vestnik-bio-msuВестник Московского университета. Серия 16. БиологияVestnik Moskovskogo universiteta. Seriya 16. Biologiya0137-0952Lomonosov Moscow State University, School of Biologyvestnik-bio-msu-526Research ArticleМикробиологияMicrobiologyСБОР БИОМАССЫ МИКРОВОДОРОСЛЕЙ С ПОМОЩЬЮ СОРБЕНТОВ НА ОСНОВЕ ПОЛИЭТИЛЕНИМИНАHARVESTING OF MICROALGAE BIOMASS WITH POLYETHYLENIMINE-BASED SORBENTSВасильеваС. Г.VasilievaS. G.

Васильева Светлана Геннадьевна – канд. биол. наук, науч. сотр. кафедры биоинженерии биологического факультета МГУ.

Россия, 119234, г. Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 12

Department of Bioengineering, School of Biology

Leninskiye gory 1–12, Moscow, 119234, Russia

vankat2009@mail.ruШибзуховаК. А.ShibzukhovaK. A.

Шибзухова Карина Ахметовна – аспирант кафедры биоинженерии биологического факультета МГУ.

Россия, 119234, г. Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 12

Department of Bioengineering, School of Biology

Leninskiye gory 1–12, Moscow, 119234, Russia

shibzukhova@rambler.ruМорозовА. С.MorozovA. S.

Морозов Алексей Сергеевич – мл. науч. сотр. кафедры биоинженерии биологического факультета МГУ.

Россия, 119234, г. Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 12

Department of Bioengineering, School of Biology

Leninskiye gory 1–12, Moscow, 119234, Russia

morozovas84@gmail.comЛобаковаЕ. С.LobakovaE. S.

Лобакова Елена Сергеевна – докт. биол. наук, проф., зам. зав. кафедры биоинженерии биологического факультета МГУ.

Россия, 119234, г. Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 12

Department of Bioengineering, School of Biology

Leninskiye gory 1–12, Moscow, 119234, Russia

elena.lobakova@rambler.ruМосковский государственный университет имени М.В. ЛомоносоваРоссияLomonosov Moscow State UniversityRussian Federation2018230120187314346Copyright © Васильева С.Г., Шибзухова К.А., Морозов А.С., Лобакова Е.С., 20182018Васильева С.Г., Шибзухова К.А., Морозов А.С., Лобакова Е.С.Vasilieva S.G., Shibzukhova K.A., Morozov A.S., Lobakova E.S.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik-bio-msu.elpub.ru/jour/article/view/526

Целью настоящей работы стала оценка возможности использования сорбентов на основе полиэтиленимина (ПЭИ) для эффективного сбора биомассы микроводорослей (МВ). Серия пористых и нерастворимых полимерных материалов была получена путем сшивания ПЭИ эпихлоргидрином. Изучение кинетики и оценка эффективности иммобилизации клеток модельной культуры Chlorella vulgaris на сорбентах показали, что уже в течение 3 ч к поверхности сорбентов прикрепляется в среднем 39–75% клеток, при этом на начальном этапе иммобилизации сорбирующая активность полимерных материалов зависит от соотношения ПЭИ и сшивающего агента. Дополнительная квартенизация одного из сорбентов путем алкилирования диметилсульфатом приводила к резкому увеличению его сорбирующей активности в отношении клеток модельной культуры МВ.Изучение процесса десорбции показало, что клетки МВ Ch. vulgaris практически необратимо иммобилизуются на поверхности всех изученных сорбентов на основе сшитого эпихлоргидрином ПЭИ.

The purpose of this work was to investigate the sorbents on the basis of polyethylenimine (PEI) intended for collecting biomass of microalgae (MA). For this purpose, a series of porous and insoluble polymeric materials were synthesized by cross-linking of PEI with epichlorohydrine.The analysis of kinetics and efficiency of immobilization assessed for the model culture Chlorella vulgaris, revealed that already within 3 h of incubation, 39–75% of MA cells attached to the surface of tested sorbents. It was shown that on the initial stage of immobilization the sorption activity of polymeric materials depended on the “PEI:crosslinker” ratio. One of the tested sorbents was additionally quartenized by alkylation with dimethyl sulphate resulting in sharp increase of its sorption activity. The estimation of the MA desorption from polymeric surface showed that most Ch. vulgaris cells were practically irreversibly immobilized on all tested sorbents based on the PEI cross-linked with epichlorohydrine.

