CC BY
36
Б10Л0Г1Я
© Дибкова С. М., Груз\на Т. Г., Резн\ченко Л. С., Ульберг 3. Р. УДК 541. 13:577. 112. 087
Дибкова С. М., Грузна Т. Г., Резшченко Л. С., Ульберг 3. Р.
Р03Р0БКА ЧУТЛИВ0Г0 ЕЛЕМЕНТУ Б10СЕНС0РН0Г0 АНАЛ13АТ0РУ ДЛЯ ВИ3НАЧЕННЯ ВМ1СТУ ГЕРБ1ЦИД1В У ГРУНТАХ ТА
С1ЛЬСЬК0Г0СП0ДАРСЬК1Й ПР0ДУКЦП
1нститут бюколо'Гдно'Г х1мГГ ¡м. Ф. Д. йвчаренка НАН Укра'ши (м. КиГв)
Робота виконана в рамках проекту «Досл\дна експлуатац\я та атестац\я експресних б\осенсорних анал\затор\в для визначення стану фунт\в с\льсько-господарського призначення та якост\ с\льськогос-подарсько! продукц\! за показниками забрудненост\ орган\чними та неорган\чними полютантами» комплексно! науково-техн\чно! програми НАН Укра1ни «Сенсорн\ прилади для медико-еколог\чних та про-мислово-технолог\чних потреб: метролог\чне забез-печення та дослщна експлуатац\я», державний рее-страц\йний номер 011и001679.
Вступ. На сьогодн\шн\й день \нтенсиф\кац\я с\ль-ськогосподарського виробництва та вирощування пр\оритетних для Укра!ни зернових культур перед-бачае системне застосування х\м\чних засоб\в за-хисту рослин в\д бур'ян\в - герб\цид\в [14] . Нараз\ серед 817 пестицид\в, як\ зареестрован\ в Украшу герб\цидн\ препарати становлять 42 % [6, 7]. Оск\ль-ки гербщиди - це б1олог1чно активн1 сполуки, вони можуть несприятливо впливати на оргаызм люди-ни. Небезпека гербщиду для людини визначаеться його летючютю, здатн1стю проникати через шк1ру \ дихальн1 шляхи. Кумулятивн\ властивост\ герб\цид\в викликають хрон\чн\ отруення з тяжкими насл\дками. Герб\циди волод\ють високою ст\йк\стю у зовн\шньо-му середовищ\: вони здатн\ накопичуватися у ^рунт\, у природн\й вод\ та рослинах.
Серед герб\цид\в великого поширення набули препарати на основ\ 2,4-дихлорхлорфеноксиоцто-во! кислоти (2,4-Д). Вони в\дносяться до середньо- \ малотоксичних орган\чних сполук. В експеримен-тах на тваринах показано, що 2,4-Д здатний швид-ко адсорбуватися, розпод\лятися та виводитися з орган\зму мишей, щур\в та к\з. Проте у людей, як\ тривалий час працюють з натр\евою \ ам\нною с\ллю 2,4-Д без засоб\в захисту, спостер\гаються досить виражен\ прояви токсично! д\! даного ксеноб\отика (головний б\ль, швидка стомлюван\сть, слабк\сть, сонлив\сть, зм\ни серцево-судинно! д\яльност\, функц\онального стану печ\нки, тощо) [16]. Вели-ке значення мае той факт, що 2,4-Д здатна акуму-люватися рослинами у концентрац\ях, як\ набагато
перевищують концентрац\ю цього герб\циду у ^рун-т\. Потрапляючи у ^рунт \з залишками рослин, 2,4-Д, за певних умов, може перетворюватися у сильно-токсичн\ сполуки. Саме тому М\н\стерство охорони здоров'я щор\чно обмежуе обсяги застосування таких препарат\в з причини пост\йного виявлення залишк\в 2,4-Д в с\льськогосподарськ\й продукц\!, в першу чергу в молоц\ та м'яс\ [11]. Ор\ентовно до-пустимий р\вень (ОДР) 2,4-Д у фунт\ складае 0,1 мг/ кг фунту, а допустима добова доза для людини -0,0001 мг/кг. На сьогодн\шн\й день \снуюча нормативна документац\я передбачае в\дсутн\сть даного герб\циду в сировин\ та продуктах харчування [8].
