Технологія виявлення і локалізації біогенних магнітних наночастинок та передумови їх утворення
| dc.contributor.author | Дем’яненко, Ірина Володимирівна | |
| dc.contributor.degreedepartment | біоінформатики | uk |
| dc.contributor.degreefaculty | біотехнології | uk |
| dc.contributor.degreegrantor | Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут" | uk |
| dc.date.accessioned | 2015-11-24T13:12:22Z | |
| dc.date.available | 2015-11-24T13:12:22Z | |
| dc.date.issued | 2015 | |
| dc.description.abstracten | Thesis for the scientific degree of the Candidate of technical sciences (PhD) in speciality 03.00.20 - Biotechnology. – The National Technical University of Ukraine “Kyiv Polytechnic Institute”, Kyiv, 2015. The thesis is devoted to the study of biomineralization process in prokaryotes and eukaryotes, as well as the development of technology to identify BMN in biological objects. We have defined the microorganisms that were potential producers of biogenic magnetic nanoparticles by bioinformatics methods (comparative genomics). It was found theoretically and experimentally that the process of biomineralization passes regardless of the presence or absence of ferritin in the prokaryotes and eukaryotes cells. We developed the technology of definition and localization of biogenic magnetic nanoparticles on the basis of magnetic force microscopy. Approbation of the technology was conducted at a magnetically operated biosorbents based on complexes of magnetic nanoparticles - yeast Saccharamyces cerevisiae obtained by mechanical and magnetohydrodynamic stirring with different exposures. The structural localization of biogenic magnetic phase in Ehrlich ascites carcinoma was defound using the developed technology. Theoretically justified and identified biogenic magnetic nanoparticles in samples of sections of atherosclerotic plaque mixed structure. | uk |
| dc.description.abstractru | Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 03.00.20 – биотехнология.– Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт», Киев, 2015. Диссертационная работа посвящена исследованию процесса биоминерализации у прокариот и эукариот, а также разработке технологии выявления БМН в биообъектах. Методами биоинформатики (сравнительной геномики) определены микроорганизмы – потенциальные продуценты биогенных магнитных наночастиц среди анаэробов. К ним относятся следующие микроорганизмы: Alcaligenes sp., Bacillus licheniformis, Hyphomicrobium sp., Pseudomonas aeroginose, Thiobacillus denitrificans, Desulfobacter sp., Desulfotomaculum nigrificans, Dm. orientis, Dm. ruminis, Desulfovibrio desulfuricans, D. vulgaris, Desulfotomaculum acetoxidans, Wolinella succinogenes, Methanobacterium thermoautotrophicum, Methanosarcina sp., Methanospirillum hundatii, Acetobacterium woodii, Peptostreptococcus sp., Klebsiella sp., Propionibacterium sp., Proteus sp., Geobacter metallireducens. Теоретически и экспериментально установлено, что процесс биоминерализации проходит независимо от наличия или отсутствия ферритина в клетках прокариот и эукариот. На это указывает отсутствие в протеоме Magnetospirillium gryphiswaldense и Magnetococcus marinus MC-1 белков семейства ферритина при наличии фенотипического проявления биоминерализации. Также в работе показано, что ферригидрид в ядре ферритина не коагулирует под воздействием внешнего магнитного поля, так как сканирующий зондовый микроскоп в магнитно-силовом режиме не фиксирует его магнитный отклик, в отличие от отклика кристаллических магнитных наночастиц. Разработана технология определения и локализации биогенных магнитных наночастиц на основе метода магнитно-силовой микроскопии. На первом этапе проводят исследование образцов на сканирующем зондовом микроскопе методами атомно-силовой и магнитно-силовой микроскопией. При сканировании в МСМ-режиме получают два изображения при расстоянии между кантилевером и поверхностью образца 40 нм и 60 нм. Для поиска БМН в исследуемых образцах проводят их предварительную обработку магнитным полем. Полученные данные анализируют в разработанной программе для получения результирующего изображения с учетом дрейфа зонда микроскопа. На последнем этапе проводят расчет места локализации