Этот протокол представляет собой простой и недорогой метод формирования сфер бактериальной целлюлозы (БК). Этот биоматериал может функционировать как инкапсуляционная среда для твердых материалов, включая биоуголь, полимерные сферы и отходы шахт.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
Бактериальные целлюлозные сферы, которые инкапсулируют твердые материалы
В этой статье
Краткое содержание
Аннотация
Бактериальные целлюлозные (BC) сферы все чаще исследуются с момента популяризации BC как нового материала. Данный протокол представляет собой доступный и простой метод производства сферы БК. В дополнение к получению этих сфер, был также идентифицирован метод инкапсуляции для твердых частиц. Для получения сфер BC вода, черный чай, сахар, уксус и бактериальная культура объединяются в сбитую колбу и содержимое перемешивают. После определения надлежащих условий культивации для формирования сферы БК, их способность инкапсулировать твердые частицы была проверена с использованием биоугля, полимерных шариков и шахтных отходов. Сферы были охарактеризованы с помощью программного обеспечения ImageJ и термического гравиметрического анализа (TGA). Результаты показывают, что сферы диаметром 7,5 мм могут быть изготовлены за 7 дней. Добавление различных частиц увеличивает средний диапазон размеров капсул BC. Сферы инкапсулируют 10 - 20% их сухой массы. Этот метод показывает недорогую сферу производства и инкапсуляции, что возможно с легко доступными материалами. Сферы BC могут быть использованы в будущем в качестве средства удаления загрязняющих веществ, покрытия удобрений с контролируемым высвобождением или изменения почвы.
Введение
Бактериальная целлюлоза (BC) была отмечена за ее потенциальное использование в промышленности благодаря ее механической прочности, высокой чистоте и кристалличности, способности удерживать воду и сложной структуре волокна1,2,3,4. Эти характеристики делают BC благоприятным биоматериалом для различных применений, включая биомедицинские, пищевые и экологические восстановительные видыиспользования1. Формирование пленки BC может быть сделано с культурами отдельных организмов или смешанными культурами, такими как те, которы....
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Протокол
1. Создание и поддержание закваски бактериальной целлюлозы
- Получают заквасочную культуру бактериальной целлюлозы, примерно 50 г, в виде SCOBY. Его можно приобрести в коммерческих целях (например, у Cultures for Health). Поместите SCOBY в 1-литный муляж, накрытый бумажным полотенцем.
- Отварить 700 мл деионизированной воды, переложить ее в отдельный сосуд от того, который содержит SCOBY, и добавить 85 г сахарозы.
- Как только сахароза растворится, добавьте 2 пакетика черного чая (4,87 г). Заварите чай в течение 1 ч, затем аккуратно извлеките чайные пакетики с помощью стержня для перемешивания.
- Добавьте в чай 200 мл дистиллированного ....
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Результаты
Сферы БК имеют самые быстрые темпы роста в течение первых 48 ч культуры(рисунок 2). На рисунке 2 также показано, как сферы имеют тенденцию достигать максимального среднего размера, а затем остаются постоянными. В этом эксперименте сферы достигли среднего диаметра 7,5 ± 0,2 мм. Хотя сферы BC никогда полностью не ухудшались в течение 10-дневного периода роста, они начали формировать усики, которые простираются от основного тела сферы примерно на восьмой день. Это .......
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Обсуждение
В этом протоколе описываются методы производства и инкапсуляции сферы BC, которые просты в проведении и экономически эффективны. Благодаря различным корректировкам первоначального протокола был определен адекватный процесс. Необходимо предпринять важнейшие шаги для обеспечения жизнеспособности сфер. Все ингредиенты, участвующие в формировании BC, играют ключевую роль в здоровье и долговечности сфер. Сахароза питает организмы, чай обеспечивает азот, а уксус понижает рН до оптимальных условий для предотвращения нежелательн.......
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Раскрытие информации
Авторам нечего раскрывать.
Благодарности
Эта работа является продолжением проекта Montana Tech Research Assistant Mentorship Program Адольфо Мартинеса, Кэтрин Малхолланд, Тайлера Сомервилля и Лорел Биттерман. Исследование было спонсировано Национальным научным фондом в рамках гранта No. OIA-1757351 и Научно-исследовательская лаборатория Командования по развитию боевых возможностей армии (соглашение о сотрудничестве No W911NF-15-2-0020). Любые мнения, выводы и заключения или рекомендации, выраженные в этом материале, являются мнениями авторов и не обязательно отражают взгляды Национального научного фонда или Армейской исследовательской лаборатории. Мы также хотели бы поблагодарить Эми Куэнци, Ли Ричардса, Кей....
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Материалы
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| 100 мл | |||
| 1000 мл стакан | |||
| 25 мл мерный цилиндр | |||
| 250 мл колба Эрленмейера с перегородкой | Chemglass | CLS-2040-02 | |
| 500 мл стакан | |||
| Balance | |||
| Biochar | Сосна пондероза термически обработана под аргоном, нагрета до 15°С; C в минуту до 800 °°; C | ||
| Черный чай | |||
| Деионизированная вода | |||
| Дистиллированный белый уксус | |||
| Эластичная лента | |||
| Микробная закваска | Культуры для здоровья | ||
| Отходы | шахтСобрано в Бьютте, штат Массачусетс: 46.001978,-112.582465. Отходы шахт содержат почву и металлы, образовавшиеся в результате добычи меди. Mn, Si, Ca, Al и Fe были пятью наиболее распространенными элементами, измеренными в отходах шахты с помощью рентгеновской дифракции. | ||
| Ступка и пестик | |||
| Орбитальный шейкер | Используемые различные бренды | ||
| Бумажное полотенце | |||
| Полистирольные микрогранулы | Полибисер | 17138 | диаметр 3 мкм |
| Стержень | |||
| Сахароза | |||
| Чайник | |||
| TGA | TA Instruments | TA Q500 | 400 ° С/мин до 800 °°; C, 100 мл/мин Термометр |
| Рентгенофлуоресцентный анализатор | ThermoFisher Scientific | 10131166 |
Ссылки
- Mohainin Mohammad, S., Abd Rahman, N., Sahaid Khalil, M., Rozaimah Sheikh Abdullah, S. An Overview of Biocellulose Production Using Acetobacter xylinum Culture. Advances in Biological Research. 8 (6), 307-313 (2014).
- Dufresne, A. Bacterial cellulose. Nanocellulose. , 125-146 (2017).
- ....
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Перепечатки и разрешения
