Name: Bioreactor רומן לטיפוח צפיפות גבוה של קהילות חיידקים מגוונות (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-12-25T13:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 13 s
Description: למד לטפח קהילות אצות צפופות בביוריאקטור חדשני לטיפול בשפכים. שיטה זו מאפשרת ייצור ביומסה גבוהה ללא צורך בשיטות הפרדה חיצוניות ומסייעת בטיהור חנקן.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

המחברים מבקשים להודות לאספן ווקר מאוניברסיטת פנסילבניה על עזרתה בתחזוקת הכורים ואיסוף הדגימות.

1. אסיפת כור <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מסדרים את רכיבי הכור לפי סכמטי באיור 1. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים את הכור (R) על צלחת ערבוב, מוסיף בר ומערבבים לכור. מניחים את מיכל המיחזור (RT) ליד הצלחת ומערבבים וכור, כך שיציאת שפכים (למעלה) של הטנק מכוונת לקצה ספסל המעבדה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים את מיכל הפסולת (W) מתחת לנמל שפכים (למעלה) של טנק המיחזור (RT). מניחים את מיכל ההזנה (FT) בסמוך לטנק המיחזור (RT). הערה: יש טנק ההזנה בהספק כולל של 5 ל &#39; </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אבטח את הכור (R) נגד מפנה עם עמדה ומהדקים בגודל מתאים. כמו כן, להבטיח את טנק המיחזור (RT) כדי למנוע תנועה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכנס צינור משאבת peristaltic ניאופרן במחזור (משאבה) ולהאכיל את ראשי משאבה (משאבה ב &#39;). עיין בטבלת חומרים למפרטי צינורות נוספים. התקן את ראשי המשאבה על כונני משאבה עם provi הברגיםטוליפ אין עם כונני המשאבה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חיבור צינורות של משאבה ליציאות בכור ומכל המיחזור. הכנס את הקצה של הצינור של המשאבה B לתוך טנק ההזנה ומכל המיחזור. חבר את יציאת כור העליונה למכל המיחזור עם צינורות. החל מלחציים לצינורות בנמלי הכור. הערה: קהילות פוטוסינתזה עשויות ליהנות מתאורה מלאכותית הניתנת על ידי מנורות. </li></ol> 2. הכנת פתרונות מניות, פתרונות influent / הזנה, ואצות Inoculant <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן את פתרון מניות מינרלים. להוסיף את הדברים הבאים בבקבוק נפח 1 ליטר עם 500 מיליליטר של מים ללא יונים: סודיום ביקרבונט 200 גרם, אשלגן monobasic 40 גרם, מגנזיום סולפט 4 g, כלוריד Ferric 4 g, סידן כלורי 4 g, כלוריד נחושת 1 גרם, קובלט 1 גרם hexahydrate כלוריד, hexahydrate כלוריד ניקל 1 גרם, heptahydrate סולפט אבץ 1 גרם. להוסיף 400 מיליליטר נוסף של מים ללא יונים. מערבולת בכוח כדי לעודד את פירוקה של מלחים. diss הבאolution של מלחים, להוסיף מים ללא יונים להביא את הנפח הכולל של פתרון ל1 ל &#39; </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן את פתרון מניות אמוניה. בבקבוק נפח 1 ליטר, לפזר 38.214 גרם אמוניום כלוריד בכ 900 מיליליטר של מים ללא יונים. לאחר פירוק, להוסיף מים ללא יונים להביא את הנפח הכולל של עד 1,000 מיליליטר. הערה: 1 מיליליטר של פתרון מניות בדילול מלא לL 1 מניב L 10 מ&quot;ג -1 NH 4 + -N פתרון. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן את פתרון המניות חנקה. בבקבוק נפח 1 ליטר, לפזר 72.413 גרם של אשלגן חנקה בכ 900 מיליליטר של מים ללא יונים. לאחר פירוק, להוסיף מים ללא יונים להביא את הנפח הכולל של עד 1,000 מיליליטר. הערה: 1 מיליליטר של פתרון מניות בדילול מלא לL 1 מניבה L 10 מ&quot;ג -1 NO 3 - -N פתרון. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן הזנה / פתרון influent. כדי להפוך פתרון הזנה המכיל 20 מ&quot;ג L -1 NH L 4 + ו-N 20 מ&quot;ג -1 NO 3 - -N, לדלל 2 מיליליטר שלפתרון mmonia מניות ו -2 מיליליטר של פתרון מניות חנקה להיקף כולל 1 ליטר. לפני הדילול, להוסיף 0.5 מיליליטר פתרון מינרלים / L של פתרון שנעשים. הכן 5 L של influent בסך להתחיל את הכור. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן את inoculant האצות. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאסוף נפח גדול (לפחות 10 ליטר) של מים מגוף מים המכילים אצות כגון נחל או בריכה. לאפשר האצות להתיישב על ידי השארת דגימות מים באין מפריעות במשך 24 שעות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> למזוג וזורקים (לא אצות מכילות) ברורות מים בחלק העליון של הדגימות, עוזב השעיה אצות מרוכזת בתוך בקבוקי המדגם. מערבבים את ההשעיה אצות מכל הדגימות לתוך מכולה אחת ולחזור על ההתיישבות וצעדי decanting. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מדוד את ביומסה בתוך המדגם המרוכז. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ייבש מסנן אבק נייר (מסנן 0.45 מיקרומטר MCE ואקום) ואלומיניום שוקל O סירה / N בתנור שנקבע ל 103 מעלות צלזיוס לאחר מגניב למטה בתא ייבוש למשך 30 דקות ב RT למדוד את שיתוףmbined ההמוני של המסנן ולשקול סירה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מסנן אבק 20 מיליליטר של השעיה אצות מרוכזת ולהחזיר את המסנן ולשקול סירה לתנור לייבוש O / N. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> למדוד את המסה בשילוב של המסנן ולשקול סירה. לחשב את הצפיפות ביומסה בתוך המדגם המרוכז. הערה: הנפח הכולל של דגימת מים שחוקרים יצטרכו לאסוף יהיו תלוי בגוף המים מקור. </li></ol></li></ol></li></ol> 3. זריעה והחל הכור <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להוסיף 750 מיליליטר של תמיסת הזנה לכור. מלא את מיכל המיחזור עם 500 מיליליטר של תמיסת הזנה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש פיפטה ארוכה כדי להוסיף השעיה לחסן המכילה 1.5 גרם של אצות בחלקו התחתון של הכור בעדינות. לאפשר הבידוד ליישב לתחתית של הכור, להבטיח זאת על ידי תצפית ויזואלית, לפני שתמשיך לשלב הבא. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ברגע שהתאים התיישבו, להסיר את מהדק הצינור ולהפעיל משאבה לקצב זרימה איטית (10 revolutioדקות NS -1 / 38 מיליליטר דקות -1). האוויר שנלכד בצינור יגורש לכור. הערה: התוספת של 750 מיליליטר לכור תמנע כל ביומסה המופרעת על ידי המשאבה מלעזוב את הכור. לסחוט את צינורות כדי להבטיח שכל האוויר כבר גורש. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מוסיף בהדרגה פתרון הזנה למכל המיחזור כפתרון נשאב לתוך הכור. המשך בנוסף עד ששני הכור ומכל המיחזור הם ביכולת ומתחיל בשפכים כדי לצאת מטנק המיחזור דרך היציאה העליונה. הערה: הנפח של פתרון הזנה שיש להוסיף למכל המיחזור ישתנה עם הנפח של inoculant הוסיף לכור. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יוצקים את פתרון ההזנה שנותר למכל ההזנה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדר את משאבת המיחזור (משאבה) ל -19 דקות מהפכות -1, הקמת קצב זרימת מחזור של 72.5 מיליליטר דקות -1. שים לב לאצות מתחילות לופט מהחלק התחתון של הכור. שימוש בדרגות בכור, לקבוע דו האצותגובה אזור omass. ודא כי הגובה קבוע לפני שתמשיך לשלב הבא. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעל את צלחת הערבוב במהירות נמוכה מאוד; הגדרה של 1 או 2 היא מתאימה כדי להתחיל. בר הערבוב יסייע בlofting ביומסה נוספת, אך ערבוב אגרסיווי יגרום אצות לעזוב את הכור, להיכנס לטנק המיחזור, ולהשאיר בשפכים. הגדר ערבוב מהיר בהגדרת צורך להקים גבול אצות ברור בתוך הכור (איור 2 א); האזור ביומסה אצות צריך להיות כ 10-15 סנטימטר בגובה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התחל משאבת ההזנה לאחר התבוננות גבול ברור בין תקע האצות ונוזל הכור. הגדר את המשאבה ל -25 מהפכות דקות -1, הקמת קצב זרימה של 1.5 מיליליטר דקות -1. שים לב ליציאת כור נוזל יציאת שפכים בשל כוח הכבידה ועקירה שנגרם על ידי זרם influent הנכנס. </li></ol> אוסף דוגמאות 4. וניתוח <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לבצע פרי פעילות איסוף דגימהאו לביצוע תחזוקה במערכת הכור. לאסוף 20 מיליליטר של דגימות שפכים וinfluent יומיות. לאסוף דגימות שפכים מתוך טנק המיחזור. לאסוף דגימות influent ישירות ממכל ההזנה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> דגימות מסנן אבק כדי להסיר מוצקים מרחפות לפני אחסון וניתוח. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אחסן את influent ודגימות שפכים ב -20 ° C עד לניתוח נוסף. להגביל את מספר מחזורי הפשרת הקפאת דגימות נתון. במידת הצורך, ניתן לפצל דגימות לתוך aliquots כדי לשמור על שלמות מדגם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לבצע ניתוח מדגם לחנק, ניטריט, ואמוניה באמצעות טכניקות סטנדרטי 17. הערה: המחברים מנוצלים יון כרומטוגרפיה (IC) כדי לייצר את התוצאות שהוצגו במסמך זה. עיין בטבלת חומרים למפרט. </li></ol>

