Caractérisation de Transport des électrons par l’intermédiaire de Biofilms de vie

Résumé

Un protocole de mesure de conductivité électrique des biofilms microbiens vivant dans des conditions physiologiques pertinentes est présenté.

Résumé

Nous démontrons ici la méthode de déclenchement électrochimique utilisé pour caractériser la conductivité électrique des biofilms microbiens électrode cultivés dans des conditions physiologiques pertinentes. ¹ ces mesures sont effectuées sur la vie des biofilms en milieu aqueux à l’aide de la source et drain électrodes modelés sur une surface de verre dans une configuration spécialisée dénommée un tableau d’électrodes interdigitées (IDA). Un biofilm est cultivé qui s’étend à travers l’écart reliant la source et drain. Potentiels sont appliquées aux électrodes (E,_S et E,_D) générant un courant drain-source (I_SD) à travers le biofilm entre les électrodes. La dépendance de la conductivité électrique sur le potentiel de la porte (la moyenne des potentiels source et de drain, E_G = [E,_D + E_S] / 2) est déterminé par systématiquement changer la barrière de potentielle et le drain-source résultant de la mesure actuel. La dépendance de la conductivité sur barrière potentielle renseigne mécanistes sur le processus de transport d’électrons extracellulaire qui sous-tendent la conductivité électrique du biofilm spécifique sous enquête. La méthode de mesure électrochimique gating décrite ici repose directement sur celle utilisée par M. S. Wrighton^2,3 et collègues et R. W. Murray^4,5,6 et collègues les 1980 s d’enquêter sur les polymères conducteurs minces.

Introduction

Transport d’électrons extracellulaire (EET) est un processus qui permet à certains microorganismes pour le transport des électrons entre les processus métaboliques intracellulaires et accepteurs d’électrons insolubles ou bailleurs de fonds qui se trouvent à l’extérieur de la cellule, allant des minéraux naturels à électrodes. Dans certains cas, EET permet aux micro-organismes former électro-conducteur multicellulaire biofilms épais sur la surface de l’électrode, dans lequel cellules pas en contact direct avec l’électrode peuvent toujours utiliser comme un accepteur d’électrons métabolique ou donneur. Il y a un intérêt considérable dans ces biofilms comme catalyseurs d....

Protocole

1. préparation de la microélectrode interdigitées tableau (IDA)

1. Obtenir commercialement disponible IDA électrodes modelés sur un substrat non conductrice ou synthétiser les méthodes lithographiques standard. ²⁸
   NOTE : Dimensions IDA et/ou des matériaux peuvent varier selon les conditions souhaitées pour différentes expériences. Idas et Lyncée utilisées ici ont été obtenus sur le marché et se composait de deux microélectrodes or interdigitées modelés sur un substrat en verre relié aux grandes électrodes aux extrémités opposées du tableau. Les électrodes sont exposés tandis que les lignes de bus reliant les électrodes pour les grande....

Résultats

ADI ont été câblée, isolée et testées pour s’assurer que les deux électrodes sont électriquement isolés les uns des autres (Figure 1). Réacteurs ont été assemblés, inoculés avec le g. sulfurreducenset incubés jusqu'à ce qu’un biofilm comblé le fossé entre les électrodes. Le biofilm sulfurreducens g. on voit visuellement pour couvrir le tableau. Autres films biologiques peut demander au chercheur de faire une mesures électrochimiques gating p.......

Discussion

Lors de la configuration de l’IDA, il est essentiel de vérifier que la source et le drain ne sont pas court-circuitées ensemble avant mesures électrochimiques de blocage, car cela modifiera la j’ai_SD vs E_G courbe et pourrait conduire à des interprétations et des résultats erronés. Il est également essentiel pour sélectionner V_SD et v tel que le courant est linéairement dépendantes sur V_SD et indépendantes de v. Si ce n’est pas le cas, alors les équations décrites ci-dessus ne p.......

Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article

Nom	Entreprise	Numéro de catalogue	Commentaires
IDAs	CH Instruments	012125	Fabriqué par ALS-Japan ; vendu par CH
Instruments Fil	Digikey	W7-ND
Argent conducteur époxy	Microscopie électronique sciences 12670-EE
Matériau isolant	3M	2131-B	Composé ignifuge écossais
15 mL Tube à centrifuger conique	VWR	89004-368
Aiguille 21g	VWR	BD-305165
5 mL pointes de pipette	VWR	82018-842
5 mL	pipette VWR	89079-976
Composants de milieu d’eau douce	Sigma Aldrich	Tous les produits chimiques
;   ;   ; Chlorure
;   ;   ; Phosphate de sodium monobasique
;   ; Bicarbonate
Composants artificiels de l’eau de mer	Sigma Aldrich	Tous les produits chimiques
;   ;   ; Chlorure
;   ;   ; Chlorure de magnésium hexahydraté
;   ; Sulfate de magnésium heptahydraté
;   ; Chlorure
de potassium  ;   ;   ; Bicarbonate
de sodium  ;   ;   ; Chlorure de calcium dihydraté
;   ; Chlorure
;   ;   ; Phosphate de potassium dibasique
Ag/AgCl électrode de référence Basi		MF-2079
Contre-électrode de compteur de tiges de graphite	Sciences de la microscopie électronique	70230
Bain d’eau à recirculation	Thermo Scientific	152-5256
Bipotentiostat	Pine Instruments	WD-20	http://www.voltammetry.net/pine/aftermath/user
Barres d’agitation	VWR	58947-114
G. sulfurreducens culture	ATCC	51573
Réacteur à chemise	Pine Instruments	RRPG085

de laboratoire standard d’ammoniumde sodium de laboratoire standard de sodium d’ammonium