X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

Силикагель представляет собой синтетический сорбент, широко применяемый в различных сферах жизнедеятельности человека, причем как в промышленности, так и в быту.

Согласно физическим свойствам силикагель представляет собой высушенный минеральный гель на основе кремниевых кислот и кремнезема, с удельной поверхностью до 1000 кв. м/г [1].

Как правило, силикагель выпускается в форме гранул, реже кусочков или порошка. Размер зерен силикагеля, в зависимости от назначения, колеблется от 0,01 до 7 мм.

Наиболее распространенной формой является гранулярный силикагель. Гранулы полупрозрачные, белого или белого с желтоватым оттенком цвета. Гранулы хрупкие, не растворяются и не набухают в воде и органических растворителях. Силикагель не поддерживает горение, является взрывобезопасным и термостойким, безопасен для животных и человека.

В основе классификации силикагеля заложены различия по размерам пор, а также форме и размеру зерен. Вещество с крупными гранулами называют силикагель КСКГ (крупный силикагель крупнопористый гранулированный), а силикагель КСМГ – крупный силикагель мелкопористый гранулированный. Кроме этого силикагель может представлять собой не только сухой гель, но и студенистую массу, поры которой заполнены жидкостью (аквагель, спиртогель) [2-3].

Существует и специализированные силикагель-индикаторы, пропитанные различными веществами, обычно солями кобальта, и изменяющие свой цвет по мере поглощения влаги из воздуха. Производятся и другие виды специальных силикагелей, в частности силикагель АСКГ – активированный силикагель крупнопористый гранулированный.

Основными сферами применения силикагеля являются: защита товаров, оборудование и материалов от повышенной влажности при хранении и транспортировке; осушка воздуха, производственных и природных газов; разделение радиоактивных изотопов; выделение и повышение концентрации лекарственных веществ органического происхождения (например, витаминов и антибиотиков); используется в водоподготовке для очистки стоков от ионов металлов; для очистки продуктов нефтепереработки; активно применяется как носитель различных веществ [4-5].

Целью настоящей работы стало исследование адгезивных свойств силикагеля по отношению к микробным клеткам Escherichiacoli К-12 и Bacilluscereus.

В качестве сорбента для исследования был выбран силикагель марки КСМГ ГОСТ 3956-76. Перед применением силикагель КСМГ измельчали в ступке путём растирания и просеивали через сито с диаметром ячеек 0,2 мм. После образцы высушивали в сушильном шкафу при 180 °С в течение 4 часов и помещали в емкость с притертой пробкой. Хранили в эксикаторе для предотвращения дополнительного увлажнения.

Для описания адгезии микроорганизмов на поверхности силикагеля были использованы суточные культуры клеток Escherichiacoli К-12 и Bacilluscereus. Клетки бактерий отмывали от остатков среды роста (ГРМ агар) путём центрифугирования в течение 10 минут при 5000 об. и ресуспендировали в натрий-фосфатном буфере с рН 7,0 до оптической плотности 0,1. После центрифугирования по 2 мл приготовленной суспензии помещали в стерильные пробирки с предварительно подготовленными навесками силикагеля и подращивали в течение 90 минут при 250 об/мин на универсальном орбитальном шейкере OS-20 (Orbital shaker OS-20). После чего надосадочную жидкость в количестве 130 мл засевали по методу Дригальского на чашки Петри с предварительно залитой средой в количестве 20 мл и инкубировали при температуре 37 °С в течение суток. Для выражения концентрации клеток использовали технику подсчёта колониеобразующих единиц, КОЕ.

В ходе эксперимента была изучена адгезивная способность силикагеля по отношению к клеткам Escherichia coli К-12 и Bacillus cereus в экспериментальной системе, не содержащей дополнительные примеси. Также была выявлена зависимость концентрации силикагеля в среде и его связывающей способности по отношению к штаммам исследуемых микроорганизмов (таблица 1).

Таблица 1 – Зависимость количества КОЕ от массы используемого силикагеля

Штамм	Масса навески силикагеля, мг
	0	30	40	50
Escherichia coli К-12	415 КОЕ	309 КОЕ	262 КОЕ	186 КОЕ
Bacillus cereus	407 КОЕ	301 КОЕ	247 КОЕ	169 КОЕ

Проанализировав полученные в ходе эксперимента данные можно сделать вывод, что силикагель марки КСМГ ГОСТ 3956-76 обладает высокой связывающей способностью по отношению к исследуемым штаммам микроорганизмов. Явление адгезии связано с высокой внешней поровой структурой КСМГ, покрытой гидроксильными группами, от количества и концентрации которых зависят адсорбционные и другие свойства силикагелей. Данная адгезивная способность силикагеля зависела также от массы вещества, а следовательно, от площади его поверхности. Однако следует отметить, что количество КОЕ достоверно не отличалось при применении разных видов микроорганизмов и было примерно равно в случае использования Escherichia coli К-12 и Bacillus cereus. Полученные результаты расширяют представления об адгезивных способностях КСМГ, которые могут распространяться и на клетки микроорганизмов, механизмы же данного явления требуют дальнейшего изучения.

Список литературы:

1. Самонин В. В., Еликова Е. Е. Изучение закономерностей адсорбции бактериальных клеток на пористых носителях // Микробиология. – 2004. – № 6. – С. 810-816.

2. Бойченко, C.В. Адсорбция углеводородных сорбатов [Текст] / C.В. Бойченко, О.В. Швец, С.В. Иванов // Химия и технология топлив и масел. – 2006. – № 2. – С. 30-32.

3. Грег, С. Адсорбция, удельная поверхность, пористость [Текст] / С. Грег, К. Синг. – М.: Мир, 2008. – 306 с

4.Seki H. Silica gel medium for enumeration of petroleumlytic microorganisms in the marine environment // Appl. Microbiol. – 2003. – V. 26. – № 3. – P. 318-320.

5. Laaks J., Jochmann M.A., Schmidt T.C. Solvent-free microextraction techniques in gas chromatography // Anal. Bioanal.Chem. –2012. – V. 402. – P. 565-571.

Код для цитирования: Скопировать