Biosorption of Ni2+ cations from aqueous medium using live and inactive Schizosaccharomyces pombe cells
Ni2+ katyonunun sıvı ortamdan canlı ve inaktif Schizosaccharomyces pombe hücreleri ile biyosorpsiyonu
- Tez No: 357170
- Danışmanlar: PROF. DR. AHMET ALP SAYAR, PROF. DR. AYŞEGÜLTOPAL SARIKAYA
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyoteknoloji, Çevre Mühendisliği, Biotechnology, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2014
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Marmara Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 140
Özet
Bu çalışmada, Schizosaccharomyces pombe maya türüne ait iki farklı ırkın (yabani ve mutant tip) canlı ve inaktif hücrelerinin biyosorpsiyon yolu ile Ni(II) giderim potansiyeli kesikli olarak incelenmiştir. Biyosorpsiyon deneyleri, kuru ve metabolik bakımdan aktif olmayan maya hücreleri kullanılarak pH, sıcaklık, başlangıç metal derişimi ve biyosorbant dozu dahil olmak üzere değiştirilen deney şartları altında gerçekleştirilmiştir. Her iki tip biyokütle üzerine Ni(II) biyosorpsiyonu için en uygun pH ve sıcaklık sırasıyla 5.0 ve 25 oC olarak belirlenmiştir. Irkların Ni(II) giderimleri, 25-50 oC aralığında artan sıcaklıkla birlikte egzotermik bir davranış sergileyerek azalmıştır. Başlangıç Ni(II) konsantrasyonunun arttırılması denge anında gerçekleşen giderim miktarlarını arttırmıştır. Fakat, çalışılan her sıcaklıkta yabani tip mayanın daha yüksek Ni(II) giderim kapasitesine sahip olduğu belirlenmiştir. Her iki tip mayanın denge durumu verileri uygulanan diğer beş izoterm denkliğinden daha çok Langmuir izoterm modeline uymuştur. Kinetik model değerlendirmeleri göstermiştir ki; yabani ve mutant tip S. pombe ile Ni(II) biyosorpsiyonu, artan sıcaklıkla hız sabitlerinin azaldığı pseudo-ikinci derecedendir. Negatif entalpi değişimi değerleri biyosorpsiyon süreçlerinde gözlenen egzotermik davranışı desteklemektedir. Her iki S. pombe ırkının canlı hücreleri ile biyosorpsiyon deneyleri, kültür ortamının başlangıç glukoz (karbon kaynağı) ve Ni(II) iyonu konsantrasyonları değiştirilerek S. pombe büyümesi için en uygun sıcaklık olan 30 oC'de gerçekleştirilmiştir. Ni(II) iyonu yokluğunda maksimum spesifik büyüme hızları deneysel olarak yabani ve mutant tip için sırasıyla 0.321 ve 0.193 h-1 olarak 30.9 g/L ve 16.4 g/L başlangıç glukoz konsantrasyonlarında elde edilmiştir. Besiyerindeki glukoz miktarını arttırmak ya da azaltmak spesifik büyüme hızlarında düşüşe neden olmuştur. Ni(II) iyonunun besiyerine eklendiği durumlarda en yüksek metal iyonu giderimi yabani tip için 14.2 g/L, mutant tip için ise 5.4 g/L başlangıç glukoz dozlarında gözlenmiştir. Mutant tip maya hücreleri belirgin ölçüde daha düşük spesifik büyüme hızına sahip oldukları halde yabani tipin maruz bırakıldığı Ni(II) miktarlarının iki katı metal dozlarında canlı kalmayı başarmışlardır. Özet olarak, inaktif formdaki yabani ırka ait S. pombe hücreleri Ni(II) giderimi için başarılı sayılabilecek bir biyosorbant özelliğinde iken, canlı hücreler söz konusu olduğunda mutant ırkın Ni(II) iyonuna karşı daha yüksek direnç ve giderim kapasitesine sahip olduğu belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
In this study, the potential of live and inactive cells of wild (972 h-) and mutant types (GA1) of the yeast Schizosaccharomyces pombe to remove Ni(II) ions from aqueous media by biosorption was investigated in batch mode. Biosorption experiments with dried, metabolically inactive cells were conducted under varying experimental conditions including pH, temperature, initial metal ion concentration and biosorbent dose. Optimum pH and temperature for Ni(II) biosorption onto both type of biomasses were determined as 5.0 and 25 oC, respectively. Ni(II) uptakes