Анотація до роботи:

Асауленко Л.Г. Взаємодія сульфатредукуючих бактерій з металом у біоплівці. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.07 – мікробіологія. Інститут мікробіології і вірусології ім. Д.К. Заболотного НАН України, Київ, 2004.

Дисертаційна робота присвячена дослідженню формування і функціонуванню біоплівки сульфатредукуючих бактерій як чинника мікробної корозії. Визначено, що всі досліджувані штами сульфатредукуючих бактерій мають позитивний таксис до іонів заліза, який допомагає потрапити їм до специфічної еконіші і адаптуватись там. Показано, що адгезія бактерій до сталі-3 корелює з агресивністю штамів. Встановлено, що катодна поляризація – один з найбільш поширених методів електрохімічного захисту металів, сприяє прикріпленню сульфатредукуючих бактерій до металу.

Показано, що клітини біоплівки і планктону сульфатредукуючих бактерій продукують екзополімерні комплекси. Питома продукція екзополімерного комплексу агресивного штаму Desulfovibrio sp. Київ-10 в біоплівці на 3 порядки перевищує таку планктонних клітин. Встановлено, що кородуюче залізо прискорює синтез екзополімерів клітинами сульфатредукуючих бактерій.

Досліджено вплив інгібітору корозії N-децилпіридиній хлориду (ДПХ) на адгезію сульфатредукуючих бактерій на сталі-3 та показано, що інгібітори сірководневої корозії впливають на можливість адгезуватись до сталі. У присутності інгібітору продукція екзополімерного комплексу клітинами біоплівки, закріплених на сталі блокувалась. За допомогою рентгенофазового аналізу встановлено, що агресивний штам накопичував більшу кількість продуктів корозії (оксиду заліза, гематиту, сульфіду заліза, піриту), тобто утворював більш потужну біоплівку.

Вперше застосовано метод тонких металевих матриць для дослідження впливу екзополімерного комплексу сульфатредукуючих бактерій на процес пошкодження сталі. Цей метод дозволяє у короткий термін (24 год) оцінити корозійну активність складових елементів біоплівки бактерій, що відрізняються за ступенем агресивності.

1. Вперше досліджено етапи формування біоплівки сульфатредукуючими бактеріями. Досліджено таксис сульфатредукуючих бактерій з різною агресивністю до іонів заліза Показано, що хемотаксис допомагає потрапити мікроорганізмам до специфічного середовища і адаптуватись там. Найбільш активний таксис проявляли більш агресивні штами: Desulfovibrio. sp., шт. Київ-10, D. indonensis, шт. Індонезія.

2. Вперше показано, що адгезія штамів сульфатредукуючих бактерій до поверхні маловуглецевої сталі корелює з їх агресивністю. Лідерами заселення поверхні металу виявились більш агресивні Desulfovibrio sp., шт. Київ-10 та Desulfovibrio indonensis, шт. Індонезія.

3. Встановлено, що катодна поляризація – один з найбільш поширених методів електрохімічного захисту металів, не лише не пригнічує життєдіяльності бактерій-збудників корозії, але й сприяє їх прикріпленню до металу.

4. Підтверджено, що під впливом більш агресивних штамів сульфатредукуючих бактерій, що сформували на поверхні сталі більш потужні за кількістю клітин і продуктів корозії біоплівки, а саме анодні зони, відбувається активний процес розчинення металу, тобто інтенсифікація процесу мікробно індукованої корозії.

5. Показано, що клітини біоплівки і планктону сульфатредукуючих бактерій продукують екзополімерні комплекси. Питома продукція екзополімерного комплексу агресивного штаму Desulfovibrio sp. Київ-10 в біоплівці на 3 порядки перевищує таку планктонних клітин. Встановлено, що кородуюче залізо прискорює синтез екзополімерів клітинами сульфатредукуючих бактерій агресивного штаму Desulfovibrio sp. Київ-10 у 10 разів і неагресивного Desulfovibrio desulfuricans Київ-45 у 5 разів.

6. Досліджено вплив інгібітору корозії N-децилпіридиній хлориду (ДПХ) на адгезію сульфатредукуючих бактерій на сталі-3 та показано, що інгібітори сірководневої корозії впливають на здатність адгезуватись до сталі (0,25 та 0,5 г/л інгібітора призводило до зменшення кількості прикріплених клітин відповідно на 56% і 81% в порівнянні з контролем). У присутності інгібітору продукція екзополімерного комплексу клітинами біоплівки, закріпленими на сталі, блокувалась.

7. За допомогою рентгенофазового аналізу встановлено, що продукти корозії агресивного і неагресивного штамів якісно не відрізнялись, але агресивний штам накопичував більшу кількість продуктів корозії оксиду заліза, гематиту, сульфіду заліза, піриту, тобто утворював більш потужну біоплівку. За цією ознакою Desulfovibrio sp., шт. Київ-10 є більш корозійно-небезпечним штамом, що і підтвердили наші дослідження.