<ol><li>Sales, C. M., Shieh, W. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Performance+of+an+aerobic%2Fanaerobic+hybrid+bioreactor+under+the+nitrogen+deficient+and+low+F%2FM+conditions%5BTitle%5D)+AND+%22Water+Res%22%5BJournal%5D)">Performance of an aerobic/anaerobic hybrid bioreactor under the nitrogen deficient and low F/M conditions.</a> Water Res. 40 (7), 1442-1448 (2006).</li>
<li>Nootong, K. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Performance+and+kinetic+evaluations+of+a+novel+bioreactor+system+in+the+low-oxygen%2Flow-fluid+shear+reaction+environments%22">Performance and kinetic evaluations of a novel bioreactor system in the low-oxygen/low-fluid shear reaction environments</a>. , University of Pennsylvania. 3225514(2006).</li>
<li>Nootong, K., Shieh, W. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Analysis+of+an+upflow+bioreactor+system+for+nitrogen+removal+via+autotrophic+nitrification+and+denitrification%5BTitle%5D)+AND+%22Bioresour+Technol%22%5BJournal%5D)">Analysis of an upflow bioreactor system for nitrogen removal via autotrophic nitrification and denitrification.</a> Bioresour Technol. 99 (14), 6292-6298 (2008).</li>
<li>Ramanathan, G., Sales, C. M., Shieh, W. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Simultaneous+autotrophic+denitrification+and+nitrification+in+a+low-oxygen+reaction+environment%5BTitle%5D)+AND+%22Water+Sci+Technol%22%5BJournal%5D)">Simultaneous autotrophic denitrification and nitrification in a low-oxygen reaction environment.</a> Water Sci Technol. 70 (4), 729-735 (2014).</li>
<li>Rittmann, B. E., McCarty, P. L. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aRittmann%2C+BE+%22Environmental+Biotechnology%3A+Principles+and+Applications%22">Environmental Biotechnology: Principles and Applications</a>. , McGraw-Hill Higher Education. (2001).</li>
<li>Tchobanoglous, G., Burton, F. L., Stensel, H. D. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aTchobanoglous%2C+G+%22Wastewater+Engineering%3A+Treatment+and+Reuse%22">Wastewater Engineering: Treatment and Reuse</a>. , 4th edn, McGraw-Hill Science/Engineering/Math. (2002).</li>
<li>Palm, J. C., Jenkins, D., Parker, D. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Relationship+between+Organic+Loading%2C+Dissolved-Oxygen+Concentration+and+Sludge+Settleability+in+the+Completely-Mixed+Activated-Sludge+Process%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+Water+Pollution+Control+Federation%22%5BJournal%5D)">Relationship between Organic Loading, Dissolved-Oxygen Concentration and Sludge Settleability in the Completely-Mixed Activated-Sludge Process.</a> Journal Water Pollution Control Federation. 52 (10), 2484-2506 (1980).</li>
<li>Jenkins, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Towards+a+Comprehensive+Model+of+Activated-Sludge+Bulking+and+Foaming%5BTitle%5D)+AND+%22Water+Science+and+Technology%22%5BJournal%5D)">Towards a Comprehensive Model of Activated-Sludge Bulking and Foaming.</a> Water Science and Technology. 25 (6), 215-230 (1992).</li>
<li>Shieh, W., Keenan, J. Ch. 5 Advances in Biochemical Engineering/Biotechnology. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aShieh%2C+W+%22Bioproducts%22">Bioproducts</a>. 33, Springer. Berlin Heidelberg. 131-169 (1986).</li>
<li>Shieh, W. K., Li, C. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Performance+and+Kinetics+of+Aerated+Fluidized-Bed+Biofilm+Reactor%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Environmental+Engineering-Asce%22%5BJournal%5D)">Performance and Kinetics of Aerated Fluidized-Bed Biofilm Reactor.</a> Journal of Environmental Engineering-Asce. 115 (1), 65-79 (1989).</li>
<li>Alvarez-Vazquez, H., Jefferson, B., Judd, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Membrane+bioreactors+vs+conventional+biological+treatment+of+landfill+leachate%3A+a+brief+review%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Chemical+Technology+%26+Biotechnology%22%5BJournal%5D)">Membrane bioreactors vs conventional biological treatment of landfill leachate: a brief review.</a> Journal of Chemical Technology & Biotechnology. 79 (10), 1043-1049 (2004).</li>
<li>Fenu, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Activated+sludge+model+%28ASM%29+based+modelling+of+membrane+bioreactor+%28MBR%29+processes%3A+a+critical+review+with+special+regard+to+MBR+specificities%5BTitle%5D)+AND+%22Water+Res%22%5BJournal%5D)">Activated sludge model (ASM) based modelling of membrane bioreactor (MBR) processes: a critical review with special regard to MBR specificities.</a> Water Res. 44 (15), 4272-4294 (2010).</li>
<li>Liu, Y., Tay, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+essential+role+of+hydrodynamic+shear+force+in+the+formation+of+biofilm+and+granular+sludge%5BTitle%5D)+AND+%22Water+Res%22%5BJournal%5D)">The essential role of hydrodynamic shear force in the formation of biofilm and granular sludge.</a> Water Res. 36 (7), 1653-1665 (2002).</li>
<li>Chudoba, J., Grau, P., Ottová, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Control+of+activated-sludge+filamentous+bulking-II.+Selection+of+microorganisms+by+means+of+a+selector%5BTitle%5D)+AND+%22Water+Research%22%5BJournal%5D)">Control of activated-sludge filamentous bulking-II. Selection of microorganisms by means of a selector.</a> Water Research. 7 (10), 1389-1406 (1973).</li>
<li>Christenson, L., Sims, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Production+and+harvesting+of+microalgae+for+wastewater+treatment%2C+biofuels%2C+and+bioproducts%5BTitle%5D)+AND+%22Biotechnol+Adv%22%5BJournal%5D)">Production and harvesting of microalgae for wastewater treatment, biofuels, and bioproducts.</a> Biotechnol Adv. 29 (6), 686-702 (2011).</li>
<li>Henderson, R., Parsons, S. A., Jefferson, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+impact+of+algal+properties+and+pre-oxidation+on+solid-liquid+separation+of+algae%5BTitle%5D)+AND+%22Water+Res%22%5BJournal%5D)">The impact of algal properties and pre-oxidation on solid-liquid separation of algae.</a> Water Res. 42 (8-9), 8-9 (2008).</li>
<li>Jackson, P. E. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aJackson%2C+PE+%22Encyclopedia+of+Analytical+Chemistry%22">Encyclopedia of Analytical Chemistry</a>. Meyers, R. A. , John Wiley & Sons. Chichester UK. (2000).</li>
<li>Wilkinson, G. N., Rogers, C. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Symbolic+descriptions+of+factorial+models+for+analysis+of+variance%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Statistics%22%5BJournal%5D)">Symbolic descriptions of factorial models for analysis of variance.</a> Applied Statistics. 22, 392-399 (1973).</li>
<li>Chambers, J. M. Ch. 4. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aChambers%2C+JM+%22Statistical+Models+in+S%22">Statistical Models in S</a>. Chambers, J. M., Hastie, T. J. , Wadsworth & Brooks/Cole. (1992).</li>
<li>R Core Team. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22R%3A+A+Language+and+Environment+for+Statistical+Computing%22">R: A Language and Environment for Statistical Computing</a>. , R Foundation for Statistical Computing. Vienna, Austria. (2015).</li>