decreased with increasing temperature within a range of 25–50 oC denoting an exothermic behaviour. Increasing initial Ni(II) concentration, in return, elevated equilibrium uptakes. However, wild-type strain had significantly more capacity to adsorp Ni(II) at all temperatures studied. Equilibrium data of both strains fitted better to Langmuir isotherm model than other five isotherm equations applied. Kinetic model evaluations showed that Ni(II) biosorption by wild and mutant type S. pombe followed the pseudo-second order rate while rate constants decreased with increasing temperature. Negative enthalpy change values support the observed exothermic behaviour of the biosorption processes. Biosorption experiments with live cells of both S. pombe strains were carried out in culture medium containing varying initial glucose (carbon source) and Ni(II) ion concentrations at 30 oC, the optimum temperature for S. pombe. Without the presence of Ni(II) ions, maximum specific growth rates for wild and mutant type of S. pombe were attained experimentally at 30.9 g/L and 16.4 g/L initial glucose concentrations as 0.321 and 0.193 h-1, respectively. Increasing or decreasing glucose concentrations beyond these points resulted in a decline in specific growth rates. When Ni(II) ions were supplied in culture medium, the highest Ni(II) uptakes were attained at 14.2 g/L glucose and 5.4 g/L initial glucose concentrations for wild and mutant strains, respectively. Although mutant strain has significantly lower specific growth rates, it was able to thrive in Ni(II) concentrations twice as much as wild type strain. In summary, inactive cells of wild-type S. pombe may act as a more successful biosorbent for Ni(II) removal while the viable cells of mutant strain are able to survive and take up higher amounts of metal ions.
Benzer Tezler
- Atık sulardan tekstil boyasının biyosorpsiyonla giderilmesinin kesikli sistemde incelenmesi
Investigation of biosorption of textile dye from waste water in batch system
BERDAN ULAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
BiyokimyaGazi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MÜBECCEL ERGUN
- Serbest ve immobilize Saccharomyces cerevisiae ile remazol sarı (RR) tekstil boyası biyosorpsiyonunun incelenmesi
Investigation of remazol yellow (RR) biosorption with free and immobilised Saccharomyces cerevisiae
FATMA ERDEM
Doktora
Türkçe
2015
BiyoteknolojiGazi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MÜBECCEL ERGUN
- Serbest ve immobilize Saccharomyces cerevisiae ile remazol red RR tekstil boyası biyosorpsiyonunun incelenmesi
Investigation of remazol red RR biosorption textile dye with free and immobilised Saccharomyces cerevisiae
CEREN SERAP AKIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
BiyoteknolojiGazi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. MÜBECCEL ERGUN
- Alüminyum, baryum ve kurşun tolere eden yüzey suyu izolatlarının biyosorpsiyon potansiyellerinin belirlenmesi
Assessment of biosorption potential of aluminium, barium and lead tolerating surface water isolates
RAMAZAN KOÇAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
BiyoteknolojiKırıkkale ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYSUN ERGENE
YRD. DOÇ. DR. BÜLENT İÇGEN
- FAME ve 16S rRNA sekans analizleri ile identifiye edilen nikel, kobalt ve kalay dirençli yüzey suyu izolatlarının biyosorpsiyon yeteneklerinin değerlendirilmesi
Assessment of biosorption abilities of nickel-, cobalt- and tin- resistant surface water isolates identified by fame and 16S rRNA sequence analyses
SEMİH CERİT
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
BiyolojiKırıkkale ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYSUN ERGENE
DOÇ. DR. BÜLENT İÇGEN