Аналог\чна ситуац\я спостер\гаеться \ щодо герб\-цид\в на основ\ пох\дних хлорацетан\л\д\в, тр\азин\в \ сульфон\лсечовини. В Грунтах Укра'ши рееструеться високий залишковий вм\ст пох\дного сульфон\лсе-човини - н\косульфурону (герб\цид «М\лагро») -0,084 \ 0,096 мг/кг фунту. Хоча в\н \ е малотоксичним для теплокровних, проте в\дзначаеться високою ф\-тотоксичн\стю при накопиченн\ в ^рунт\ [13]. ОДР у фунт\ н\косульфурону складае 0,2 мг/кг фунту.
1снуюч\ на сьогодн\шн\й день методи виявлення герб\цид\в у фунтах та с\льськогосподарськ\й про-дукц\! е досить затратними, займають багато часу та вимагають висококвал\ф\кованого персоналу [17].
Б\осенсорн\ анал\тичн\ системи мають безпере-чну перевагу застосування в еколог\чн\й анал\тиц\ з огляду на !х високу чутлив\сть, специф\чн\сть, екс-пресн\сть, простоту використання та економ\чн\сть [2]. Серед таких б\осенсорних систем кл\тинн\ б\о-сенсорн\ анал\затори е найб\льш перспективними як з точки зору !х економ\чност\, так \ адекватност\ та специф\чност\ щодо визначення б\олог\чно! складо-во! токсично! д\!.
¥рунтов\ бактер\!, контактуючи з герб\цидами, здатн\ в\дчувати !х токсичний вплив та реагувати зм\ною ф\з\олог\чних реакц\й на присутн\сть таких токсикант\в. В фунтах с\льськогосподарського призначення численною групою представлен\ азотф\к-сатори - бактер\! ризосфери, здатн\ чутливо реагувати на наявн\сть герб\цид\в [4,15,18].
Мeтa дocлiджeння пoлягaлa в ceлeкцiÏ бaктe-piй-aзoтфiкcaтopiв для poзpoбки чyтливoгo eлeмeн-тa бioceнcopнoгo aнaлiзaтopy для визнaчeння вмicтy гepбiцидiв «Дiкaнiт 600», «MrnaTpo 040SC», «Aмicoль» y фyнтax ciльcькoгocпoдapcькoгo пpизнaчeння тa ciльcькoгocпoдapcькiй пpoдyкцiÏ.
Об'ект i мeтoди дocлiджeнь. В po6o^ 6ули викopиcтaнi пpeпapaти нacтyпниx гepбiцидiв: «Дми coль» - 2,4-Д, вoдний poзчин, 730 г/л («Укpaвiт», УкpaÏнa); «Дiкaнiт 600» - 2,4-Д, вoдний poзчин, 600 г/л («H^po^i^ 200», Угopщинa); «Miлaгpo 040SC» -нiкocyльфypoн, вoдний poзчин, 40 г/л, («Cингeнтa», Швeйцapiя).
Poбoчi poзчини гepбiцидiв: «Aмicoль»- 7,3 мг/мл; «Дiкaнiт 600» - 6,0 мг/мл; « MrnaTpo 40 SC» - 4,0 мг / мл. Kiнцeвi кoнцeнтpaцiÏ гepбiцидiв y кoмipкax вим^ pювaння cтaнoвили: «Aмicoль» - 0,033 мг/мл; <^ka-нiт 600» - 0,026 мг/мл; «Mi^po 040SC» - 0,018 мг/ мл. Ta! кoнцeнтpaцiÏ гepбiцидiв cпiвcтaвимi з Ïx OДP [8].
Ceлeкцiю бaктepiй-aзoтфiкcaтopiв пpoвoдили нa бoбoвoмy arapi, який гoтyвaли нacтyпним cпocoбoм: 50 г 6Ltioï квacoлi чи rapoxy зaливaли 1 л oчищeнoÏ вoдoпpoвiднoÏ вoди, вapили дo нaбyxaння i poзтpic-кyвaння. Biдвap фiльтpyвaли тa дoвoдили oб'eм дo 1л oчищeнoю вoдoпpoвiднoю вoдoю. Дoдaвaли (г/л): caxapoзy-2,0, KH2PO4 - 1,0, MgSO4 x 7H2O - 0,3, arap - 15, pH - 7,0-7,2. Cтepилiзyвaли cepeдoвищe aвтoклaвyвaнням пpи ™ci<y пapи 1,0 aтм пpoтягoм 30 xвилин тa poзливaли в cтepильнi чaшки Пeтpi [9].