<li>Ramanathan, G., Sales, C. M., Shieh, W. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Apendix%3ASimultaneous+autotrophic+denitrification+and+nitrification+in+a+low-oxygen+reaction+environment%5BTitle%5D)+AND+%22Water+Science+%26+Technology%22%5BJournal%5D)">Apendix:Simultaneous autotrophic denitrification and nitrification in a low-oxygen reaction environment.</a> Water Science & Technology. 70 (4), 729-735 (2014).</li>
<li><a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Wastewater+Management+Fact+Sheet+-+Energy+Conservation%22">Wastewater Management Fact Sheet - Energy Conservation</a>. 832F06024, Environmental Protection Agency. Washington, DC. 1-7 (2006).</li>
<li>Curtis, T. P. Ch 13. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aCurtis%2C+TP+%22Environmental+Biotechnology%22">Environmental Biotechnology</a>. Mitchell, R., Gu, J. D. , Wiley-Blackwell. (2010).</li>
<li>Asada, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((THE+WATER-WATER+CYCLE+IN+CHLOROPLASTS%3A+Scavenging+of+Active+Oxygens+and+Dissipation+of+Excess+Photons%5BTitle%5D)+AND+%22Annu+Rev+Plant+Physiol+Plant+Mol+Biol%22%5BJournal%5D)">THE WATER-WATER CYCLE IN CHLOROPLASTS: Scavenging of Active Oxygens and Dissipation of Excess Photons.</a> Annu Rev Plant Physiol Plant Mol Biol. 50, 601-639 (1999).</li>
<li>Mullineaux, P., Karpinski, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Signal+transduction+in+response+to+excess+light%3A+getting+out+of+the+chloroplast%5BTitle%5D)+AND+%22Curr+Opin+Plant+Biol%22%5BJournal%5D)">Signal transduction in response to excess light: getting out of the chloroplast.</a> Curr Opin Plant Biol. 5 (1), 43-48 (2002).</li>
<li>Mallick, N., Mohn, F. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reactive+oxygen+species%3A+response+of+algal+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Plant+Physiology%22%5BJournal%5D)">Reactive oxygen species: response of algal cells.</a> Journal of Plant Physiology. 157 (2), 183-193 (2000).</li>
<li>Fridovich, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Oxygen+toxicity%3A+a+radical+explanation%5BTitle%5D)+AND+%22J+Exp+Biol%22%5BJournal%5D)">Oxygen toxicity: a radical explanation.</a> J Exp Biol. 201 ((Pt 8)), 1203-1209 (1998).</li>
<li>Doyle, S. M., Diamond, M., McCabe, P. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chloroplast+and+reactive+oxygen+species+involvement+in+apoptotic-like+programmed+cell+death+in+Arabidopsis+suspension+cultures%5BTitle%5D)+AND+%22J+Exp+Bot%22%5BJournal%5D)">Chloroplast and reactive oxygen species involvement in apoptotic-like programmed cell death in Arabidopsis suspension cultures.</a> J Exp Bot. 61 (2), 473-482 (2010).</li>
<li>Eisma, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Suspended-matter+particle+size+in+some+West-European+estuaries%3B+part+II%3A+A+review+on+floc+formation+and+break-up%5BTitle%5D)+AND+%22Netherlands+Journal+of+Sea+Research%22%5BJournal%5D)">Suspended-matter particle size in some West-European estuaries; part II: A review on floc formation and break-up.</a> Netherlands Journal of Sea Research. 28 (3), 215-220 (1991).</li>
<li>Thomas, D. N., Judd, S. J., Fawcett, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Flocculation+modelling%3A+A+review%5BTitle%5D)+AND+%22Water+Research%22%5BJournal%5D)">Flocculation modelling: A review.</a> Water Research. 33 (7), 1579-1592 (1999).</li>
<li>Harris, R. H., Mitchell, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+role+of+polymers+in+microbial+aggregation%5BTitle%5D)+AND+%22Annu+Rev+Microbiol%22%5BJournal%5D)">The role of polymers in microbial aggregation.</a> Annu Rev Microbiol. 27, 27-50 (1973).</li>
<li>Raszka, A., Chorvatova, M., Wanner, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+role+and+significance+of+extracellular+polymers+in+activated+sludge%5BTitle%5D)+AND+%22Part+I%3A+Literature+review.+Acta+Hydrochimica+Et+Hydrobiologica%22%5BJournal%5D)">The role and significance of extracellular polymers in activated sludge.</a> Part I: Literature review. Acta Hydrochimica Et Hydrobiologica. 34 (5), 411-424 (2006).</li>
<li>Lakaniemi, A. M., Intihar, V. M., Tuovinen, O. H., Puhakka, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Growth+of+Dunaliella+tertiolecta+and+associated+bacteria+in+photobioreactors%5BTitle%5D)+AND+%22J+Ind+Microbiol+Biotechnol%22%5BJournal%5D)">Growth of Dunaliella tertiolecta and associated bacteria in photobioreactors.</a> J Ind Microbiol Biotechnol. 39 (9), 1357-1365 (2012).</li>
<li>Lakaniemi, A. M., Intihar, V. M., Tuovinen, O. H., Puhakka, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Growth+of+Chlorella+vulgaris+and+associated+bacteria+in+photobioreactors%5BTitle%5D)+AND+%22Microb+Biotechnol%22%5BJournal%5D)">Growth of Chlorella vulgaris and associated bacteria in photobioreactors.</a> Microb Biotechnol. 5 (1), 69-78 (2012).</li>
<li>Natrah, F. M. I., Bossier, P., Sorgeloos, P., Yusoff, F. M., Defoirdt, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Significance+of+microalgal-bacterial+interactions+for+aquaculture%5BTitle%5D)+AND+%22Reviews+in+Aquaculture%22%5BJournal%5D)">Significance of microalgal-bacterial interactions for aquaculture.</a> Reviews in Aquaculture. 6 (1), 48-61 (2014).</li>
<li>Dittami, S. M., Eveillard, D., Tonon, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+metabolic+approach+to+study+algal-bacterial+interactions+in+changing+environments%5BTitle%5D)+AND+%22Mol+Ecol%22%5BJournal%5D)">A metabolic approach to study algal-bacterial interactions in changing environments.</a> Mol Ecol. 23 (7), 1656-1660 (2014).</li>
<li>Watanabe, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Symbiotic+association+in+Chlorella+culture%5BTitle%5D)+AND+%22FEMS+Microbiol+Ecol%22%5BJournal%5D)">Symbiotic association in Chlorella culture.</a> FEMS Microbiol Ecol. 51 (2), 187-196 (2005).</li>
<li>Burke, C., Thomas, T., Lewis, M., Steinberg, P., Kjelleberg, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Composition%2C+uniqueness+and+variability+of+the+epiphytic+bacterial+community+of+the+green+alga+Ulva+australis%5BTitle%5D)+AND+%22ISME+J%22%5BJournal%5D)">Composition, uniqueness and variability of the epiphytic bacterial community of the green alga Ulva australis.</a> ISME J. 5 (4), 590-600 (2011).</li>
<li>Krohn-Molt, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Metagenome+survey+of+a+multispecies+and+alga-associated+biofilm+revealed+key+elements+of+bacterial-algal+interactions+in+photobioreactors%5BTitle%5D)+AND+%22Appl+Environ+Microbiol%22%5BJournal%5D)">Metagenome survey of a multispecies and alga-associated biofilm revealed key elements of bacterial-algal interactions in photobioreactors.</a> Appl Environ Microbiol. 79 (20), 6196-6206 (2013).</li>
<li>Cooper, E. D., Bentlage, B., Gibbons, T. R., Bachvaroff, T. R., Delwiche, C. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Metatranscriptome+profiling+of+a+harmful+algal+bloom%5BTitle%5D)+AND+%22Harmful+Algae%22%5BJournal%5D)">Metatranscriptome profiling of a harmful algal bloom.</a> Harmful Algae. 37, 75-83 (2014).</li>
</ol>

