ИНВЕСТИРА ВЪВ ВАШЕТО БЪДЕЩЕ ОПЕРАТИВНА ПРОГРАМА „РАЗВИТИЕ НА ЧОВЕШКИТЕ РЕСУРСИ“ ПРОЕКТ BG051PO001-3.3.06-0014 ЦЕНТЪР ПО МАТЕМАТИЧНО МОДЕЛИРАНЕ И КОМПЮТЪРНА СИМУЛАЦИЯ ЗА ПОДГОТОВКА И РАЗВИТИЕ НА МЛАДИ ИЗСЛЕДОВАТЕЛИ Научен семинар „Наука и бизнес: ХТМУ и ЛУКОЙЛ“ „Биологично пречистване на отпадни води с помощта на силикатни хибридни биоматериали” Елена Тодорова докторант ИНВЕСТИРА ВЪВ ВАШЕТО БЪДЕЩЕ Проектът се осъществява с финансовата подкрепа на Оперативна програма „Развитие на човешките ресурси”, съфинансирана от Европейския социален фонд на Европейския съюз

ИНВЕСТИРА ВЪВ ВАШЕТО БЪДЕЩЕ ЕВРОПЕЙСКИ СЪЮЗ ЕВРОПЕЙСКИ СОЦИАЛЕН ФОНД ОПЕРАТИВНА ПРОГРАМА „РАЗВИТИЕ НА ЧОВЕШКИТЕ РЕСУРСИ“ ПРОЕКТ BG051PO001-3.3.06-0014 ЦЕНТЪР ПО МАТЕМАТИЧНО МОДЕЛИРАНЕ И КОМПЮТЪРНА СИМУЛАЦИЯ ЗА ПОДГОТОВКА И РАЗВИТИЕ НА МЛАДИ ИЗСЛЕДОВАТЕЛИ Интензивното развитие на човечеството води до повишена необходимост от създаването на нови материали и технологии, които да подобрят начина ни на живот. Развитието от своя страна води до повишаване на количествата замърсявания и унищожаване на околната среда. Замърсяванията в отпадните води са огромен проблем, в резултат на което се разработват редица технологии за тяхното пречистване. ИНВЕСТИРА ВЪВ ВАШЕТО БЪДЕЩЕ

ИНВЕСТИРА ВЪВ ВАШЕТО БЪДЕЩЕ ЕВРОПЕЙСКИ СЪЮЗ ЕВРОПЕЙСКИ СОЦИАЛЕН ФОНД ОПЕРАТИВНА ПРОГРАМА „РАЗВИТИЕ НА ЧОВЕШКИТЕ РЕСУРСИ“ ПРОЕКТ BG051PO001-3.3.06-0014 ЦЕНТЪР ПО МАТЕМАТИЧНО МОДЕЛИРАНЕ И КОМПЮТЪРНА СИМУЛАЦИЯ ЗА ПОДГОТОВКА И РАЗВИТИЕ НА МЛАДИ ИЗСЛЕДОВАТЕЛИ Иновативен и широко използван подход за разграждане на замърсяванията в отпадните води е биологичното пречистване. Биологичното пречистване се основава на разграждане на замърсителите чрез използване на имобилизирани клетки. Нитрилите се причисляват към най-опасните замърсители на отпадните води, които се натрупват като отпадни продукти от нефтопроизводтството Тези вещества са силно токсични и канцерогенни поради наличието на циано група в състава им-(R-CN) Нитрилните съединения могат да бъдат разградени до съответната киселина и амоняк чрез една единствена реакция с участието на микробния ензим-нитрилаза ИНВЕСТИРА ВЪВ ВАШЕТО БЪДЕЩЕ 3

ИНВЕСТИРА ВЪВ ВАШЕТО БЪДЕЩЕ ЕВРОПЕЙСКИ СЪЮЗ ЕВРОПЕЙСКИ СОЦИАЛЕН ФОНД ОПЕРАТИВНА ПРОГРАМА „РАЗВИТИЕ НА ЧОВЕШКИТЕ РЕСУРСИ“ ПРОЕКТ BG051PO001-3.3.06-0014 ЦЕНТЪР ПО МАТЕМАТИЧНО МОДЕЛИРАНЕ И КОМПЮТЪРНА СИМУЛАЦИЯ ЗА ПОДГОТОВКА И РАЗВИТИЕ НА МЛАДИ ИЗСЛЕДОВАТЕЛИ Клетки синтезиращи ензим нитрилаза са термофилните бактериални клетки. Внасянето на тези клетки в подходяща матрица води до повишаване количеството синтезиран ензим, както и разграждащата активност на материала спрямо замърсителите. Предимства на силикатните хибридни материали с имобилизирани бактериални клетки: Хомогенна стабилна структура Наличие на органичен компонент, който благоприятства развитието на имобилизираните клетки в материала Достъпен метод за синтез (зол-гел), който позволява модифициране на процеса, за да бъде съвместим с живите клетки Висока сорбционна и раграждаща нитрил активност ИНВЕСТИРА ВЪВ ВАШЕТО БЪДЕЩЕ 4