Kyльтypи нaкoпичeння oдepжyвaли iз зpaзкiв фунту, як тpивaлий чac кoнтa<тyвaли з гepбiци-дaми [10]. Для цьoгo фунт внocили y cклянy кoлбy
oб'eмoм 250 мл i пpoтягoм 2 мюя^в oбpoбляли гepбiцидaми (мг/кг фунту): «MLnaTpo 040SC» - 4.0; «Дм^ь» -7.3; «Дiкaнiт 600» - 6.0 пpи 24-280C. teo-льoвaнi кoлoнiÏ бaктepiй-aзoтфiкcaтopiв oтpимyвaли шляxoм виciвy aлiквoт фунту, poзвeдeнoгo cтepиль-нoю диcтильoвaнoю вoдoю, нa бoбoвий aгap. Mop-фoлoгiчнy дифepeнцiaцiю oтpимaниx iзoлятiв пpo-вoдили шляxoм aнaлiзy мopфoлoгo-кyльтypaльниx xapa<тepиcтик тa фapбyвaння пo Гpaмy. Oтpимaнi iзoляти пepeвipяли нa чyтливicть дo вiдпoвiдниx rep-бiцидiв шляxoм кyльтивyвaння бa<тepiй нa бoбoвoмy aгapi з piзними кoнцeнтpaцiями вiдпoвiдниx цидiв. Peзиcтeнтнicть бaктepiй iзoлятy дo гepбiцидy визнaчaли пo нaявнocтi pocтy бaктepiй нa бoбoвoмy aгapi з пeвним вмicтoм гepбiцидy, a чyтливicть - пo вiдcyтнocтi тaкoгo pocтy.
Чиcтi кyльтypи видiлeниx iзoлятiв в пoдaльшo-му викopиcтoвyвaли для oтpимaння бa<тepiaльнoÏ мacи як чyтливoгo eлeмeнтa для бioceнcopнoгo aнaлiзaтopa.
Aнaлiтичним cигнaлoм бioceнcopнoгo aнaлiзa-тopa cлyгyвaлa pecпipaтopнa (диxaльнa) a<тивнicть видiлeниx iзoлятiв бa<тepiй, вимipювaним пapaмe-тpoм - мaкcимaльнa вeличинa змiни кoнцeнтpaцiÏ киcню в cepeдoвищi вимipювaння, яку peecтpyвaли зa дoпoмoгoю пopтaтивнoгo eкcпpecнoгo бю^н-copнoгo БCK-aнaлiзaтopa з зacтocyвaнням aмпep-мeтpичнoÏ cиcтeми киcнeвoгo eлe<тpoдy Kлapкa (AЖA 101 M, Árnopyc^. Чac вимipювaння cклaдaв 2-5 xвилин.
Beличинy змiни кoнцeнтpaцiÏ киcню в cepeдoвищi вимipювaння виpaжaли y вiдcoткax як iндeкc 6^o-гiчнoгo cпoживaння киcню (ÁCK) [3].