למחברים אין מה לחשוף ולהצהיר שאין להם אינטרסים כלכליים מתחרים.

סעיף זה יתחיל בדיון על וריאציות פרוטוקול הדרושות כדי לטפל בבעיות תפעוליות אפשריות, כמו גם שימוש בקהילות חיידקים שונות. נקודות החוזק של עיצוב כור זה יידון, כולל היכולת למשול שליטה של ​​שטף חמצן ויצירת flocs צפיפות הגבוהה בתוך הכור. אתגרים נוכחיים ואפיקים אפשריים של חקירה יהיו גם ציינו. הניואנסים פרוטוקול ווריאציות הפעולה של HDBRs לטיפוח סוגים שונים של תרבויות של דורשת שינויים קלים בפרוטוקול תפעולי,...

שפכים עירוניים מטופל בדרך כלל בתהליכי בוצה משופעלת על מנת להפחית את המוצקים מרחפים (SS), ביקוש ביולוגי חמצן (BOD), חנקן אורגני ואי-אורגני, ותוכן זרחן 5,6. תהליך הבוצה משופעלת, אמצעי טיפול בשפכים המשני, כרוך החמצון של פחמן אורגני בטנק אוורור מלא במשקאות מעורבים של שפכים נכנסים ומיקרואורגניזם heterotrophic הממוחזר (המכונה בוצה משופעלת נפוץ) 5-7. המשקאות המעורבים ואז נכנס לטהור גדול יחסית (טנק יישוב) שבו הבוצה מסתפקת באוסף קל יותר, או כדי להיות מסולק או ממוחזר חזרה לטנק האוורור, ואילו בשפכים הבהירו, שטופלו יכולים להמשיך טיפול או חיטוי שיישונים לפני ששוחרר ל מים מקבלים 5-7. הפרדה יעילה של הקולחים ומוצקים (בוצה) בלטהור המשני היא חיונית לתפקוד התקין של היהמערכת טיפול tewater, כמו כל בוצה משופעלת ממשיכה מעבר לclarifiers תגדיל את BOD ואס-האס ב5-8 בשפכים. מספר התהליכים ביולוגיים חלופיים קיימים לטיפול שניוני בשפכים, אשר להפחית או לבטל את הצורך בטנקי הבהרה גדולים, כוללים מצורף צמיחה כורים (biofilm), bioreactors הקרום (MBRs), וכורים גרעיניים בוצה. בכורים biofilm, ההיווצרות של biofilms, שבו מיקרואורגניזמים באופן טבעי הכולל ולצרף כשכבת על משטח מוצק, מאפשר לשימור ביומסה והצטברות ללא הצורך בטנק הבהרה. כורי biofilm ניתן לסווג לשלושה סוגים: כורי מיטה ארוזה, כורי מיטה מרחף, ומסתובבים קבלנים ביולוגיים. כורי מיטה ארוזים, כגון מסננים מטפטפים ומגדלים ביולוגיים, לנצל משטח מוצק צמיחה נייחת 5,6. כורי מיטה מרחף (FBRs) תלויים בקובץ המצורף של מיקרואורגניזמים לחלקיקים,כגון חול, גרגירי פחם פעילים (GAC), או חרוזי זכוכית, אשר נשמרים בהשעיה על ידי קצב זרימה כלפי מעלה גבוה 9,10. כורים ביולוגיים מסתובבים תלויים בbiofilms נוצר על התקשורת מחוברת לפיר מסתובב המאפשרת biofilm להיחשף לסירוגין לאוויר ומטופלת הנוזל 5,6. MBRs להשתמש ביחידות סינון קרום, או בתוך (התצורה השקועה) bioreactor או חיצוני באמצעות מחזור (תצורת צד-זרם) 5,11. הקרומים לשמש כדי להשיג הפרדה טובה של ביומסה וחלקיקים מוצקים מ11,12 הנוזל שטופל. כורים גרעיניים הם בוצת כורי upflow בי ההיווצרות של גרגרים מאוד צפופים ויישוב היטב של מיקרואורגניזמים מתרחשת כאשר הם נחשפים לאוויר upflow השטחי גבוה מהירויות 13. כחלופה נוספת לתהליך הבוצה משופעלת, מערכת כור upflow רומן, התקשר עכשיו bioreactor צפיפות גבוהה (HDBR), היה designeד ונבנה על ידי מכירות וShieh (2006) ללמוד הסרת COD על ידי בוצה משופעלת מזרמים פסולת סינתטיות בתנאי F / M נמוכים שידועים כי הם גורמים להיווצרות בוצת יישוב עניה (כלומר, בוצת bulking) 1,7,14. מערכת HDBR מנוצלת שונה כורי מיטה מרחף, כי בדרך כלל מורכב מכור upflow ומכל מחזור חיצוני. כורי מיטה מרחף מופעלים בדרך כלל עם ספיקות זרם מחזור גבוהות מספיק כדי לשמור על תשתית צמיחת biofilm המושעית אבל נמוכות מספיק כדי שהמצע מכוסה biofilm נשמר. שלא כמו כורי מיטה מרחף, HDBR מתואר במכירות וShieh (2006) המשמש ספיקות זרם מחזור נמוכות יחסית אשר, יחד עם אוורור חיצוני, מנעו שיבוש אזור