Immobilisierung von Bakterien in Hydrogelen und chemische Weiterverarbeitung zu wasserstabilen lebenden Biohybridsystemen

Im Rahmen dieser Dissertationsschrift und der ihr zugrunde liegenden Untersuchungen wurden erfolgreich neue Methoden der Verarbeitung und Anwendungen von lebenden Kompositen auf Basis von Polymeren und Bakterien erforscht. Die Retention der Freisetzung von immobilisierten M. luteus aus PVA-Partikel...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:
1. Verfasser: Knierim, Christian
Beteiligte: Greiner, Andreas (Prof. Dr.) (BetreuerIn (Doktorarbeit))
Format: Dissertation
Sprache:Deutsch
Veröffentlicht: Philipps-Universität Marburg 2013
Chemie
Ausgabe:http://dx.doi.org/10.17192/z2013.0384
Schlagworte:
Online Zugang:PDF-Volltext
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Zusammenfassung:Im Rahmen dieser Dissertationsschrift und der ihr zugrunde liegenden Untersuchungen wurden erfolgreich neue Methoden der Verarbeitung und Anwendungen von lebenden Kompositen auf Basis von Polymeren und Bakterien erforscht. Die Retention der Freisetzung von immobilisierten M. luteus aus PVA-Partikeln bei Kontakt mit wässrigen Lösungen und auf nährstoffhaltigen Agarplatten wurde durch die oberflächeninitierte kontrollierte radikalische Polymerisation von MMA erreicht. Die Schichtdicke von aufgepfropftem PMMA korrelierte direkt mit der Retention der Freisetzung der Bakterien und konnte durch gezielte Wahl der Reaktionszeit variiert werden. Die Verwendung dieser neuartigen lebenden Kern-Hülle-Partikel ermöglicht die gezielte Verarbeitung von Bakterien aus wässrigem Medium. Denkbare Methoden sind hierbei unter anderem die Einbettung in Faservliese durch Elektrospinnen. Zusätzlich zu der Synthese von PMMA wurde die Vielseitigkeit der oberflächeninitiierte ATRP durch die Polymerisation von NIPAm präsentiert. Im Rahmen dieser Schrift wurden lebende, in PNIPAm-PVA-Partikel immobilisierte Bakterien nachgewiesen. In der vorliegenden Schrift wurde außerdem die hydrophe Ausrüstung bakterienhaltiger Fasern durch die Beschichtung mit PPX unter Verwendung der chemischen Gasphasenabscheidung nach Gorham untersucht. Die Immobilisierung von M. luteus in PEO-Nanofasern durch Elektroverspinnen einer bakterienhaltigen PEO-Lösung resultierte in der Herstellung einer lebenden Membran. Weiterhin wurde das Konzept der Immobilisierung von M. luteus in Hydrogelfasern und nachfolgender hydrophober Ausrüstung durch eine variierbare Schichtdicke von PPX durch die Verwendung von PVA-Mikrofasern untersucht. Das Überleben der verkapselten Bakterien wurde durch die Inokulation und Inkubation geeigneter Nährmedien nachgewiesen. Die biologische Aktivität der immobilisierten Bakterien, eine notwendige Voraussetzung für eine spätere Verwendung, wurde in Abhängigkeit der Schichtdicke des PPX-Mantels mittels des Umsatzes von Resazurin zu Resorufin erfolgreich verfolgt. Eine weitere Vorrausetzung für den möglichen Einsatz immobilisierter Mikroorganismen ist deren Separation vom umgebenden Medium zur Vermeidung einer Kontamination. Die hier vorgestellten lebenden Komposite erfüllen beide Voraussetzungen und verhindern die Migration der Bakterien in die Lösung für mindestens 22 Tage. Die in PPX-PVA-Mikrofasern verkapselten Bakterien wurden für die Sequestrierung von Gold-Ionen aus einer sauren Goldsäure Lösung verwendet. Die Abnahme des Goldgehaltes der Lösung wurde mittels ICP-MS Messungen nachgewiesen. Es zeigte sich, dass die Bakterien im immobilisierten Zustand Gold-Ionen aufnehmen und diese abscheiden.
DOI:http://dx.doi.org/10.17192/z2013.0384