Taблиця 1
Ceлeкцioнoвaнi iзoляти бaктepiй-aзoтфiкcaтopiв
Honiep iзoлятa Джepeлo oтpимaння Biднoшeння дo гepбiцидy
1 Haкoпичyвaльнa <yльтypa з фунту, oбpoблeнoгo «Aмicoллю» Peзиcтeнтний дo 0,1 мг/мл «Aмicoлi» Peзиcтeнтний дo 1,05 мг/мл «Aмicoлi» Peзиcтeнтний дo 7,3мг/мл «Aмicoлi»
2 Ha<oпичyвaльнa <yльтypa з фунту, oбpoблeнoгo «Aмicoллю» Peзиcтeнтний дo 0,1 мг/мл «Aмicoлi» Peзиcтeнтний дo 1,05 мг/мл «Aмicoлi» Peзиcтeнтний дo 7,3мг/мл «Aмicoлi»
3 Ha<oпичyвaльнa ^trypa з фунту, oбpoблeнoгo «Aмicoллю» Peзиcтeнтний дo 0,1 мг/мл «Aмicoлi» Чутливий дo 1,05 мг/мл «Aмicoлi» Чутливий дo 7,3мг/мл «Aмicoлi»
4 Ha<oпичyвaльнa <yльтypa з фунту, oбpoблeнoгo «Miлaгpo 040SC» Peзиcтeнтний дo 0,2 мг/мл «Miлaгpo 040SC» Peзиcтeнтний дo 2,0 мг/мл «Miлaгpo 040SC» Peзиcтeнтний дo 4,0мг/мл «Miлaгpo 040SC»
5 Ha<oпичyвaльнa ^trypa з фунту, oбpoблeнoгo «Miлaгpo 040SC» Peзиcтeнтний дo 0,2 мг/мл «Miлaгpo 040SC» Peзиcтeнтний дo 2,0 мг/мл «MrnaTpo 040SC » Peзиcтeнтний дo 4,0мг/мл «Miлaгpo 040SC »
6 Ha<oпичyвaльнa <yльтypa з фунту, oбpoблeнoгo «Miлaгpo 040SC» Peзиcтeнтний дo 0,2 мг/мл «Miлaгpo 040SC » Чутливий дo 2,0 мг/мл «Miлaгpo 040SC » Чутливий дo 4,0мг/мл «Miлaгpo 040SC»
7 Haкoпичyвaльнa <yльтypa з фунту, oбpoблeнoгo «Дi<aнiтoм 600 » Чутливий дo 0,1 мг/мл «Дi<aнiтy 600 » Чутливий дo 3,0 мг/мл «Д^^ту 600 » Чутливий дo 6,0мг/мл «Дi<aнiтy 600 »
8 Haкoпичyвaльнa <yльтypa з фунту, oбpoблeнoгo «Дi<aнiтy 600 » Peзиcтeнтний дo 0,1 мг/мл «Д^^ту 600 » Чутливий дo 3,0 мг/мл «Дi<aнiтy 600 » Чутливий дo 6,0мг/мл «Д^^ту 600 »
9 Haкoпичyвaльнa <yльтypa з фунту, oбpoблeнoгo «Дi<aнiтy 600 » Peзиcтeнтний дo 0,1 мг/мл «Дi<aнiтy 600 » Peзиcтeнтний дo 3,0 мг/мл «Д^^ту 600 » Peзиcтeнтний дo 6,0мг/мл «Дi<aнiтy 600 »
Вим1рювання проводили за наступною схемою:
1. Фксували перше (Свих) та юнцеве (Ск) значення концентращй кисню в контрол1 (4,5 мл бактер1ально'| маси з концентращею кл1тин D540 = 2,0 ± 0,1).
2. Фксували перше (Свих) та юнцеве (Ск) значення концентращй кисню в проб^ (4,48 мл бактер1альноУ маси та 0,02 мл робочого розчину гербщиду).
3. Обчислювали значення БСК у контрол1 та проб1 за формулою:
БСК ( %) = (С - С)
' ' ' вих к'
Результати досл!джень та ïx обговорення.
Враховуючи той факт, що бактери-азотфксатори можуть проявляти як високу стмкють так i високу чутливють до гербiцидiв залежно вiд виду препарату [5, 12], нами було селекцюновано 9 бактерiальних iзолятiв, перспективних в якостi чутливих елемен^в для бiосенсорного аналiзу вмюту гербiцидiв у Грунтах сшьськогосподарського призначення та сшь-ськогосподарськiй продукци (табл. 1 ).
Як видно з таблиц! 1, резистентними до всього дослщжуваного концентрацмного дiапазону гербЬ циду «Амюоль» виявилися iзоляти № 1 та № 2. 1зо-лят № 1 представлений грампозитивними, а iзолят № 2 - грамнегативними паличками. Бактери iзоляту № 3, що виявилися грамнегативними кокоподiбни-ми паличками, були резистентними лише до низь-ких концентращй 2,4-Д (0,1 мг/мл), високi концен-трацiï гербiциду (1,05 та 7,3 мг/мл) пригычували ¿х життeдiяльнiсть.
Щодо iзолятiв № 4 та № 5, представлених грамнегативними коками, слщ вщзначити ¿х резистент-нють у всьому дiапазонi дослiджуваних концентра-цiй гербiциду «Мшагро 040SC». Бактери iзоляту № 6, представленого грамнегативними- паличками, ви-явили чутливiсть до високих концентрацм «^^агро 040SC» (2,0 та 4,0 мг/мл).
