioreporters

Anotácia:

Cílem práce bylo porovnat indukci bioluminiscence volných a imobilizovaných buněk bioluminiscenčních bioreportérů Pseudomonas fluorescens HK44 a Pseudomomas putida TVA8. Ps. fluorescens HK44 je geneticky upravený mikroorganismus, emitující bioluminiscenci v přítomnosti salicylové kyseliny naftalenu, a skupiny dalších polyaromatických uhlovodíků. Ps. putida TVA8 je geneticky upravený mikroorganismus, produkující bioluminiscenci v přítomnosti toluenu a dalších aromatických látek (BTEX). V rámci práce byla proměřena závislost intenzity bioluminiscence Ps. fluorescens. HK44 na koncentraci salicylové kyseliny v rozsahu 0 až 500 mg.ml-1 a Ps. putida TVA8 na koncentraci toluenu v rozsahu 0 až 0,88 μg.ml-1. Bioluminiscenční bioreportéry byly imobilizovány do polyvinylalkoholového gelu technologii Lenikats®. Intenzity indukované bioluminiscence Ps. putida TVA8 volných i buněk imobilizovaných do čoček Lentikats® byly prakticky stejné, kdežto v případě Ps. flurescens HK44 imobilizací došlo k tomu, že maxima bioluminiscence bylo dosaženo za více než dvojnásobně delší dobu. Dále byla sledována opakovatelnost a skladovatelnost. Čočky Lentikats® byly skladovány po dobu jednoho měsíce. Během této doby bylo možné indukovat bioluminiscenci. Intenzita bioluminiscence byla závislá na podmínkách skladování a způsobu „oživení“. Možnost použití imobilizovaných bioluminiscenčních bioreportérů k detekci znečištění v reálném vzorku byla ověřena detekcí vodou znečištěnou BTEX odebranou v kontaminované lokalitě v severních Čechách. Intenzita bioluminiscence reálného vzorku byla úměrná intenzitě indukované standartním roztokem toluenu, pokud byl vzorek příslušně naředěn. Intenzita bioluminiscence koncentrovaného vzorku byla nižší v důsledku toxického působení vysoké koncentrace dalších znečišťujících látek na mikroorganismy biosenzoru.

Abstract:

The aim of this work was to compare induction of bioluminescence of free and immobilized bioluminescent bioreporters. Pseudomonas fluorescens HK44 and Pseudomomas putida TVA8. Ps. fluorescens HK44 is genetically engineered microorganisms producing bioluminescence in presence of salicylic acid, naphthalene, and other polyaromatic hydrocarbons. Ps. putida TVA8 is genetically engineered microorganisms producing bioluminescence in presence of toluene and other aromatic hydrocarbons (BTEX). In this study the dependencies of intensities of bioluminescence of Ps. fluorescens HK44 on concentration of salicylic acid in the range from 0 to 500 mg.ml-1 and Ps. putida TVA8 on concentration of toluene in the range from 0 to 0.88 μg.ml-1 were measured. Bioluminescent bioreporters were immobilized in polyvinylacohol matrix via Lentikats® technology. Intensities of induced bioluminescence of Ps. putida TVA8, free and cells in Lentikats®, were similar, whereas in case of Ps. fluorescens HK44 immobilization cased that the bioluminescence maxima were appeared after twice longtime. Further reproducibility and shelf life were followed. Lentils of Lentikats® were stored for one month and during that time, it was possible to induce the bioluminescence. Intensities of induced bioluminescence were dependent on storages conditions and mode of recovery. A potential of application of Lentakits® immobilized bioreporters was checked with real water sampled in contaminated area in north Bohemia. Intensity of bioluminescence of real sample was proportional to intensity induced with toluene solution only in case that sample was correspondingly diluted. Intensity of bioluminescence of concentrated sample was lower due to toxicity of high concentration of pollutants to the organisms of .biosensor.

Kľúčové slová

imobilizované mikroorganismy, Lentikats®, Bioluminiscenční bioreportéry, detekce znečištění aromatickými látkami, biosensory

Keywords

Bioluminescent bioreporters, detection of pollution by aromatic substances, biosensors

Jazyk práce: Czech

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 25. 4. 2018

Obhajoba závěrečné práce

• Vedúci: doc. Ing. Alena Hejtmánková, CSc.
• Oponent: Jan Táborský, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Bachelor programme / odbor:
Environmental Scinces / Applied Ecology