Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Assessment of soil phosphatase activity, phosphorus and heavy metals content depending on the mineral fertilization

Lemanowicz J., Bartkowiak A.

Przegląd Naukowy Inżynieria i Kształtowanie Środowiska

|

2016

|

Vol. 25, No. 2

116--129

EN

The paper presents the results of research into the activity of alkaline and acid phosphatase, the content of available phosphorus, heavy metals and total organic carbon, against in soil with mineral fertilization only. The first experimental factor was phosphorus, potassium, magnesium, calcium and sulphur fertilization in six fertilizer combinations: 1: (PKMgCaS), 2: (KMgCaS), 3: (PMgCaS), 4: (PKCaS), 5: (PKMgS), 6: (PKMgCa). The second factor was made up of nitrogen fertilization at the rates of: 0, 50, 100, 150, 200, 250 kg·ha-1 of N. Increasing nitrogen rates and a lack of liming increased the soil acidity inhibiting alkaline phosphatase, decreasing the content of available phosphorus in soil. A lack of phosphorus fertilization resulted in an intensive increase in the activity of both alkaline and acid phosphatase in soil. Due to the experimental factors applied, the content of the heavy metals assayed was as follows: zinc> copper> lead> cadmium.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań nad aktywnością fosfatazy zasadowej i kwasowej, zawartość przyswajalnego fosforu, metali ciężkich i węgla organicznego w glebie nawożonej wyłącznie mineralnie. Pierwszym czynnikiem doświadczenia było nawożenie fosforem, magnezem, wapniem i siarką w sześciu kombinacjach nawozowych: 1 (PKMgCa S), 2: (KMgCaS), 3: (PMgCaS), 4: (PKCaS), 5: (PKMgS), 6: (PKMgCa). Czynnikiem drugim - nawożenie azotem w dawkach: 0, 50, 100, 150, 200, 250 kg N·ha-1. Wzrastające dawki azotu i brak wapnowania spowodowały wzrost kwasowości gleby powodując inhibicje fosfatazy alkalicznej, zmniejszenie zawartości fosforu przyswajalnego w glebie. Brak nawożenia fosforem spowodował intensywny wzrost aktywności zarówno fosfatazy alkalicznej jaki i kwaśnej w glebie. Pod wpływem zastosowanych czynników doświadczalnych, zawartość metali ciężkich, kształtowała sie w sposób następujący: cynk> miedź> ołów> kadm.

2

Wspomaganie wzrostu komórek kostnych na hydrożelach z gumy gellan za pomocą mineralizacji enzymatycznej

Pietryga K., Costa J, Pereira P., Douglas T. E. L., Pamuła E.

Engineering of Biomaterials

|

2014

|

Vol. 17, no. 125

6--12

PL

Enzymatyczna mineralizacja hydrożeli jest obiecującym sposobem uzyskiwania materiałów do leczenia ubytków tkanki kostnej. Dzięki wytworzeniu wewnątrz materiału fosforanów wapnia (CaP), hydrożele stają się sztywniejsze, przez co bardziej odpowiednie do regeneracji tkanki kostnej. W przedstawionych badanych hydrożele z gumy gellan (GG) zawierające enzym – fosfatazę alkaliczną (ALP, 0,5 mg/ml) były mineralizowane poprzez inkubację w roztworze glicerofosforanu wapnia (CaGP). Porównano trzy różne stężenia GG: 0,7; 1,2 i 1,6%. W celu oceny zawartości CaP oznaczono suchą masę mineralizowanych próbek. Rozmieszczenie fazy mineralnej obserwowano w mikroskopie świetlnym na przekrojach. Przeprowadzono również testy mechaniczne w próbie ściskania. W badaniach komórkowych komórki osteoblastopodobne MG-63 hodowano na powierzchni materiałów jak i na przekrojach w okresie 1 oraz 7 dni. Żywotność komórek oznaczono przy pomocy barwienia live/dead. Badania mechaniczne wykazały znacznie wyższy moduł Younga w przypadku materiałów zmineralizowanych w porównaniu z czystymi hydrożelami jednak wzrost ten nie był tak wyraźny dla hydrożeli o wyższym stężeniu GG. Z powodu wypłukiwania ALP, rozmieszczenie fazy mineralnej w obrębie próbek nie było jednorodne: większość CaP tworzyła się wewnątrz materiału. Obecność fazy mineralnej sprzyjała adhezji komórek MG-63 do materiału, ich rozpłaszczeniu jak również przeżywalności.