1золят № 7, представлений грамнегативними паличками, виявився чутливим до гербщиду «Дкашт 600» у всьому дослщженому концентрацмному дiа-пазонi, а iзолят № 8 (грампозитивш палички) - ре-зистентним до «Дкашту» в концентраци 0,1 мг/мл. Резистентним до такого гербщиду у всьому дослЬ дженому концентрацiйному дiапазонi виявився iзо-лят № 9, представлений грампозитивними коками.
Ресшраторна активнють бактерiй е надзвичай-но чутливою фiзiологiчною реакцieю до токсичного впливу [1].
Ця фiзiологiчна реакцiя була використана як ана-лiтичний сигнал при розробцi чутливих елемен^в бiосенсорного визначення гербiцидiв.
На рисунку представлене зображення ампер-метрично1 системи кисневого електроду Кларка, за допомогою яко1 фiксували концентрацiю кисню в середовищi вимiрювання та оцшювали величину ди-хально1 активностi селекцюнованих бактерiй.
Оцiнка змiн дихально1 активной селекцiонова-них бактерiй-азотфiксаторiв пiд впливом дослщже-них гербiцидiв представлена в таблиц! 2.
Aналiзуючи данi таблиц! 2, можна стверджувати, що дихальна активнють бактерм iзоляту № 1 знижу-валася пiд впливом гербiцидiв «Aмiсоль» та «Miлагро
Рис. Амперметрична система кисневого електроду Кларка АЖА 101 M (Б!лорусь).
040SC», в порiвняннi з контролем, до 66,3 % та 73,9 % вщповщно. Бактери iзоляту № 2 практично не реагу-вали на наявнють жодного iз дослiджуваних гербiци-дiв. 1золят № 3 реагував пригшченням респiраторноï активностi на наявнiсть гербщиду «Miлагро 040 SC».
Гербiцид «Мшагро 040SC» iнгiбував дихальну ак-тивнють iзоляту № 4. 1золят № 5 не зазнавав шпбу-ючо'| дiï жодним з дослiджених гербiцидiв. Бактерiï iзолятiв № 6 та № 8 реагували на присутнють гербi-циду «Дiканiт 600» незначним зниженням дихально1 активностi.
Таким чином, iзоляти № № 1,3,4,6,8, яю досто-вiрно реагували змiною ресшраторно! активностi на присутнiсть вiдповiдних гербiцидiв, е перспектив-ними для створення бюлопчно-чутливих елементiв бiосенсорного аналiзатору для визначення вмюту гербiцидiв «Амюоль», «Miлагро 040SC», «Дiканiт 600».
Таблиця 2 Дихальна активн!сть (БСК, %) селекц!онованих бактер!й - азотф!ксатор!в в присутност! герб!цид!в
Номер 1золята 1ндекс бюлопчного споживання кисню (БСК), %
"Амюоль" '^шатро" "Д1кан1т" Контроль без гербщиду
1 66,3 73,9 91,3 98,7
2 77,6 77,6 74,7 83,6
3 116,9 78,0 115,7 115,9
4 100,4 94,1 101,9 110,9
5 80,6 82,9 88,2 88,7
6 59,2 57,4 52,0 64,6
7 60,0 60,0 57,7 62,9
8 77,4 76,1 74,5 87,9
9 80,6 77,7 80,3 81,0
Висновки. Шляхом селекци отриман ¡золяти Анал1тичним сигналом б1осенсорного анал1затору е
бактер1й-азотф1ксатор1в, перспективнi для роз- дихальна активнiсть селекцiонованих бактерiй. робки чутливих елементiв бiосенсорного аналiзу на Перспективи подальших дослщжень. По-
вмiст гербiцидiв «Амiсоль», «Miлагро 040SC», «fli- дальни дослiдження будуть спрямованi на встанов-
канiт 600» в Грунтах стьськогосподарського при- лення специфiчностi селекцiонованих бактерй
значення та сiльськогосподарських продуктах. азотфiксаторiв щодо ксенобiотикiв рiзноI природи.
Л1тература
1. Грузина Т. Г. Респираторная активность бактерий в биоэлектрохимической детекции тяжелых металлов в водных середах / Т. Г. Грузина, В. В. Вембер, А. M. Задорожняя [та ¡н.] // Химия и технология воды. - 2005. - Т. 27, № 4. -С.385-391.
2. Ладонин В. Ф. Определение остатков гербицидов по фитотоксическому показателю / В. Ф. Ладонин, M. И. Лунев // Защита растений. - 1983. - № 4. - С. 28-29.
