إنشاء الكهروكيميائية قائم بذاته لإثراء البكتيريا ريسبيرينج اﻷنود في الموقع

يمكن أن تساعد هذه الطريقة في الإجابة على الأسئلة الرئيسية في مجالات علم الأحياء الدقيقة البيئية حول انتشار الميكروبات القادرة على EET في كل مكان خاصة في الظروف المنخفضة الكتلة الحيوية أو الظروف القاسية الجيوكيميائية. الميزة الرئيسية لإثراء علم الأحياء الدقيقة في الموقع هي أنه لا يتطلب مصدر طاقة يسهل فترة العزل الطويلة لأشهر لالتقاط الأصناف التي يصعب زراعتها. بشكل عام ، سيكافح الأفراد الجدد في هذه الطريقة لأن تصنيع النظام الكهروكيميائي يحتوي على خطوات متعددة تتطلب تنفيذا دقيقا.

لبناء نظام حضانة القطب الكهربائي من النوع الثاني لخلية الوقود ، قم بلف سلك معزول بطول تجريبي مناسب مع سلك من التيتانيوم من الأقطاب الكهربائية وقم بتغطية التوصيلات بشمع مقاوم للماء. بعد ذلك ، قم بحماية الكابلات بأنابيب الانكماش الحراري من الدرجة البحرية وتوصيل السلكين بكاثود وأنود بواسطة مقاوم ذو مقاومة معروفة. لقياس تسجيل درجة حرارة الجهد بمرور الوقت ، تحقق من الجهد بين طرفي المقاوم للسماح بتقدير الإنتاج الحالي من تفاعل خلية الوقود.

واستخدم الفولتميتر لتسجيل البيانات مع التوصيل المناسب المؤدي إلى الأنود والكاثود لقياس فرق الجهد بمرور الوقت ، وفقا لمواصفات الشركة المصنعة. لحماية مسجل البيانات والتوصيلات الكهربائية ، ضع كيسا بلاستيكيا حول المسجل وجميع التوصيلات الكهربائية وقم بتأمين الكيس والكابلات بإحكام لحماية المواد من الرياح القوية. لجمع عينة قطب كهربائي من البيئة الطبيعية ، قبل 30 دقيقة على الأقل من التجميع ، ضع أنبوب اختبار زجاجي غير مغطى وغطاء أنبوب الاختبار في مكان لاهوائي.

بعد وضع الزجاجة في موقع التجميع ، تأكد من إزالة جميع فقاعات الهواء من داخل الزجاجة. في نهاية فترة الزراعة ، استخدم قاطع الأسلاك لقطع رصاص التيتانيوم من القطب. وجمع عينة القطب برفق في أنبوب الاختبار.

بتغطية أنبوب الاختبار داخل منطقة المياه اللاهوائية وقم بتخزين العينة على الفور عند أربع درجات مئوية. لتأكيد الإنتاج الحالي ، استخدم القطب الكهربائي الذي تم أخذ عينات منه ، والأسلاك البلاتينية وقطب كلوريد الفضة / الفضة لبناء مفاعل كهروكيميائي في غرفة لاهوائية. املأ الخلية الكهروكيميائية بوسط الأرز المكمل بمتبرعي إلكترون الكربوهيدرات القابلة للذوبان.

قم بتثبيت جهد القطب الكهربائي عند 0.2 فولت مقابل كلوريد الفضة / الفضة ، القطب المرجعي المشبع بكلوريد البوتاسيوم. بعد ذلك ، قم بقياس الإنتاج الحالي وإزالة القطب الكهربائي من خلية القطب لتحليل الحمض النووي الريبي الريبوسومي 16S. أثناء تحليل الإنتاج الحالي ، من الضروري تجنب تلويث العينة بالبكتيريا من المختبر خاصة داخل غرفة القفازات اللاهوائية.

باستخدام مسجل بيانات الجهد كما هو موضح ، تم قياس الإنتاج الحالي بنجاح لمدة ثلاثة أشهر تقريبا. عادة ما يتم ملاحظة تيار عال في هذا النظام المكون من قطبين. ترى هنا مقاومة 1،000 أوم مقارنة بمقاومة التحكم السلبي 100 كيلوأوم.

في هذه التجربة التمثيلية ، لوحظت زيادة تدريجية في الإنتاج الحالي في الشهر الأول في موقع Cedars الخاص بنا مما يشير إلى نمو أو تراكم أو استيعاب الميكروبات على سطح القطب الذي تبعه بعد ذلك إنتاج تيار مستقر للشهرين المقبلين. ومن المثير للاهتمام أن الإنتاج الحالي يتأرجح عادة في دورة مدتها 24 ساعة تقريبا طوال فترة التخصيب الكهروكيميائي بأكملها. داخل المجتمعات الميكروبية المرصودة ، يمكن رؤية اختلافات واضحة في الهيكل الشامل بين الشعب المرتبطة بالقطب الكهربائي وغير القطب.

على سبيل المثال ، في هذه التجربة ، تم إثراء المجتمع الميكروبي المرتبط بالقطب الكهربائي بشكل كبير بالبكتيريا من سلالات غير قابلة للزراعة بالإضافة إلى سلالات العصيات الثابتة. لوحظ أيضا تحول في تكوين البكتيريا البروتينية في هذا البحث حيث سيطرت البكتيريا البروتينية بيتا على كل من العينات البيئية المرتبطة بالكالسيت والمرتبطة بالعوالق ، ومن ناحية أخرى ، سيطرت البكتيريا البروتينية على العينات المرتبطة بالقطب. عند محاولة هذا الإجراء ، من المهم أن تتذكر أن العوامل البيئية يمكن أن تؤثر على الإنتاج الحالي في الموقع.

بعد تطويرها ، مهدت هذه التقنية الطريق للباحثين في مجال علم الأحياء الدقيقة البيئية لعزل البكتيريا القادرة على EET من بيئات مختلفة. بعد مشاهدة هذا الفيديو ، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية إجراء تخصيب في الموقع للبكتيريا القادرة على EET دون الحاجة إلى مصدر طاقة.