8. Вперше розроблено спільно з Інститутом проблем матеріалознівства НАН України і застосовано метод тонких металевих матриць для дослідження впливу екзополімерного комплексу сульфатредукуючих бактерій на процес пошкодження сталі. Цей метод дозволяє у короткий термін (24 год) оцінити корозійну активність складових елементів біоплівки бактерій, що відрізняються за ступенем агресивності.

Публікації автора:

1. Асауленко Л.Г., Пуріш Л.М., Козлова І.П. Етапи формування біоплівки сульфатвідновлювальними бактеріями //Мікробіологічний журнал. – 2004. – Т. 66, № 3. – С. 72-79 (здобувачем особисто визначено таксис і адгезію сульфатвідновлювальних бактерій до сталі, проведено статистичну обробку отриманих результатів, підготовка статті до публікації)

2. Пуріш Л.М., Асауленко Л.Г., Коптєва Ж.П., Козлова І.П. Вплив інгібітора корозії на адгезію до сталі сульфатвідновлювальних бактерій та продукування ними екзополімерного комплексу //Мікробіологічний журнал. – 2004. – Т. 66, № 4. – С. 78-85 (Здобувачем особисто виділений екзополімерний комплекс)

3. Пуріш Л.М., Асауленко Л.Г., Козлова І.П. Вплив інгібіторів корозії на адгезію сульфатредукуючих бактерій до сталі //Науковий вісник Ужгородського національного університету. Серія: Біологія. – 2001. - № 10. – С.163-165. (здобувачем особисто підрахована кількість клітин в отриманих змивах, оформлення публікації)

4. Козлова И.А., Коптева Ж.П., Пуриш Л.М., Занина В.В., Коптева А.Е., Асауленко Л.Г. Таксис сульфатредуцирующих бактерий к Fe(III)-ионам как начальная стадия формирования биопленки на металле //Вісник Одеського національного університету. – 2001. – Т.6, № 4. – С.173-176 (Здобувач безпосередньо приймав участь в експерименті, провів аналіз отриманих даних)

5. Козлова І.П., Коптєва Ж.П., Заніна В.В., Піляшенко-Новохатний А.І., Пуріш Л.М., Асауленко Л.Г., Двойненко О.М., Андреєва А.Ф. Біоплівка і мікробно індукована корозія //Вісник Одеського національного університету. – 2001. – Т.6, № 4. – С.169-172 (Здобувач безпосередньо приймав участь у плануванні експерименту та обробляв отримані дані).

6. Козлова І., Коптєва Ж., Заніна В., Пуріш Л., Асауленко Л., Андреюк К., Касумов А., Андрєєва А. Новий підхід до вивчення мікробно індукованої корозії в біоплівках //Фізико-хімічна механіка матеріалів. – 2000. – Спец. вип. № 1. – С.626-629

7. Козлова І., Піляшенко-Новохатний А., Коптєва Ж., Пуріш Л., Заніна В., Асауленко Л., Андреюк К., Андрєєва А., Швець В. Мікробно індукована корозія у біоплівці, як біогеохімічний процес //Фізико-хімічна механіка матеріалів. – 2002. – Спец. вип. № 3. – С.714-717

8. Погребова И., Пуриш Л., Краснопир Т., Асауленко Л., Козлова И. Ингибиторы коррозии цинка и сталей в солевых хлоридных электролитах, содержащих сульфатредуцирующие бактерии //Фізико-хімічна механіка матеріалів. – 2002. – Спец. вип. № 3. – С.708-713

9. Пуріш Л., Асауленко Л. Взаємодія сульфатвідновлювальних бактерій з металом у присутності інгібітора корозії //Фізико-хімічна механіка матеріалів. – 2004. – Спец. вип. № 4. – С. 811-816

10. Асауленко Л.Г., Пуриш Л.М. Влияние ингибитора коррозии на адгезию сульфатвосстанавливающих бактерий в биопленке //8-я Международная Пущинская школа-конференция молодых ученых “Биология - наука XXI века”, 17-21 мая 2004г., Пущино. – С. 140.

11. Асауленко Л.Г., Пуриш Л.М. Определение коррозионной активности экзометаболитов бактерий методом тонких металлических матриц //Международная конференция “Современное состояние и перспективы развития микробиологии и биотехнологии”, 26-28 мая 2004 г., Минск. – С. 184-185.

12. Пуріш Л.М., Асауленко Л.Г., Козлова І.П. Продукування екзополімерного комплексу сульфатвідновлювальними бактеріями за присутності інгібітору корозії //Х З’їзд Товариства мікробіологів України, 15-17 вересня 2004 р., Одеса. – С. 73.

13. Козлова І.П., Коптєва Ж.П., Піляшенко-Новохатний А.І., Заніна В.В., Пуріш Л.М., Асауленко Л.Г., Андреюк К.І. Мікробна корозія, індукована сульфатредукуючими бактеріями як процес біомінералізації // Х З’їзд Товариства мікробіологів України, 15-17 вересня 2004 р., Одеса. – С. 190.

14. Purisch L., Asaulenko L. Influence the inhibitor of corrosion on extracellular polymeric substances by sulfate-reducing bacteria //EUROCORR 2004, September 12-16, 2004, Nice, France. – Р.279