EN

Enzymatic mineralization of hydrogels is a promising approach to obtain new materials for the treatment of bone tissue defects. Thanks to creation of calcium phosphates (CaP) inside the material, the hydrogel becomes more rigid and therefore more suitable for bone tissue replacement. In this study, gellan gum (GG) hydrogels containing the enzyme alkaline phosphatase (ALP, 0.5 mg/ml) were mineralized by incubation in mineralization solutions of calcium glycerophosphate (CaGP). Three different concentrations of GG were compared: 0.7, 1.2 and 1.6% (w/v). In order to assess amount of CaP formed, dry mass percentage was calculated while distribution of mineral phase was observed by light microscopy. Mechanical tests in compression mode were also carried out. Osteoblast-like MG-63 cells were cultured for 1 and 7 days on the surface and cross-sections of mineralized and non-mineralized samples. Viability of cells was measured by live/dead staining. Mechanical testing revealed that Young’s modulus of mineralized hydrogels was much higher than unmineralized hydrogels. However, this increase was not particularly pronounced for samples of higher GG content. Due to ALP leaching, the distribution of minerals was inhomogeneous: most of the mineral phase was formed inside the material. The presence of CaP in mineralized samples promoted attachment, spreading and viability of MG-63 cells.

3

Reakcja wybranych hydrolaz na zanieczyszczenie gleby kadmem

Strachel R., Wyszkowska J., Zaborowska M.

Ekologia i Technika

|

2014

|

R. 22, nr 4

165--171

PL

Celem badań było określenie wpływu zanieczyszczenia gleby kadmem na aktywność fosfatazy kwaśnej, fosfatazy alkalicznej oraz ureazy. Doświadczenie wykonano w warunkach laboratoryjnych w 3 powtórzeniach. Glinę piaszczystą zanieczyszczono kadmem w postaci wodnego roztworu CdCl2-2,5H2O w ilości odpowiadającej: O, 20, 40 oraz 60 mg Cd2+ kg-1 s.m. gleby. Materiał glebowy inkubowano w temperaturze 25 °C utrzymując wilgotność równą 50% kapilarnej pojemności wodnej. Aktywność fosfatazy kwaśnej, fosfatazy alkalicznej oraz ureazy oznaczono w 15. i 90. dniu doświadczenia. Kadm jest silnym inhibitorem aktywności enzymatycznej gleby. Reakcję enzymów na jego negatywne oddziaływanie można uszeregować następująco: ureaza > fosfataza kwaśna > fosfataza alkaliczna. Wszystkie enzymy okazały się czułymi wskaźnikami zmian zaistniałych po stresie związanym ze wzrastającym zanieczyszczeniem gleby kadmem. Testowany metal spowodował trwałe zmiany w badanej glebie, nie dając jej szansy na osiągnięcie równowagi. Prognozy są bardziej optymistyczne oceniając stan gleby przez pryzmat fosfatazy alkalicznej (RL= 0,107).

EN

The aim of the study was to determine the effect of soil contamination with cadmium on the activity of acid phosphatase, alkaline phosphatase and urease. The experiment was performed in the laboratory conditions with 3 replications. Sandy loam contaminated by aqueous solution of CdCl2•2,5H2O in an amount corresponding to: O, 20, 40 and 60 mg Cd2+ kg-1 DM soil. The soil material was incubated at 25˚C, keeping the 50% of the maximum water capacity. The activity of acid phosphatase, alkaline phosphatase and urease was marked in 15th and 90th day of experiment. Cadmium was a strong inhibitor of the enzymes activity. The range of cadmium inhibitory effects on enzymes was as follows: urease > acid phosphatase > alkaline phosphatase. Urease was the most sensitive of the marked enzymes in soil contaminated with increasing doses of cadmium. Tested metal caused permanent changes in soil, not giving a chance to achieve a balance. Forecasts are more optimistic in assessing the state of the soil only through the prism of alkaline phosphatase (RL= 0,107).