ביומסה נוצר בתוך הכור 1. מחקרים נוספים הראו את יכולתו של עיצוב כור זה לטפל בהצלחה במגוון רחב של נתיבי חנקן באמצעות ניטיריפיקציה / denitrifying חיידקי 3,4. בכל העגילIES ההיווצרות של אזור יציב, צפוף ביומסה בHDBR ביטלה את הצורך בתהליך / שקיעה חיצונית הפתתה 1-4. כפי שאנו מדווחים כאן, השימוש בHDBR לגדול תרבויות צפופות גם נבדק בתצורת photobioreactor (PBR) לגידול של אצות. אנו דנים את היתרונות וחסרונות של מערכת כור הרומן הזה לטיפוח אצות והפוטנציאל שלה להתגבר על מכשול גדול במסחור של דלק ביולוגי אצות הקשורים קציר ביומסה (כלומר, הפרדה מוצקה נוזל טוב 15,16). הפרוטוקול הבא מתאר את הצעדים הדרושים כדי להרכיב, הפעלה, מדגם מ, ולשמור על HDBR עם אצות כקהילת החיידקים של עניין. שינויים בפרוטוקול ההפעלה ותפעול של תרבויות heterotrophic וניטיריפיקציה / denitrifying יהיו גם ציינו. לבסוף, יתרונות כלליים, חסרונות, ונעלמים של עיצוב כור הרומן הזה יהיו מודגשים.

<table><tbody><tr><td>אבן אוורור</td><td>אליטה</td><td>AS-3015C</td><td></td></tr><tr><td>מאוורר</td><td>Top Fin</td><td>Air-1000</td><td></td></tr><tr><td>אמוניום כלוריד</td><td>סיגמא אולדריץ'</td><td>A9434</td><td></td></tr><tr><td>עמודת ניתוח אניון</td><td>Shodex</td><td>IC SI-52 4E</td><td></td></tr><tr><td>(600 מ"ל)</td> <td>קורנינג פיירקס</td><td>1000-600</td><td>משמש ככלי ערבוב (MV). תוספת דוקרני צינור בתחתית ורמות 500 מ"ל. קוטר חיצוני של דוקרני צינור 3/8 אינץ'.</td></tr><tr><td>סידן כלוריד</td><td>סיגמא אולדריץ'</td><td>C5670</td><td></td></tr><tr><td>טור ניתוח קטיון</td><td>Shodex</td><td>IC YS-50</td><td></td></tr><tr><td>קובלט כלוריד הקסהידרט</td><td>סיגמא אולדריץ'</td><td>C8661</td><td></td></tr><tr><td>נחושת כלוריד</td><td>סיגמא אולדריץ'</td><td>222011</td><td></td></tr><tr><td>כלוריד ברזל</td><td>סיגמא אולדריץ'</td><td>157740</td><td></td></tr><tr><td>מסנן (ואקום)</td><td>פישרברנד</td><td>09-719-2E</td><td>0.45 &#956; מסנן ממברנה m, MCE, 47&nbsp; צילינדר מדורג בקוטר מ"מ</td></tr><tr><td>(1,000 מ"ל)</td><td>קורנינג פיירקס</td><td>3025-1L</td><td>משמש ככלי כור (R). תוספת דוקרני צינור בתחתית, 500 מ"ל ורמות 1 ליטר. קוטר חיצוני של דוקרני צינור 3/8 אינץ'.</td></tr><tr><td>HPLC / IC</td><td>Shimadzu</td><td>בולטות</td><td></td></tr><tr><td>מגנזיום גופרתי</td><td>סיגמא אולדריץ'</td><td>M2643</td><td></td></tr><tr><td>Masterflex L / S כונן במהירות משתנה</td><td>Masterflex</td><td>07553-50</td><td>כונן למשאבות מיחזור והזנה (2 דרושים)</td></tr> <tr><td>ניקל כלוריד הקסהידרט</td><td>סיגמא אולדריץ'</td><td>N6136</td><td></td></tr><tr><td>אשלגן חנקתי</td><td>סיגמא אולדריץ'</td><td>P8291</td><td></td></tr><tr><td>(מונובסיסי) אשלגן פוספט</td><td>סיגמא אולדריץ'</td><td>P5655</td><td></td></tr><tr><td>ראש משאבה</td><td>Masterflex</td><td>07018-20</td><td>ראש משאבת מיחזור</td></tr><tr><td>ראש משאבה</td><td>Masterflex</td><td>07013-20</td><td>ראש משאבת הזנה</td></tr><tr><td>צינורות משאבה</td><td>Masterflex</td><td>6404-18</td><td>מיחזור צינורות משאבת</td></tr> צינורות <tr><td>משאבה</td><td>Masterflex</td><td>6404-13</td><td>צינורות משאבת הזנה</td></tr><tr><td>נתרן ביקרבונט</td><td>Sigma Aldrich</td><td>S5761</td><td></td></tr><tr><td>אבץ גופרתי heptahydrate</td><td>Sigma Aldrich</td><td>Z0251</td><td></td></tr></tbody></table>

