Диссертация

Цель работы - исследовать структурные изменения клеточных белков в популяции клеток фототрофных микроорганизмов (цианобактерий и микроводорослей) при различных внешних воздействиях посредством ИК-спектроскопии внутреннего отражения и оценить возможность использования данного подхода для контроля качества водной среды.Впервые предложен подход, основанный на спектроскопии внутреннего отражения в ИК-диапазоне, дающий возможность по разности дихроичных отношений полос поглощения белков клеток фототрофных микроорганизмов и их внешних структур (∆Р) оценить состояние популяции в зависимости от условий культивирования. Впервые предложено использовать показатель ∆Р, позволяющий оценивать физиологическое состояние клеток микроорганизмов по интегральным структурным изменениям, для оценки загрязнений водной среды. Дано объяснение причин изменения спектральных характеристик культуры в ИК-диапазоне при различных внешних воздействиях. Установлено, что выбранный показатель ∆Р для диализных культур фототрофных микроорганизмов зависит от гидрохимического состава водной среды, но не от численности клеток в популяции, длительности их инкубации и объема внешней среды. Впервые проведено сопоставление предложенного показателя с основными гидрохимическими характеристиками водной среды в лабораторных и природных условиях, свидетельствующее об их корреляции и, позволяющее использовать этот подход для разработки перспективных методов экологического контроля. Впервые установлено, что подобный принцип исследования применим для оценки состояния диализных культур фотосинтезирующих микроорганизмов, различающихся по физиологическим и морфологическим особенностям. Впервые разработана и применена на практике модификация методики использования диализных культур цианобактерий для оценки качества среды и экологического мониторинга. Доказано изменение величины показателя ∆Р диализных культур в зависимости от уровня загрязнения водной среды в условиях реального водного объекта. Определены перспективы применения разработанного методического подхода для биотестирования качества водной среды в лабораторных условиях и в экологическом мониторинге. Ряд положений данной работы использован в курсе лекций «Методы неинвазивного анализа», а также в лабораторном практикуме (разделы: «Культивирование фототрофных и гетеротрофных микроорганизмов»; «Устойчивость цианобактерий и гетеротрофных бактерий к действию тяжелых металлов и других факторов среды»).