БМН относительно мембраны клетки. Апробацию технологии проводили на магнитоуправляемом биосорбенте на основе комплексов магнитные наночастицы – дрожжи Saccharamyces cerevisiae, полученных при механическом и магнитогидродинамическом перемешивании с разной экспозицией. В результате установлено, что магнитные наночастици локализованы на поверхности мембраны дрожжевых клеток в виде кластеров с размером единичного кластера 140±80 нм (магнитогидродинамическое перемешивание) и 1250±850 нм (механическое перемешивание). Полученные данные говорят о том, что целесообразно использовать магнитогидродинамическое перемешивание для получения магнитоуправляемого сорбента. Это позволит увеличить эффективность магнитоуправляемого биосорбента для очистки сточных вод. Определена структурная локализация биогенной магнитной фазы в клетках асцитной карциномы Эрлиха с помощью разработанной технологии. Как показали исследования, структурная локализация зависит от экспозиции клеток асцитной карциномы Эрлиха в магнитном поле. При 15 минутах БМН расположены по всей поверхности клетки в виде коротких (2-5) и длинных (10-20) цепочек кластеров. Экспозиция в магнитном поле в течение часа приводит к образованию длинных цепочек по периметру клетки, которые расположены на глубине 180±70 нм. Обнаружение биогенных магнитных наночастиц и определение их локализации в онкологических клетках даст толчок к развитию новых технологий в диагностике и лечении заболеваний. На основе биоинформационного анализа было теоретически обосновано наличие, а затем экпериментально выявлены в образцах срезов атеросклеротической бляшки смешанного строения биогенные магнитные наночастицы с размером единичного кластера 200-400 нм. В образцах атерозно-фиброзной кальцинированной бляшки и бляшки с фрагментами склероза сосудов биогенные магнитные наночастицы не были обнаружены. Возможно, это связано с тем, что образцы не были предварительно обработаны магнитным полем для кластеризации биогенных магнитных наночастиц. Размер магнитных наночастиц в свою очередь влияет на чувствительность сканирующего зондового микроскопа. Частицы были обнаружены в зонах кальцинирования, которые характеризуются анаэробными условиями. Полученные результаты дадут толчок для развития магнитной терапии атеросклероза. | uk |
| dc.description.abstractuk | Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 03.00.20 – біотехнологія. – Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут», Київ, 2015. Дисертаційна робота присвячена дослідженню процесу біомінералізації в прокаріот і еукаріот та розробленню технології виявлення БМН в біооб’єктах. Виявлено мікроорганізми потенційні продуценти біогенних магнітних наночастинок методами біоінформатики (порівняльної геноміки). Теоретично та експериментально встановлено, що процес біомінералізації відбувається незалежно від наявності або відсутності феритину в клітинах прокаріот та еукаріот. Розроблено технологію виявлення і локалізації біогенних магнітних наночастинк на основі методу магнітно-силової мікроскопії. Апробацію технології проведено на магнітокерованих біосорбентах на основі комплексу магнітні наночастинки - дріжджі Saccharamyces cerevisiae отриманих при механічному та магнітогідродинамічному перемішуваннях з різною експозицією. Виявлено структурну локалізацію біогенної магнітної фази в клітинах асцитної карциноми Ерліха за допомогою розробленої технології. Теоретично обґрунтовано та виявлено в зразках зрізів атеросклеротичної бляшки змішаної будови біогенні магнітні наночастинки. | uk |
| dc.format.page | 26 л. | uk |
| dc.identifier.uri | https://ela.kpi.ua/handle/123456789/13980 | |
| dc.language.iso | uk | uk |
| dc.publisher | Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут" | uk |
| dc.publisher.place | Київ | uk |
| dc.status.pub | published | uk |
| dc.subject.udc | 57.05 | uk |
| dc.subject.udc | 577.32 : 537.662 | |
| dc.subject.udc | 616-004.6 | |
| dc.title | Технологія виявлення і локалізації біогенних магнітних наночастинок та передумови їх утворення | uk |
| dc.type | Other | uk |
| thesis.degree.level | candidate | uk |
| thesis.degree.name | кандидат технічних наук | uk |
| thesis.degree.speciality | 03.00.20 – біотехнологія | uk |