ростостимулирующее средство для культивирования сульфатвосстанавливающих бактерий

Классы МПК:C12N1/38 химическая стимуляция роста или активности путем введения химических соединений, не являющихся существенными факторами роста; стимуляция роста путем удаления химического соединения
C12N1/20 бактерии; питательные среды для них
Автор(ы):, , ,
Патентообладатель(и):Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2010-09-22
публикация патента:

Изобретение относится к области биохимии. Предложено ростостимулирующее средство для культивирования сульфатвосстанавливающих бактерий, представляющее собой 2-(фурил-2)-1,3-диоксациклопентан. Средство способствует повышению выхода биогенного сероводорода, выделяемого сульфатвосстанавливающими бактериями и используемого для осаждения тяжелых металлов из сточных вод. 1 табл., 3 пр.

Формула изобретения

Ростостимулирующее средство для культивирования сульфатвосстанавливающих бактерий, представляющее собой 2-(фурил-2)-1,3-диоксациклопентан.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к созданию новых стимуляторов роста из ряда ацеталей и их гетероаналогов, а именно к соединениям класса фурилзамещенных 1,3-дигетероциклоалканов, которые могут быть использованы в процессе биологической очистки сточных вод с помощью сульфатвосстанавливающих бактерий.

Известно применение циклических ацеталей фурфурола в качестве регуляторов роста растений [Патент РФ № 2141202 Регулятор роста растений "Фэтил", БИ - 1999. - № 32].

Сведений о применении этих соединений в качестве регуляторов роста микроорганизмов в литературе не обнаружено.

Известно использование в качестве стимулятора роста и развития СВБ в количестве 0,05-0,2 мас.% эмульсионной композиции следующего состава (мас.%): некаль 22-30, поливиниловый спирт 18-26, гидрохинон 12-14, вода - остальное [Авт. свид. № 1231812 Способ биохимической очистки сточных вод от ионов металлов, опубл. 27.07.2000 г.].

Известно применение в целях интенсификации процесса сульфатредукции при культивировании СВБ стимулирующей добавки, содержащей смесь двойного нитрата самария с пиридином в количестве 0,0005-0,01 мас.% [Авт. свид. № 152261 Способ обнаружения сульфатвосстанавливающих бактерий в нефтепромысловых средах, опубл. 20.11.1999 г.].

Недостатком данных способов является труднодоступность реагентов, сложность их дозировки и недостаточная ростстимулирующая активность соединений.

Наиболее близкими по структуре стимуляторами роста СВБ (прототипом), применяемыми в концентрациях 0,0025-0,1 мас.%, являются представители класса азотсодержащих гетероаналогов ацеталей (аминалей) N,N,N'N'-тетраалкилметилен(бис)амины общей формулы (1), где R=CH3, C2H5 [Авт. свид. № 764388 Питательная среда для выращивания сульфатвосстанавливающих бактерий, опубл. 20.11.1999 г.]:

ростостимулирующее средство для культивирования сульфатвосстанавливающих   бактерий, патент № 2459865

Недостатком является недостаточная ростстимулирующая активность соединений.

Изобретение решает техническую задачу интенсификации выработки сульфатвосстанавливающими бактериями (СВБ) биогенного сероводорода, используемого для осаждения тяжелых металлов в процессе биологической очистки сточных вод.

Сущность изобретения заключается в создании ростстимулирующего средства для СВБ, содержащего в качестве активного ингредиента 2-(фурил-2)-1,3-диоксациклопентан:

ростостимулирующее средство для культивирования сульфатвосстанавливающих   бактерий, патент № 2459865

Получение 2-(фурил-2)-1,3-диоксациклопентана иллюстрируется следующими примерами:

Пример 1. Синтез 2-(фурил-2)-1,3-диоксациклопентана в мягких условиях (при комнатной температуре):

В химический стакан помещают 62 г (1 моль) свежеперегнанного этиленгликоля и приливают при перемешивании 96 г (1 моль) свежеперегнанного азеотропной перегонкой с водой фурфурола. Смесь охлаждают на водяной бане до комнатной температуры, затем приливают 10 см3 10% раствора серной кислоты. Перемешивание продолжают еще 0,1ростостимулирующее средство для культивирования сульфатвосстанавливающих   бактерий, патент № 2459865 0,15 ч. В момент помутнения реакционной смеси, свидетельствующего о прохождении ацетализации, к ней прибавляют 200 см3 воды, после чего происходит расслоение реакционной смеси на водную и органическую фазы. После нейтрализации реакционной смеси ее разделяют с помощью делительной воронки, водный слой экстрагируют эфиром, эфирные вытяжки и органический слой объединяют, сушат над безводным КОП, отгоняют эфир и выделяют 2-(фурил-2)-1,3-диоксациклопентан вакуумной перегонкой с выходом 84%.

Т.кип.°C (мм рт.ст.): 105 (18);

ростостимулирующее средство для культивирования сульфатвосстанавливающих   бактерий, патент № 2459865 ;

ростостимулирующее средство для культивирования сульфатвосстанавливающих   бактерий, патент № 2459865 ;

ИК-спектр (ростостимулирующее средство для культивирования сульфатвосстанавливающих   бактерий, патент № 2459865 , см-1): 3120, 2970, 2860, 1620, 1520, 1475, 1435, 1380, 1245, 1160, 1110, 1030, 960, 930, 890, 870, 805, 750

Пример 2. Синтез 2-(фурил-2)-1,3-диоксациклопентана в жестких условиях (в кипящем бензоле):

В трехгорлую круглодонную колбу, снабженную мешалкой, ловушкой Дина-Старка с обратным холодильником и подводом инертного газа, помещают 62 г (1 моль) свежеперегнанного этиленгликоля 96 г (1 моль) свежеперегнанного фурфурола, и 500 см3 абсолютизированного над натрием бензола. В холодную реакционную смесь добавляют катализатор КУ-2 в кислой форме в количестве 10 мол.% от фурфурола. Реакционную смесь кипятят при перемешивании в течение 2-2,5 ч с азеотропной отгонкой реакционной воды. По окончании реакции, о чем свидетельствует прекращение выделения воды, горячую смесь фильтруют, катализатор промывают небольшим количеством бензола и выделяют 2-(фурил-2)-1,3-диоксациклопентан вакуумной перегонкой с выходом 76%. Физико-химические характеристики 2-(фурил-2)-1,3-диоксациклопептан идентичны характеристикам соединения, полученного выше.

