29. augustil tuleb Eesti Maaülikoolis kaitsmisele doktoritöö, mis keskendub vee puhtuse hindamisel​e. Uurimistöö pakub võimalusi, kuidas biokeemilist hapnikutarvet kiiremini määrata. 

Kätlin Pitmani kaitsmisele tulevast doktoritööst „Biosensor-rivi erinevate reovete biokeemilise hapnikutarbe uurimiseks. Biosensor array for BOD measurements in different types of wastewater" selgub, et sobivaks osutus siiditrüki meetodil valmistatud sensor-rivi kiip. 

Kogu elu alus maakeral on puhta veel olemasolu. Selleks, et tagada vee puhtus tuleb selle reostustaset pidevalt jälgida. Üks oluline parameeter vee puhtuse hindamisel on orgaanilise reostuse sisaldus. Selle hindamiseks kasutatakse laialdaselt universaalset parameetrit - biokeemiline hapnikutarve ehk BHT.

BHT väljendab lahustunud hapniku hulka, mis kulub vees leiduva orgaanilise aine lagundamiseks ning anorgaaniliste ühendite oksüdeerimiseks teatud aja jooksul ja kontrollitud tingimustel. Selle leidmiseks mõõdetakse lahustunud hapniku kontsentratsioon uuritavas proovis inkubatsiooniperioodi alguses ja lõpus ning nende vahe alusel arvutatakse BHT väärtus. Inkubatsiooniperiood, mille vältel lagunenud orgaanilise aine sisaldust mõõdetakse, on vastavalt Ameerika standardile 5 päeva (BHT5) ja Rootsi standardile 7 päeva (BHT7). Nii pikk inkubatsiooniaeg on antud meetodi puhul tõsiseks puuduseks, sest sellise aja jooksul võivad kõrgenenud BHT-l olla veekogule pöördumatud tagajärjed.

Alternatiivse võimalusena kiiremaks BHT määramiseks on mikroorganismidel baseeruvad biosensorid, mis võimaldavad anda hinnangu proovi BHT kohta minutitega. Biosensor on analüütiline seade, mis koosneb bioloogilisest äratundmiselemendist ja signaali muundurist. BHT biosensorites kasutatakse bioloogilise äratundmissüsteemina mikroorganisme ja muundurina lahustunud hapniku andurit.

Biosensori mõõtetäpsus sõltub suuresti kasutatud mikroorganismidest. Parema kokkulangevuse BHT7 väärtusega tagavad laia substraadispektriga mikroorganismid, mis kasutavad oma elutegevuseks erinevaid tüüpe orgaanilisi ühendeid. Mikroorganismide valikuks on mitmeid erinevaid lahendusi. Kuigi mikroobide segude kasutamisega saavutatakse lai substraadispekter ja tundlik sensor, on antud sensorid lühikese kasutuseaga ja ebastabiilsed kuna mikroorganismide kooslus membraanis muutub pidevalt.

Selle vältimiseks on võimalik kasutada puhaskultuuridel põhinevaid sensor-rivisid, mis koosnevad paljudest erinevatest biosensoritest ja kus erinevad mikroorganismide kultuurid on omavahel ruumiliselt eraldatud. Antud töös uuriti erinevaid võimalusi BHT sensor-rivi koostamiseks. Selleks uuriti esmalt erinevatel tehnoloogiatel põhinevaid mikrokiipe ja iseloomustati nende sobivust teostades erinevaid elektrokeemilisi mõõtmisi.

Katsete tulemusena osutus sobivaks siiditrüki meetodil valmistatud sensor-rivi kiip. Järgnevalt koostati biosensor rivi kasutades bakterikultuuri Pseudomonas putida Pc15 ja uuriti selle käitumist erinevates lahustes.

Doktoritöö tulemusena leiti, et antud põhimõtet on võimalik kasutada sensor-rivide valmistamisel ja saadud biosensor-rividega on võimalik hinnata veeproovide BHT-d. Edasistes uuringutes tuleks uurida erinevate, ruumiliselt eraldatud bakterkultuuride samaaegset kasutamist sensor-rivis.

Kätlin Pitman kaitseb filosoofiadoktori väitekirja 29. augustil kell 12 F. R. Kreutzwaldi 56 ruumis B136. Doktoritöö juhendajad on teadur Merlin Raud, kaasprofessor Jaak Nerut ja professor Timo Kikas, oponent on kaasprofessor Kristina Kokina (Riga Technical University). Dissertatsiooniga saab tutvuda Eesti Maaülikooli digitaalarhiivis EMU DSpace.