микроводорослииммобилизациясорбентысшитые полиэтилениминысбор биомассыполимерные материалыmicroalgaeimmobilizationsorbentscross-linked polyethyleniminesbiomass harvestingpolymeric materialsReferencesRao K.K., Hall D.O. Photosynthetic production of fuels and chemicals in immobilized systems // Trends Biotechnol. 1984. Vol. 2. N 5. P. 124–129.Rao K.K., Hall D.O. Photosynthetic production of fuels and chemicals in immobilized systems // Trends Biotechnol. 1984. Vol. 2. N 5. P. 124–129.Howard A. Toxic cyanobacterial blooms // Environmental toxicology: current developments / Ed. J. Rose. London: Gordon & Breach Science Publishers, 1998. P. 345–357.Howard A. Toxic cyanobacterial blooms // Environmental toxicology: current developments / Ed. J. Rose. London: Gordon & Breach Science Publishers, 1998. P. 345–357.Синицын А.П., Райнина Е.И., Лозинский В.И., Спасов С.Д. Иммобилизованные клетки микроорганизмов. М.: Изд-во МГУ, 1994. 288 с.Синицын А.П., Райнина Е.И., Лозинский В.И., Спасов С.Д. Иммобилизованные клетки микроорганизмов. М.: Изд-во МГУ, 1994. 288 с.Lobakova E.S., Vasilieva S.G., Shibzukhova K.A., Morozov A.S., Solovchenko A.E., Orlova A.A., Bessonov I.V., Lukyanov A.A., Kirpichnikov M.P. Immobilization of cyanobacteria and microalgae on polyethylenimine-based sorbents // Microbiology. 2017. Vol. 86. N 5. P. 629–639.Lobakova E.S., Vasilieva S.G., Shibzukhova K.A., Morozov A.S., Solovchenko A.E., Orlova A.A., Bessonov I.V., Lukyanov A.A., Kirpichnikov M.P. Immobilization of cyanobacteria and microalgae on polyethylenimine-based sorbents // Microbiology. 2017. Vol. 86. N 5. P. 629–639.Nuzhdina A.V., Morozov A.C., Kopitsyna M.N., Strukova E.N., Shlykova D.S., Bessonov I.V., Lobakova E.S. Simple and versatile method for creation of non-leaching antimicrobial surfaces based on cross-linked alkylated polyethyleneimine derivatives // Mater. Sci. Eng. 2017. Vol. 70. Part 1. P. 788–795.Nuzhdina A.V., Morozov A.C., Kopitsyna M.N., Strukova E.N., Shlykova D.S., Bessonov I.V., Lobakova E.S. Simple and versatile method for creation of non-leaching antimicrobial surfaces based on cross-linked alkylated polyethyleneimine derivatives // Mater. Sci. Eng. 2017. Vol. 70. Part 1. P. 788–795.Tsyurupa M.P., Davankov V.A. Hypercrosslinked polymers: basic principle of preparing the new class of polymeric materials // React. Funct. Polym. 2002. Vol. 53. N 2–3. P. 193–203.Tsyurupa M.P., Davankov V.A. Hypercrosslinked polymers: basic principle of preparing the new class of polymeric materials // React. Funct. Polym. 2002. Vol. 53. N 2–3. P. 193–203.Giffin G.A., Castillo F.Y., Frech R., Glatzhofer D.T., Burba C.M. Spectroscopic investigation of proton-conducting, crosslinked linear poly(ethylenimine) hydrochloride membranes // Polymer. 2009. Vol. 50. N 1. P. 171–176.Giffin G.A., Castillo F.Y., Frech R., Glatzhofer D.T., Burba C.M. Spectroscopic investigation of proton-conducting, crosslinked linear poly(ethylenimine) hydrochloride membranes // Polymer. 2009. Vol. 50. N 1. P. 171–176.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.