4

Effects of cotton on several enzymatic activities of the petroleum contaminated soil. A laboratory experiment

Jingyan L., Jianxiong W., Ying H., Xianyong J.

Environment Protection Engineering

|

2013

|

Vol. 39, nr 1

163--182

EN

A laboratory experiment lasting for 90 days was conducted to examine the interaction between a remediation plant, Gossypium hirsutum, and the petroleum contaminated soil. Root indices and 9 various types of soil enzymatic activities in two separate groups were determined. Results showed that compared to the uncontaminated control, the growth of cotton roots was slightly strengthened at the pollution level of 1000 mg-kg-1, while seriously inhibited at the pollution level of 2000 mg-kg-1 and 4000 mg-kg-1. At the same pollution level, all studied soil enzymatic activities except alkaline phosphatase were markedly higher in the group with plants than in the group without plants which may indicate that the content of nutrients essential for plant growth as well as the activities of microorganisms capable of degrading contaminants were both enhanced in soils planted with cotton, therefore conducive to the increase of the overall fertility level and the degradation of pollutants in the petroleum contaminated soil.

5

Enzymatyczna mineralizacja hydrożelów glikolu katecholopolyetylenowego (cPEG) w zastosowaniach jako kostny materiał zastępczy

Douglas T. E. L., Messersmith P. B., Jansen J. A., Leeuwenburgh S. C. G.

Engineering of Biomaterials

|

2010

|

Vol. 13, no. 99-101

105--106

PL

Fosfataza alkaliczna (ALP), enzym odgrywający rolę w mineralizacji kości, został związany wewnątrz kleistego hydrożelu chemicznie zbliżonego do białek omulków, składającego się z glikolu katecholo-polyetylenowego (cPEG). Następnie, przygotowane hydrożele zostaly zanurzone w roztworze glycerofosforanu wapniowego (CaGP) w celu ich zmineralizowania i poprzez to polepszenia ich przydatności jako materiał zastępczy kości. Związany ALP zachował swoją bioaktywność i przyczynił się do tworzenia materialu podobnego do apatytu wewnątrz cPEG-żelów. Ilość tego materiału oraz wytrzymałość mechaniczna wzrastały zarówno wraz ze zwiększeniem okresu inkubacyjnego jak i stężenia fosfatazy. Wyniki pokazują zasadę dzialania mineralizacji za pośrednictwem fosfatazy ALP.

EN

Alkaline Phosphatase (ALP), an enzyme involved in mineralization of bone, was incorporated into mussel protein-inspired adhesive hydrogels consisting of catechol-polyethylene glycol (cPEG) and incubated in calcium glycerophosphate (CaGP) solution to induce their mineralization with a view to improving their suitability as materials for bone replacement. Incorporated ALP retained its bioactivity and induced formation of apatite-like material within cPEG gels which rose with increasing incubation time and ALP concentration, as well as an increase in mechanical strength. The results prove the principle of ALP-mediated enzymatic mineralization.

6

Polyaniline based dual system for potentiometric or UV-VIS spectrophotometric alkaline phosphatase detection

Malinowski P., Michalska A., Maksymiuk K.

Chemia Analityczna

|

2009

|

Vol. 54, No. 3

415-425

EN

A simple disposable conducting polymer - polyaniline based system for the alkaline phos- 1 phatase activity determination either in potentiometric or UV-VIS spectrophotometric setup is described. The conducting polymer was placed on a plastic polyacetate support by disper-; sing polyaniline nanoparticles. The detection method used is based on the enzymatic hydrolysis of monofluorophosphate which leads to a decrease of sample pH and finally results in a measurable change in the polyaniline electrode potential or the absorption spectra of the polymer. Both techniques offer similar sensitivity, but for the potentiometric mode a lower detection limit was obtained; it was close to 30 U L-1 (below 1 mgL-1).