bioreactor רומן לטיפוח צפיפות גבוה של קהילות חיידקים מגוונות

A Novel Bioreactor for High Density Cultivation of Diverse Microbial Communities

תכנון כור חדשני, שנטבע ביו-ריאקטור בצפיפות גבוהה (HDBR), מוצג לגידול ומחקר של קהילות מיקרוביאליות בצפיפות גבוהה. מחקרי עבר העריכו את ביצועי הכור להסרת COD1 ומיני חנקן2-4 על ידי חיידקים הטרוטרופיים וכימו-אוטוטרופיים, בהתאמה. תכנון HDBR מבטל את הדרישה לתהליכי פלוקולציה/שקיעה חיצוניים תוך הפקת שפכים המכילים מוצקים מרחפים נמוכים. במחקר זה, ה-HDBR מיושם כפוטו-ביו-ריאקטור (PBR) על מנת לאפיין את מאפייני הסרת החנקן של קהילה מיקרוביאלית פוטוסינתטית מבוססת אצות. כפי שדווח בעבר עבור תכנון HDBR זה, הוקם אזור ביומסה יציב עם תיחום ברור בין החלק הפעיל ביולוגית של הכור לבין נוזל הכור הממוחזר, מה שהביא לשפכים מוצקים מרחפים נמוכים. קהילת האצות ב-HDBR נצפתה כמסירה 18.4% מכלל מיני החנקן בשפעת. ריכוזי NH4+ ו-NO 3- משתנים במזון לא השפיעו על הסרת NH4+ (n=44, p=0.993 ו-n=44, p=0.610 בהתאמה) בעוד שריכוז ההזנה של NH4+ נמצא קשור באופן שלילי להסרת NO3- (n=44, p=0.000) וריכוז ההזנה NO3- נמצא בקורלציה חיובית עם NO3- הסרה (n=44, p=0.000). הסרה עקבית של NH4+, בשילוב עם הצטברות של מיני חנקן מחומצן בשטפים גבוהים של NH4+ מצביעה על נוכחות של חיידקים מחמצנים אמוניה וניטריט בתוך הקהילה המיקרוביאלית.

HDBR שימש לטפח אצות על פני כמה יחסים של ריכוזי האמוניה influent וחנק, תוך שמירה על תוכן חנקן כללי בהזנה ב 40 מ&quot;ג -NL -1. Influent ודגימות שפכים נלקחו יומית; דגימות צפיפות ביומסה נלקחו בתחילת וסוף כל מצב. הכור לקח על 3-5 ימים בממוצע להגיע לשיווי משקל מצב יציב לאחר התנאים השתנו. על פני טווח רחב של מצבי influent אזור ביומסה נפרד הוקם, כפי שנצפה במחקרים קודמים (איור 2). התרבות של אצות בHDBR נמצאה להסיר ממוצע של 18.4% בסך הכל מיני חנקן בהזנה (n = 44). ב...

תכנון כור חדשני, שנטבע ביו-ריאקטור בצפיפות גבוהה (HDBR), מוצג לגידול ומחקר של קהילות מיקרוביאליות בצפיפות גבוהה. כאן, ה-HDBR מיושם בהצלחה בתצורת פוטו-ביו-ריאקטור (PBR) לחקר חילוף החומרים של חנקן על ידי קהילת אצות מעורבת בצפיפות גבוהה.

Bioreactor רומן לטיפוח צפיפות גבוה של קהילות חיידקים מגוונות

A novel reactor design, coined a high density bioreactor (HDBR), is presented for the cultivation and study of high density microbial communities. Past ...

