Адгезия бактериальных клеток на углеродных носителях: характеристики процесса и применение в биотехнологии

Аннотация

В статье дан краткий обзор методов изучения процесса адгезии бактериальных клеток на нерастворимых носителях абиотической природы (углеродных материалах). Определение гидрофобности микробных клеток и носителя, дисперсности, шероховатости поверхности носителя позволяет выявить основные закономерности адгезии бактерий на углеродных адсорбентах. Показано, что адгезированная биомасса на гидрофобном носителе тем больше, чем выше гидрофобность поверхности клеток. Корреляционный анализ показал отсутствие достоверной связи между шероховатостью поверхности, гидрофобностью и дисперсностью носителей, с одной стороны, и массой адгезированных клеток, с другой стороны, при рассмотрении этих характеристик по отдельности, что говорит о необходимости комплексного подхода к оценке носителя для иммобилизации микробных клеток. Масса (количество) адсорбированных клеток зависит от их концентрации в суспензии. При этом характер адсорбции, сменяемой впоследствии адгезией, может описываться либо теорией полимолекулярной адсорбции Брунауэра, Эммета, Теллера, что предполагает формирование полислоя клеток на поверхности, либо в случае насыщения носителя клетками графики имеют вид изотерм Лэнгмюра. Элементный состав носителя оказывает определенное воздействие на физиологическое состояние адгезированных клеток, поэтому он должен быть учтен при выборе оптимального носителя для клеток в гетерогенном биокатализе. Сканирующая электронная микроскопия позволяет визуализировать адгезированные клетки. Адгезированные клетки нитрилгидролизующих бактерий могут быть использованы в качестве биокатализаторов процесса ферментативной трансформации нитрилов и амидов или в процессах очистки сред от этих токсичных веществ.