PL

Opisano proste czujniki jednorazowego użytku, wykorzystujące polimer przewodzący - polianilinę, umożliwiające oznaczanie fosfatazy alkalicznej techniką potencjometrii i spektrofotometrii UV-VIS. Polimer przewodzący naniesiono z zawiesiny nanocząstek polianiliny na podłoże z folii polioctanowej. Metoda detekcji wykorzystuje enzymatyczną hydrolizę anionów monofluorofosforanowych, prowadzącą do obniżenia pH i w rezultacie do mierzalnej zmiany potencjału elektrody polianilinowej lub zmiany widma absorpcyjnego polimeru. Obie techniki zapewniaj ą podobną czułość, lecz dla metody potencjometrycznej uzyskano niższą granicę wykrywalności, bliską 30 UL-1 (poniżej l mgL-1).

7

Amperometryczne oznaczanie przeciwciał anty-CRP znakowanych fosfatazą alkaliczną

Kazimierczak B., Pijanowska D.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2008

|

Vol. 49, nr 6

47-49

PL

Artykuł przedstawia kolejny etap badań nad amperometrycznym immunoczujnikiem z użyciem przeciwciał znakowanych fosfatazą alkaliczną (IgG-AP). Jako substrat hydrolizy enzymatycznej katalizowanej przez fosfatazę alkaliczną (AP) zastosowano fosforan kwasu askorbinowego (AA-P). Pomiary prowadzono na sitodrukowanych trójelektrodowych czujnikach węglowych, wykonanych w naszej pracowni. Odpowiedź czujników badano amperometrycznie metodą woltamperometrii cyklicznej (CV). Oznaczano niskie (0,1 mg/L) i wysokie (3,6 mg/L) stężenia przeciwciał przeciw białku C-reaktywnemu (anty-CRP IgG-AP), inkubowanych z różnymi stężeniami AA-P (0...80 mM). Dla niskiego stężenia anty-CRP IgG-AP możliwe jest skrócenie czasu inkubacji do 20 minut. Uzyskana odpowiedź czujnika stanowi wówczas około 53š8% odpowiedzi uzyskanej po 60 minutach inkubacji. Zarówno w przypadku niskiego jak i wysokiego stężenia przeciwciał, najwyższą wydajność reakcji uzyskano po inkubacjach próbek z 10 mM AA-P: odpowiednio 13 i 83%.

EN

Next step of a study on amperometric immunosensor for C-reactive protein (CRP) is presented. Screen-printed sensors made in our lab, antibodies labeled with alkaline phosphatase (anti-CRP IgG-AP) and ascorbic acid phosphate (AA-P) as an enzyme substrate, were used. For sensor examination a cyclic voltammetry method (CV) was applied. Antibodies of low (0.1 mg/L) and high (3.6 mg/L) concentrations were incubated with AA-P of various concentrations from 0 to 80 mM. It was stated that in both cases for the low and high concentration of antibodies, maximum capacity of the enzymatic reaction were obtained for 10 mM AA-P: 13 and 83%, respectively. Moreover, for low anti-CRP IgG-AP concentration it is possible to reduce the duration of the incubation procedure to 20 minutes. In this case the sensor response reaches about 53š8% of the response for 60-minut sample incubation.

8

Aktywność fosfatazy zasadowej w glebach rozwijających się z gruntów pogórniczych

Gilewska M., Płóciniczak A.

Zeszyty Naukowe. Inżynieria Środowiska / Uniwersytet Zielonogórski

|

2007

|

nr 133 (13)

116-122

PL

Najbardziej dynamiczny rozkład organicznych połączeń fosforu, mierzony aktywnością fosfatazy zasadowej, zachodzi w glebie objętej paszowozbożowym systemem użytkowania, którego podstawą jest uprawa lucerny. Aktywność fosfatazy kształtowała się, w zależności od poziomu nawożenia w przedziale 87 do 132 mmol PNPkg[-1]h[-1]. Znacznie wolniej przebiegał rozkład organicznych związków fosforu w glebie, na której przemiennie uprawiano rzepak i pszenice. Różnice były istotne. Badania wykazały pozytywny wpływ nawożenia mineralnego na aktywność fosfatazy. Wystąpił jednak brak zależności pomiędzy aktywnością fosfatazy, a zawartością przyswajalnych form fosforu [r=0,21]. Zasadowy odczyn i duża ilość węglanów modyfikują gospodarkę fosforem. Fosfor w takich glebach ulega procesom retrogradacji.