המטרה הכוללת של תכנון הביוריאקטור והניסוי היא להדגים גידול של קהילה פוטוסינתטית מעורבת בצפיפות גבוהה בביוריאקטור חדש לטיפול יעיל בשפכים. ניתן להשתמש בשיטה זו כדי לענות על שאלות מפתח, כגון כיצד לתכנן ולהפעיל ביוריאקטורים של אצות לצורך שיקום של זרמי פסולת, וכן כיצד לגדל ביומסה של אצות. היתרון המרכזי של טכניקה זו הוא גידול של ביומסת אצות בצפיפות גבוהה ללא צורך בשיטות הפרדה חיצוניות.הרעיון ליישום זה עלה תחילה כאשר הבנו שמערכת הביוראקטור בעלת הצפיפות הגבוהה הזו הצליחה מאוד בגידול חיידקים הטרוטרופיים מבוצה מופעל לטיפול בתרכובות אורגניות ממי שפכים, וכן בגידול ניטריפיקטורים ואדניטריפיקטורים אוטוטרופיים לטיפול באמוניה, מזהם חנקני במי שפכים. מדגים פרוצדורה זו הוא תומס תומפסון, סטודנט לתואר שני ב-A-B-S-M-S באוניברסיטת דרקסל, המשמש גם כסטודנט מתמחה וטכנאי במעבדתי. כדי להתחיל, הניחו את הכור על פלטת ערבוב והוסיפו למערכת מוט מגנטית.הנח את מיכל המיחזור לצד פלטת הערבוב והריאקטור, כך שפתח היציאה של המיכל פונה לכיוון קצה ספסל המעבדה. הנח את מיכל הפסולת מתחת לפתח היציאה של מיכל המיחזור. לאחר מכן, הנח את מיכל ההזנה לצד מיכל המיחזור.אבטחו את הכור מפני התהפכות באמצעות מעמד ומסבך בגודל מתאים. הכניסו צינורות משאבה פריסטאלטיים מניאופרן לראשי משאבת המחזור ומשאבת ההזנה. התקינו את ראשי המשאבות על מנועי המשאבות באמצעות הברגים שסופקו עם המנועים.כעת חברו את צינורית משאבה a לפתחים בריאקטור ובמיכל המיחזור. הכניסו את קצה צינורית משאבה B למיכל ההזנה ולמיכל המיחזור. חברו את הפתח העליון של הריאקטור למיכל המיחזור באמצעות צינורית.לבסוף, הצמד תפסים לצינוריות בפתחי הכור. הכן חמישה ליטרים של תמיסת הזנה או תמיסת זרימה להפעלת הכור. ראשית, הוסף 0.5 milliliters של תמיסת מינרלים לכל ליטר של תמיסה המוכנה.לאחר מכן, דללו שני מיליליטר של תמיסת סטוק של אמוניה, ושני מיליליטר של תמיסת סטוק של חנקית, לנפח כולל של ליטר אחד. הוסיפו 750 מיליליטר של תמיסą ההזנה לריאקטור. מלאו את מיכל המחזור ב-500 מיליליטר של תמיסת הזנה.השתמשו בפיפטה ארוכה כדי להוסיף בעדינות תרחיף חידוע המכיל 1.5 גרם אצות סמוך לתחתית הריאקטור. המתינו שהחידוע ישקע לתחתית הריאקטור, כפי שניתן לוודא באמצעות תצפית חזותית, לפני המעבר לשלב הבא. הניחו את אבן האוורור במיכל המיחזור והפעילו אותה.לאחר שהתאים שקעו, הסר את תפסני הפח והפעל את משאבה A בקצב זרימה איטי. באמצעות הבקרים ביחידת ההנעה של המשאבה, הוסף בהדרגה את תמיסת ההזנה למיכל המחזור בזמן שהתמיסה נשאבת אל הריאקטור. המשך בהוספה עד שהריאקטור ומיכל המחזור יגיעו למספר הקיבולת ויתחיל לזרום שפכים.מתחיל לצאת ממכל המיחזור דרך הפתח העליון. שפכו את יתרת תמיסת ההזנה לתוך מכל ההזנה. לאחר מכן, הגדירו את משאבה a ל-19 revolutions per minute, כדי ליצור קצב זרימת מיחזור של 72.5 milliliters per minute.עקבו אחר תחילת עליית האצות מהקרקעית של הריאקטור באמצעות סימוני המדידה שעל דפנותיו. קבעו את גובה אזור הביומסה של האצות. ודאו כי הגובה קבוע לפני המעבר לשלב הבא.בעת קביעת המהירות של פלטת הערבוב, חיוני לנטר את הגובה ואת היציבות של הביומסה האגלית כדי למנוע אובדן ביומסה. שינויים הדרגתיים ומודרניים במהירות של מוט הערבוב מסייעים למנוע התרחשות של מצב זה. הפעילו את פלטת הערבוב במהירות נמוכה מאוד.הגדרה של אחת או שתיים היא מתאימה להתחלה. מוט הערבוב יסייע בהרמה נוספת של הביומסה, אך ערבוב אגרסיבי יגרום לצמיחת אצות. כדי לצאת מהריאקטור, היכנס למכל המיחזור ועזוב דרך השפכים.הפעילו את משאבת ההזנה. לאחר שזיהיתם גבול ברור בין פקק האצות לנוזל בריאקטור, כווןנו את המשאבה ל-25 סיבובים לדקה, כדי לקבוע קצב זרימה של 1.5 milliliters per minute. עקבו אחר נוזל הריאקטור היוצא מפתח השפכים כתוצאה מכוח הכבידה ומהדחיקה שנגרמת על ידי זרם ההזנה הנכנס.בצעו את פעולות איסוף הדגימות לפני ביצוע תחזוקה במערכת הריאקטור. אספו מדי יום 20 milliliters של דגימות שפכים (effluent) ודגימות הזנה (influence). אספו את דגימות השפכים מתוך מיכל המחזור.אספו דגימות קולח (influence) ישירות ממיכל ההזנה. סננו את הדגימות באמצעות ואקום כדי להסיר מוצקים תלויים לפני האחסון והניתוח. אחסנו את דגימות הזרימה (fluent) והקולח (effluent) בטמפרטורה של 20- מעלות צלזיוס עד לביצוע ניתוחים נוספים.הגבילו את מספר מחזורי ההקפאה וההפשרה. הדגימות הועברו לבסוף לאנליזה של חנקות, ניטריטים ואמוניה באמצעות טכניקות סטנדרטיות. הסרת אמוניה נצפתה בכל טווחי הרכבי ההזנה, אך עוצמת הסרת האמוניה לא הושפעה באופן מובהק מהשפעת הרכב האמוניה.בדומה לכך, נראה כי הסרת האמוניה לא הושפעה באופן משמעותי מהשפעת הרכב החנקות, כאשר נצפתה הצטברות של חנקות בתוך הריאקטור ברוב הרכבי ההזנה. הסרת החנקות נמצאה במתאם שלילי עם הרכב הזנת האמוניה, בעוד שהסרת החנקות הייתה במתאם חיובי עם הרכב הזנת החנקות. העובדה שהסרת האמוניה חלה במקביל להיווצרות חנקות מרמזת כי בתוך הקהילה המעורבת נוכחים חיידקים מחמצני אמוניה וחנקות, וכי אורגניזמים אלו תורמים לטרנספורמציה של מיני חנקן בתוך הריאקטור.החמצן הנדרש על ידי חיידקים מחמצני אמוניה וניטריט יסופק באמצעות אוורור במיכל המיחזור ויועבר דרך אזור הביומסה בתוך הריאקטור באמצעות משאבת המיחזור. בנוסף לניטור הרכב כימי של הזרימה הנכנסת והיוצאת, נמצא כי תכולת המוצקים התלויים בתוך הריאקטור מהווה מנבא טוב של קריסות באוכלוסייה. שינויים גדולים ופתאומיים בהרכב ההזנה עלולים להשפיע לרעה על הקהילה המיקרוביאלית ועשויים להוביל לקריסות של הריאקטור.כתוצאה מכך, יש לבחור בקפידה את לוחות הזמנים של הרכב המזון כדי למנוע קריסות כאלה. למרות ששיטה זו יכולה לספק תובנות לגבי מערכות של אצות וחיידקים הפועלות בביו-פוטוראקטור זה, אנו יכולים ללמוד באמצעותה גם על חיידקים הטרוטרופיים מבוצה מופעל במערכת, כמו כן על חיידקים ניטריפיקטורים ודניטריפיקטורים, חיידקים מחמצנים ואורגניזמים קולטי פוספט. לאחר השליטה בשיטה, ניתן להרכיב ולהפעיל ביו-ריאקטור בצפיפות גבוהה בתוך פחות משעתיים מדי יום. פעולות כגון איסוף דגימות והכנה לאלואיזציה אמורות לקחת כשעה. אנו מקווים שהדגמה זו תעודד חוקרים אחרים לאמץ ריאקטור זה כדי לחקור מערכות מיקרוביאליות אחרות.תודה שצפיתם, ובהצלחה בניסוייכם.