Пример 3. Лабораторные биологические испытания заявленного ростстимулирующего средства.

Эксперимент по изучению влияния органических стимуляторов на эффективность биохимической сульфатредукции и развитие СВБ проводили путем инкубирования микроорганизмов в пенициллиновых флаконах (объем 275 мл) в течение 35 дней. В начале исследований в герметичные стеклянные емкости одинакового объема загружали активный консорциум СВБ, содержащий накопительную культуру СВБ.

Иловая загрузка составляла при этом 1/3 высоты флакона. Идентичную загрузку вносили во все флаконы (было проведено 2 параллельных опыта), заполняли их питательной средой одинакового состава, добавляя стимулятор роста в количествах 0,01-0,1% и прототип в количестве 0,05 мас.%. В качестве контрольной пробы была взята проба без добавления стимулятора роста. Доза стимулятора и прототипа выбиралась на основе литературных данных, по аналогии с другими работами по изучению рострегулирующей активности 1,3-дигетероциклоалканов [Калашникова В.Г., Михайлюченко Н.Г., Кульневич В.Г. Производные 2-фурил-1,3-диоксана - эффективные стимуляторы роста пасленовых культур. - В кн.: Химия и технология ацеталей и их гетероаналогов. - Уфа: 1981. - С.139].

В качестве питательной среды использовалась среда для селективного культивирования СВБ «DSM-63» следующего состава (г/л): глицерин - 1,0, KH2PO4 - 0,5, NH4Cl - 1,0, Na 2SO4, - 1,0, CaCl2·2H2 O - 0,1, MgSO4·7H2O - 2,0, дрожжевой экстракт - 0,1.

В таблице 1 отражена динамика утилизации сульфатов и накопления сероводорода, наблюдаемая в течение эксперимента.

ростостимулирующее средство для культивирования сульфатвосстанавливающих   бактерий, патент № 2459865

Приведенные в таблице 1 данные показывают, что заявленное соединение в концентрациях 0,01-0,1% проявляет ростстимулирующий эффект при культивировании СВБ, выражающийся в интенсификации процессов утилизации сульфатов и генерации сероводорода. По степени эффективности заявленное ростстимулирующее вещество лучше взятого прототипа.

Класс C12N1/38 химическая стимуляция роста или активности путем введения химических соединений, не являющихся существенными факторами роста; стимуляция роста путем удаления химического соединения

способ ускоренного выращивания золотистого стафилококка для диагностики инфекций, связанных с оказанием медицинской помощи -  патент 2511031 (10.04.2014)
способ получения спорового материала бактерий рода clostridium -  патент 2509151 (10.03.2014)
стимулятор роста yersinia pseudotuberculosis -  патент 2502796 (27.12.2013)
способ получения биогаза с контролируемыми концентрациями микроэлементов -  патент 2499049 (20.11.2013)
способ изотопного обогащения клеток e.coli -  патент 2499042 (20.11.2013)
способ активации дрожжей -  патент 2492230 (10.09.2013)
способ повышения продуктивности микроорганизмов e.coli -  патент 2476593 (27.02.2013)
способ получения биологически активной субстанции из эмбрионально-яичной массы для приготовления противоожоговой пластины и противоожоговая пластина на его основе -  патент 2433171 (10.11.2011)
стимулятор роста молочнокислых бактерий в молоке -  патент 2430157 (27.09.2011)
способ получения культур молочнокислых бактерий и стартовая культура молочнокислых бактерий -  патент 2370533 (20.10.2009)

Класс C12N1/20 бактерии; питательные среды для них

способ определения чувствительности патогенных бактерий к комплексным антибактериальным препаратам -  патент 2529711 (27.09.2014)
бифазная транспортная питательная среда для выделения и выращивания бруцеллезного микроба -  патент 2529364 (27.09.2014)
питательная среда для выращивания консорциума азотфиксирующих и фосфатмобилизующих микроорганизмов -  патент 2528874 (20.09.2014)
питательная среда для выращивания консорциума азотфиксирующих и фосфатмобилизующих микроорганизмов -  патент 2528873 (20.09.2014)
штамм lactobacillus fermentum, обладающий широким спектром антагонистической активности и пробиотический консорциум лактобактерий для изготовления бактериальных препаратов -  патент 2528862 (20.09.2014)
изолированный штамм (варианты), обеспечивающий улучшение состояния здоровья жвачных животных, способ его получения, и способ его введения жвачным животным -  патент 2528859 (20.09.2014)
способ получения миллерита с использованием сульфатредуцирующих бактерий -  патент 2528777 (20.09.2014)
питательная среда для выращивания консорциума азотфиксирующих и фосфатмобилизующих микроорганизмов -  патент 2528744 (20.09.2014)
питательная среда для выращивания консорциума азотфиксирующих и фосфатмобилизующих микроорганизмов -  патент 2528740 (20.09.2014)
питательная среда для культивирования легионелл -  патент 2528101 (10.09.2014)
Наверх