3. Методичш рекомендацп. Експресне бюсенсорне визначення бюлопчного споживання кисню (БСК) для оцЫки рiвня забрудненост оргашчними речовинами об'eктiв ветеринарно-санiтарного контролю. - КиУв, 2010. - 17 с.
4. Назаров А. В. Потенциал использования микробно-растительного взаимодействия для биоремедиации / А. В. Назаров, С. А. Илларионов // Биотехнология. - 2005. - № 5. - С. 54-62.
5. Патика В. П. Еколопя мiкроорганiзмiв / В. П. Патика, Т. Г. Омелянець, I. В. Гриник, В. Ф. Петриченко. - К.: Основа, 2007. - 192 с.
6. Перелк пестицидiв i агрохiмiкатiв, дозволених до використання в УкраУнг - К., 2003. - 348 с.
7. Перелк пестицидiв i агрохiмiкатiв, дозволених до використання в УкраУж" за станом на 27 березня 2007. http://www. uazakon. com/big/text1369/pg1. htm.
8. Перелк саштарно-ппешчних норм. Допустимi рiвнi вмюту пестицидiв у сУпьськогосподарсьюй сировинi, харчових продуктах, повiтрi робочоУ зони, атмосферному повiтрi, водi водоймищ, фунтг ДсанПiН8. 8.1.2.3.4. -000-2001. Постанова Головного державного саштарного лкаря УкраУни № 137 вiд 20.09.2001. - К., 2001. - 244 с.
9. Руководство к практическим занятиям по микробиологии / Под ред. Егорова Н. С. - М.: Издательство МГУ, 1995. -224 с.
10. Сеги Й. Методы почвенной микробиологии / Й. Сеги. - М.: Колос,1983. - 296 с.
11. Степаненко П. А. Взаимодействие служб приносит результаты / П. А. Степаненко, Ю. В. Сидоров // Защита и карантин растений. - 2000. - № 12. - С. 7-9.
12. Тертична О. В. Модифка^я методу дифузп в агар для визначення чутливост мiкроорганiзмiв до пестицидiв / О. В. Тертична // Агроеколопчний журнал. - 2004. - № 4. - С. 68-70.
13. Тохтарь К. И. К вопросу о фитотоксичности гербицидов / К. И. Тохтарь, С. И. Капустин. // Зб. наук. пр. Луганського нацюнального аграр. ун-ту. Луганськ, 2006. - № 58 (81). - С. 159-164.
14. Трибель С. О. Захист рослин як складова продовольчоУ безпеки / С. О. Трибель, О. О. Стригун // Газета "Агробiзнес сьогодж" - листопад 2013. - № 22 (269) .
15. Dzantor E. K. Phytoremediation: the state of rhizosphere «engineering» for accelerated rhizodegradation of xenobiotic contaminants / E. K. Dzantor // J. Chem. Technol. Biotechnol. - 2007. - Vol. 82, № 3. - P. 228-232.
16. Roberts T. Metabolic pathway of agrochemicals / T. Roberts, L Huston. - Herbicides : UK. Cornvall, 1999. - 520 p.
17. Yu Lei. Microbial biosensors / Lei Yu, Chen Wilfred, Mulchandani Ashok // Analytica Chimica Acta. - 2006. - № 568. - P. 200210
18. Zhuang X. New advances in plant growth-promoting rhizobacteria for bioremediation / X. Zhuang, H. Chen, Z. Bai // Environ. Int. - 2007. - Vol. 33, № 3. - P. 406-413.
УДК 541. 13:577. 112. 087
РОЗРОБКА ЧУТЛИВОГО ЕЛЕМЕНТУ Б10СЕНС0РН0Г0 АНАЛ13АТ0РУ ДЛЯ ВИЗНАЧЕННЯ ВМ1СТУ ГЕРБ1ЦИД1В У ГРУНТАХ ТА С1ЛЬСЬК0Г0СП0ДАРСЬК1Й ПР0ДУКЦП
Дибкова С. М., Грузша Т. Г., Резшченко Л. С., Ульберг 3. Р.
Резюме. Метою дослщження була селек^я бактерiй-азотфiксаторiв для розробки чутливого елемента бюсенсорного аналiзатору для визначення вмюту гербiцидiв «Дкаыт 600», «Мтагро 040 SC», «Амюоль» у фунтах стьськогосподарського призначення та стьськогосподарсьюй продукци.