a-novel-bioreactor-for-high-density-cultivation-diverse-microbial

Research

JoVE Journal

Bioengineering

הנדסה ביולוגית

אנו מתארים פלטפורמת השבבים מבוססי לעיבוד תלת ממדי של תאים מיקרו bioreactors. אחת שבב יכול בית עד 10 Mio. תאים שיכולים להיות מעובדים בתנאים מוגדרים במדויק לגבי זרימת נוזלים, מתח וכו 'חמצן בלולאה, סטרילי במחזור סגור.

שבב מבוסס תלת ממדי נייד תרבות Micro-bioreactors perfused

מקור: המריך, ג'. ואחרים. פרוטוקול לאופטימיזציה של ייצור חלבונים הטרולוגיים באמצעות טכנולוגיית מיקרוביוריאקטור אוטומטית. J. Vis. Exp. (2017).הסרטון הזה מדגים את השימוש במיקרוביוריאקטור אוטומטי לניטור צמיחת חיידקים והפרשת חלבון פלואורסצנטי בתגובה לפורמולות מדיה משתנות. חיידק מהונדס גנטית המבטא חלבון פלואורסצנטי מהפריש מתרבתים תחת ברירה אנטיביוטית ומחוסן לבארות מגוונות מבחינת תזונה. מדידות אופטיות בזמן אמת של צפיפות תאים ופלואורסצנציה מאפשרות ניתוח השוואתי של ייצור חלבונים בתנאי גדילה שונים.

ניטור צמיחת חיידקים בנוסחאות מדיה נפרדת באמצעות מיקרוביוריאקטור אוטומטי

בפרוטוקול זה מוצג הייצור, ההתקנה והתפעול הבסיסי של ביו-ריאקטור פיקוליטר מיקרופלואידי (PLBR) לניתוח תאים בודדים של מיקרואורגניזמים פרוקריוטיים. מיקרואורגניזמים רלוונטיים מבחינה תעשייתית נותחו כהוכחה עקרונית המאפשרת תובנות לגבי קצב גדילה, מורפולוגיה והטרוגניות פנוטיפית על פני תקופות זמן מסוימות, בקושי אפשרי בשיטות קונבנציונליות.

ביו-ריאקטור מיקרו-נוזלי פיקוליטר לניתוח מיקרוביאלי של תאים בודדים: ייצור, הגדרת מערכת ותפעול

Fermentors משמשים כדי להגדיל את תשואת התרבות והפרודוקטיביות של תאים מהונדסים גנטיים. לאחר הקרנת מועמדי תרבית תאים של חיידקים או של בעלי חיים רבים בצלוחיות לרעוד, הצעד ההגיוני הבא הוא להגדיל ביומסה של התרבות שנבחרה עם fermentor. סרטון זה מדגים את ההקמה ותפעול של מערכת bioreactor המעבדתיים אופיינית.

מבצע של Bioreactor Benchtop

באמצעות ביו-ריאקטור פנאומטי, אנו מדגימים את ההרכבה, התפעול והביצועים של מערכת ביו-ריאקטור חד-פעמית זו לגידול תאי יונקים.

טיפוח של תאי יונקים באמצעות מערכת פניאומטיים Bioreactor יחיד שימוש

כתב יד זה מתאר גישה כללית לעיצוב בהתאמה אישית של טיפוח מיקרוביאלי מדיה. זה מופעל על-ידי זרימת עבודה איטרטיבי שילוב Kriging ניסיוני microbioreactor ועיצוב טכנולוגיה מבוססת על תפוקת טיפוח מספיקות, אשר נתמך על ידי מעבדת רובוטיקה כדי לשפר את האמינות ואת מהירות בנוזל טיפול מדיה הכנה.

פרוטוקול גנרי עבור אופטימיזציה של ייצור החלבון Heterologous באמצעות טכנולוגיית Microbioreactor אוטומטיות

פרוטוקול מפורט עבור הפעולה בו-זמניות של תרביות תאים מקבילים 48 בתנאים מגוונים במערכת microbioreactor מוצג. תהליך התרבות תאים, קציר וניתוח כייל נוגדנים הבאים מתוארים.

השימוש תפוקה גבוהה אוטומטית Microbioreactor מערכת לייצור של מודל IgG1 בתאים צ'ו

המוקד של מאמר זה הוא לפרט שיטות עבודה מומלצות להכנת מדיה עבור מיקרואורגניזמים אנאירוביים מהירים שנרכשו מסביבה. שיטות אלה מסייעות בניהול תרביות אנאירוביות וניתן ליישם אותן כדי לתמוך בצמיחה של מיקרואורגניזמים חמקמקים ולא מתורבתים, "החומר האפל המיקרוביאלי".

קבוצה של פורמטים מדומים מדומים באתרם לטיפוח מיקרואורגניזמים אנאירוביים שנרכשו בסביבה

פרוטוקול זה מפרט את הרכבת מערכי מיני-ביו-ריאקטור שישמשו לתרבית זרימה רציפה של קהילות צואה מורכבות בתנאים אנאירוביים. אנו דנים גם בשיטות ההרכבה, החיסון והדגימה של הכורים להמשך ניתוח.

מכלול ביו-ריאקטור לתרבית מתמשכת של קהילות צואה מורכבות

מערך המיני-ביו-ריאקטור (MBRA) הוא מערכת תרבית בעלת תפוקה גבוהה, ניתנת להתאמה אישית, זרימה רציפה המאפשרת טיפוח של קהילות מיקרוביאליות מורכבות, ותומכת בניסויים מקבילים לחקר דינמיקת המיקרוביום, אינטראקציות טיפוליות ותגובות מיקרוביאליות לגורמים סביבתיים.

פרוטוקול מעודכן להרכבה ושימוש במערך המיני-ביו-ריאקטור (MBRA)

למד לטפח קהילות אצות צפופות בביוריאקטור חדשני לטיפול בשפכים. שיטה זו מאפשרת ייצור ביומסה גבוהה ללא צורך בשיטות הפרדה חיצוניות ומסייעת בטיהור חנקן.

Bioreactor רומן לטיפוח צפיפות גבוה של קהילות חיידקים מגוונות

גלה סרטונים נוספים