EN

The most dynamic decomposition of phosphorus organic combination measured by the activity of phosphates base takes place in the soil which undergoes fodder-cereal usage system and Lucerne is the basis for cultivation. The phosphates activity varied depending on the level of fertilization from 87-132 mmol PNP kg[-1] soil ha[-1]. The decomposition of phosphorus components in the soil on which rape and wheat was cultivated alternately was considerably slower. The differences were substantial. The research showed the positive influence of mineral fertilization on phosphates activity. But, however, there was lack of relationship between phosphates activity and the contents of assimilate forms of phosphorus (r=0,21). Alkaline reaction and large amount of carbohydrate modify the phosphorus economy. Phosphorus undergoes gradation processes in such soils.

9

Aktywność fosfatazy zasadowej w glebach rozwijających się z gruntów po górniczych

Gilewska M., Płóciniczak A.

Zeszyty Naukowe. Inżynieria Środowiska / Uniwersytet Zielonogórski

|

2007

|

nr 135 (15)

37-45

PL

Najbardziej dynamiczny rozkład organicznych połączeń fosforu, mierzony aktywnością fosfatazy zasadowej, zachodzi w glebie objętej paszowo-zbożowym systemem użytkowania, którego podstawą jest uprawa lucerny. Aktywność fosfatazy kształtowała się, w zależności od poziomu nawożenia, w przedziale 87 do 132 mmol PNP kg-1h-1. Znacznie wolniej przebiegał rozkład organicznych związków fosforu w glebie, na której przemiennie uprawiano rzepak i pszenicę. Różnice były istotne. Badania wykazały pozytywny wpływ nawożenia mineralnego na aktywność fosfatazy. Wystąpił jednak brak zależności pomiędzy aktywnością fosfatazy, a zawartością przyswajalnych form fosforu (r=0,21). Zasadowy odczyn i duża ilość węglanów modyfikują gospodarkę fosforem. Fosfor w takich glebach ulega procesom retrogradacji.

EN

The most dynamic decomposition of phosphorus organic combination measured by the activity of phosphates base takes place in the soil which undergoes fodder-cereal usage system and Lucerne is the basis for cultivation. The phosphates activity varied depending on the level of fertilization from 87-132 mmol PNP kg-1 soil ha-1. The decomposition of phosphorus components in the soil on which rape and wheat was cultivated alternately was considerably slower. The differences were substantial. The research showed the positive influence of mineral fertilization on phosphates activity. But, however, there was lack of relationship between phosphates activity and the contents of assimilate forms of phosphorus (r=0,21). Alkaline reaction and large amount of carbohydrate modify the phosphorus economy. Phosphorus undergoes gradation processes in such soils.

10

Manganese content and soil hydrolases activity as affected by differentiated fertilization

Piotrowska A., Koper J.

Chemia i Inżynieria Ekologiczna

|

2006

|

Vol. 13, nr 9

953-958

EN

The objective of the study was to determine effects of long-term differentiated organic-mineral fertilization on the manganese content and enzymatic activity (alkaline and acid phosphatase, proteases and amylases). Manganese, like zinc and magnesium, causes a change in spatial structure of enzymatic pro-teins and bonds them with an adequate substrate. Fertilization is one of the most common agrotechnical treatments aimed at intensification of agriculture, to be used in various forms and at different rates. The effect of fertilization on soil enzymes depends on the enzyme character, soil type, the kind of the fertilizer and time of its application. The experiment was founded in 1948 at the Mochełek Agricultural Experimental. Station, on a typical lessive soil. Samples were taken from soil under spring rape from the Ap horizon in 1997. The amount of Mn in soil samples ranged 101-146 mg. kg-1 The content of Mn in most investigated soil samples belonged to average class of abundance, while same of the results were classified as a high content of this element. The highest activity of all the investigated hydrolases was determined in soil after full organic and mineral fertilization with the amendment of MgO and CaO, while mineral fertilization usually decreased activity of the hydrolase class enzymes.