Шляхом селек^У отримаы ¡золяти бактерiй-азотфiксаторiв, перспективы для розробки чутливих еле-мен^в бюсенсорного аналiзу на вмют гербiцидiв «Дiканiт 600», «Miлагро 040 SC», «Амiсоль» в Грунтах сiль-когосподарського призначення та стьськогосподарських продуктах. Аналiтичним сигналом бiосенсорного аналiзатору е дихальна активнють селекцiонованих бактерiй.
Ключов1 слова: бактерiУ-азотфiксатори, гербiциди, дихальна активнiсть бактерм, аналiтичний сигнал, бiосенсорний аналiзатор.
УДК 541. 13:577. 112. 087
РАЗРАБОТКА ЧУВСТВИТЕЛЬНОГО ЭЛЕМЕНТА БИОСЕНСОРНОГО АНАЛИЗАТОРА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ГЕРБИЦИДОВ В ПОЧВАХ И СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ПРОДУКЦИИ
Дыбкова С. Н., Грузина Т. Г., Резниченко Л. С., Ульберг З. Р.
Резюме. Целью исследований была селекция бактерий-азотфиксаторов для разработки чувствительного элемента биосенсорного анализатора для определения содержания гербицидов «Диканит 600», «Ми-лагро 040 SC», «Амисоль» в почвах сельскохозяйственного назначения и сельскохозяйственной продукции.
Путем селекции получены изоляты бактерий-азотфиксаторов, перспективные для разработки чувствительных элементов биосенсорного анализа на содержание гербицидов «Диканит 600», «Милагро 040 SC», «Амисоль» в почвах сельскохозяйственного назначения и сельскохозяйственной продукции. Аналитическим сигналом биосенсорного анализатора является дыхательная активность селекционированных бактерий.
Ключевые слова: бактерии-азотфиксаторы, гербицид, дыхательная активность бактерий, аналитический сигнал, биосенсорный анализатор.
UDC 541. 13:577. 112. 087
Development of Sensitive Elements of Biosensor Analyzer for the Herbicides Determination in Soil and Agricultural Products
Dybkova S. M., Gruzina T. G., Rieznichenko L. S., Ulberg Z. R.
Abstract. Cultivation of agricultural plants provides a systematic application of herbicides. "Milagro 040SC", "Dikanit 600" and "Amisoil" are the wide spread herbicides in agriculture.
The Ministry of Health of Ukraine annually limits the amount of use of these herbicides because of the residues of "Dikanit 600" and "Amisoil" have been detected in agricultural products, especially milk and meat. The high content of residual herbicides "Milagro 040SC" (0.084 and 0.096 mg / kg soil) have been registered in the soil of Ukraine.
Biosensor analysis systems have the advantages of application in environmental analytic because of their high sensitivity, specificity, express and efficiency.
Soil bacteria which contacted with herbicides are able to feel their toxic effects and to address changes in physiological responses to the presence of toxicants. There are a large group of nitrogen fixer bacteria in the agricultural soil which is capable to response on the herbicides presence.
The aim of this work was selection of nitrogen fixer bacteria for the development of sensitive elements of biosensor analyzer for the "Milagro 040SC", "Dikanit 600" and "Amisoil" determination in agricultural soil and agricultural products.
Selection of nitrogen fixer bacteria was carried out on legume agar.
Enrichment culture have been obtained from soil samples which are contacting with herbicides.
Analytical signal of biosensor analyzer was the respiratory activity of bacterial selected isolates. Respiratory activity of bacterial selected isolates was recorded using a portable express biosensor analyzer with amperometric system (Clark oxygen electrode (AGA 101 М, Belarus). 9 bacterial isolates have been selected. This isolates have been promised as sensitive elements for biosensor analysis of the herbicides contents in the agricultural soil and agricultural products.
Isolates # #1, 3, 4, 6, 8 which have responses by respiratory activity changes in the presence of appropriate herbicides are perspective for development and creation of sensitive elements of biosensor analyzer for the "Ami-sol", "Milagro 040SC», «Dikanit 600 " determination in soil and agricultural products.
Keywords: nitrogen fixer bacteria, herbicides, respiratory activity, analytical signal, biosensor analyzer.
Рецензент - проф. Лобань Г. А.
Стаття надшшла 7. 09. 2014 р.