ИНВЕСТИРА ВЪВ ВАШЕТО БЪДЕЩЕ ЕВРОПЕЙСКИ СЪЮЗ ЕВРОПЕЙСКИ СОЦИАЛЕН ФОНД ОПЕРАТИВНА ПРОГРАМА „РАЗВИТИЕ НА ЧОВЕШКИТЕ РЕСУРСИ“ ПРОЕКТ BG051PO001-3.3.06-0014 ЦЕНТЪР ПО МАТЕМАТИЧНО МОДЕЛИРАНЕ И КОМПЮТЪРНА СИМУЛАЦИЯ ЗА ПОДГОТОВКА И РАЗВИТИЕ НА МЛАДИ ИЗСЛЕДОВАТЕЛИ “Силикатни хибридни материали с участието на нитрил разграждащи клетки” Синтез на зол-гелни матрици Комбиниране на силикатни и органични компоненти в различни съотношения Контролиране pH на средата с цел запазване жизнеността на клетките Имобилизиране на бактериални клетки Bacillus sp. UG-5B синтезиращи ензим-нитрилаза Структурно охарактеризиране на синтезираните хибридни материали Проследяване разграждащата способност на нитрил разтвори с помощта на лабораторен колонен тип биореактор ИНВЕСТИРА ВЪВ ВАШЕТО БЪДЕЩЕ 5

ИНВЕСТИРА ВЪВ ВАШЕТО БЪДЕЩЕ ЕВРОПЕЙСКИ СЪЮЗ ЕВРОПЕЙСКИ СОЦИАЛЕН ФОНД ОПЕРАТИВНА ПРОГРАМА „РАЗВИТИЕ НА ЧОВЕШКИТЕ РЕСУРСИ“ ПРОЕКТ BG051PO001-3.3.06-0014 ЦЕНТЪР ПО МАТЕМАТИЧНО МОДЕЛИРАНЕ И КОМПЮТЪРНА СИМУЛАЦИЯ ЗА ПОДГОТОВКА И РАЗВИТИЕ НА МЛАДИ ИЗСЛЕДОВАТЕЛИ Остатъчна активност на имобилизираните клетки в хибридни матрици с различно съдържание на органичен компонент b Хомогенна структура Равномерно разпределение на имобилизираните клетки в материала Влиянието на количеството органичен компонент върху структурата на крайният материал, както активността на бактериалните клетки Взаимовръзка между развитата повърхност на матрицата и остъчната активност на имобилизираните клетки Влияние на различната концентрация на органичен материал-PEG, включен в матриците върху ензимната активност на имобилизираните клетки ИНВЕСТИРА ВЪВ ВАШЕТО БЪДЕЩЕ 6

ИНВЕСТИРА ВЪВ ВАШЕТО БЪДЕЩЕ ЕВРОПЕЙСКИ СЪЮЗ ЕВРОПЕЙСКИ СОЦИАЛЕН ФОНД ОПЕРАТИВНА ПРОГРАМА „РАЗВИТИЕ НА ЧОВЕШКИТЕ РЕСУРСИ“ ПРОЕКТ BG051PO001-3.3.06-0014 ЦЕНТЪР ПО МАТЕМАТИЧНО МОДЕЛИРАНЕ И КОМПЮТЪРНА СИМУЛАЦИЯ ЗА ПОДГОТОВКА И РАЗВИТИЕ НА МЛАДИ ИЗСЛЕДОВАТЕЛИ Лабораторен колонен тип биореактор Количество разграден бензонитрил при 550С от биокатализатори получени по зол-гелен метод с 5 % органичен компонент Заключение Посредством имобилизирани клетки (Bacillus sp. UG-5B) продуцент на термостабилна нитрилаза, е постигнат непрекъснат раграждащ процес за токсичните нитрилни съединения при висока температура и със стабилни във времето хибридни биоматериали. В този смисъл получените от нас резултати разкриват определени перспективи за осъществяване на биодеградационни процеси на нитрилни и други токсични замърсители и възможност за следващи изследвания в тази насока. ИНВЕСТИРА ВЪВ ВАШЕТО БЪДЕЩЕ 7

ИНВЕСТИРА ВЪВ ВАШЕТО БЪДЕЩЕ ЕВРОПЕЙСКИ СЪЮЗ ЕВРОПЕЙСКИ СОЦИАЛЕН ФОНД ОПЕРАТИВНА ПРОГРАМА „РАЗВИТИЕ НА ЧОВЕШКИТЕ РЕСУРСИ“ ПРОЕКТ BG051PO001-3.3.06-0014 ЦЕНТЪР ПО МАТЕМАТИЧНО МОДЕЛИРАНЕ И КОМПЮТЪРНА СИМУЛАЦИЯ ЗА ПОДГОТОВКА И РАЗВИТИЕ НА МЛАДИ ИЗСЛЕДОВАТЕЛИ Роля на математични модели Въз основа на получените експериментални данни за синтезираните силикатни хибриди описващи структурните особености, както и разграждащата активност на имобилизираните клетки е възможно изготвянето на математичен модел с цел оптимизация на процеса. Математичният модел дава възможност да бъдат определени: Оптималните концентрации на изходните материали Оптимално разпределение на имобилизираните клетки в структурата на материала Оптимизиране на разграждащи активности на синтезираните хибридни биоматериали ИНВЕСТИРА ВЪВ ВАШЕТО БЪДЕЩЕ 8

ИНВЕСТИРА ВЪВ ВАШЕТО БЪДЕЩЕ ЕВРОПЕЙСКИ СЪЮЗ ЕВРОПЕЙСКИ СОЦИАЛЕН ФОНД ОПЕРАТИВНА ПРОГРАМА „РАЗВИТИЕ НА ЧОВЕШКИТЕ РЕСУРСИ“ ПРОЕКТ BG051PO001-3.3.06-0014 ЦЕНТЪР ПО МАТЕМАТИЧНО МОДЕЛИРАНЕ И КОМПЮТЪРНА СИМУЛАЦИЯ ЗА ПОДГОТОВКА И РАЗВИТИЕ НА МЛАДИ ИЗСЛЕДОВАТЕЛИ БЛАГОДАРЯ ВИ ЗА ВНИМАНИЕТО! ИНВЕСТИРА ВЪВ ВАШЕТО БЪДЕЩЕ 9