PL

Celem pracy było zbadanie wpływu wieloletniego nawożenia organiczno-mineralnego na zawartość manganu w glebie oraz jej aktywność enzymatyczną. Mangan, podobnie jak Zn2+ i Mg2+, łączy się z substratem, przez co doprowadza go do związania z białkiem enzymatycznym. Nawożenie jest jednym z najczęściej stosowanych zabiegów agrotechnicznych wpływających zarówno na właściwości fizyczne i chemiczne gleby, jak i na jej aktywność enzymatyczną. Próbki glebowe do badań pobrano w 1997 r. z poziomu Ap z pola obsianego rzepakiem jarym uprawianym w wieloletnim doświadczeniu nawozowym, założonym w 1947 r. Zawartość manganu w glebie kształtowała się w zakresie od 101 do 146 mg Mn . kg-1 i mieściła się w klasie średniej i dużej zasobności w ten składnik. Największą aktywność wszystkich badanych hydrolaz stwierdzono w próbkach gleby pobranych z obiektów, na których stosowano pełne nawożenie organiczno-mineralne z dodatkiem magnezu i wapnia, podczas gdy nawożenie mineralne zwykle znacznie obniżało tę aktywność.

11

Aktywność fosfatazy kwaśnej i alkalicznej w meliorowanych torfowiskach Bagna Wizna

Kaczorowska R.

Archiwum Ochrony Środowiska

|

1999

|

Vol. 25, no. 3

111-121

PL

Badano aktywność fosfatazy kwaśnej i alkalicznej w meliorowanych glebach torfowych o różnym pochodzeniu, użytkowanych jako łąki. Stwierdzono wysoką aktywność i sezonową zmienność tych enzymów w omawianych glebach oraz występujące między nimi zróżnicowanie. Aktywność fosfatazy kwaśnej była wyższa niż alkalicznej we wszystkich badanych siedliskach. Próby gleby pobranej w maju wykazały największą aktywność fosfatazy kwaśnej i alkalicznej w glebach powstałych na torfach mechowiskowo-turzycowiskowych i olesowych, najniższe zaś aktywności dla obu fosfataz we wszystkich siedliskach były notowane we wrześniu. Najmniej zmian badanej aktywności enzymatycznej w ciągu okresu wegetacyjnego zaobserwowano w glebach pochodzących z torfów turzycowiskowych. Poddano ocenie wpływ bezkręgowców zasiedlających glebę (dżdżownice, mrówki) na aktywność fosfatazową. Stwierdzono wyraźny wzrost aktywności fosfatazy alkalicznej w glebie z mrowisk w porównaniu z próbami gleby spoza mrowisk. W przypadku koprolitów dżdżownic badana w nich aktywność fosfatazy kwaśnej była podobna do aktywności mierzonej w warstwie gleby kontrolnej 0-5 cm, wyraźnie zaą wyższa niż w głębszej warstwie (5-10 cm).

EN

Acid and alkaline phosphatase activity was studied in drained peatlands (Wizna Fen) of different peat origin, used as meadows. In the examined soils high activity and seasonal variability of these enzymes was observed. The acid phosphatase activity was higher than the alkaline one in all samples. The sedge - moss peat and the alder peat demonstrated the highest activity of both enzymes in may, whilst, the lowest was observed in all sites in September. In the tall - sedge peat little changes of the phosphatase activities were found during vegetation season. The influence of soil invertebrates (earthworm and nests) on phosphatase activity was also estimated. The significant increase of alkaline phosphatase activity in the ant nests in comparison with the soil without nests was observed. The acid phosphatase activity in earthworn casts was similar to the activity in the superficial layer of the control soil (0-5 cm), but significantly higher than in the deeper one (5-10 cm).