Name: הסרת biofilm באמצעות אירוסולים פחמן דו-חמצני ללא חנקן טהר (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-11-06T15:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 11 s
Description: למדו שיטה יעילה להסרת ביופילם באמצעות אירוסולים של פחמן דו-חמצני ללא שימוש בחנקן טהור. הטכניקה מבוססת על העברת תנע ופעולת חומרי פעילי שטח, ומספקת ניקוי מהיר ואמין של משטחים מזוהמים.

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

מחקר זה נתמך על ידי תוכנית המחקר המדעי הבסיסי באמצעות קרן המחקר הלאומית של קוריאה (NRF), במימון משרד המדע, התקשוב והתכנון העתידי (# 2015R1A2A2A01006446).

1. הכנת השטח ליצירת biofilm <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חותכים 1 מ&quot;מ בעובי 304 צלחות נירוסטה לתוך שבבים (10 × 10 מ&quot;מ 2) עם חותך מכני. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בצע ניקוי קולי של שבבי אצטון, מתנול, ו ללא יונים (DI) ברצף מים במשך 10 דקות כל אחד. השתמש מיכל ממס עמיד, עשוי חומרים כגון זכוכית, להסיר זיהום אורגני. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שוטף את השבב עם מים זורמים DI במשך 3-5 שניות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ייבש את השבב באמצעות זרימת גז N 2 למשך 3-5 שניות. </li></ol> 2. הכנת תרבית חיידקים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קח פ putida KT2440 (בתנאי בחביבות על ידי פרופ &#39;סונג קוק Lee, UNIST, דרום קוריאה) מניות מאוחסנים -80 ° C עמוק במקפיא. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להפשיר בטמפרטורת החדר לאחר 1 דקות, ואת השכבה העליונה של פתרון המניות קפוא הופך לבוץ. לטבול לולאה לתוך השכבה המומסת של פתרון המניות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש לולאה זה פס החיידקים על גבי לוריאצלחת -Bertani (LB) המכילה אגר 1.5%. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> דגירה את הצלחת לילה ב C 30 ° לגדל את מושבות חיידקים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פיק מושבה אחת מהצלחת באמצעות לולאה טריה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחסן 10 מ&quot;ל של מרק LB צינור חרוטי 50 מ&quot;ל עם לולאה המכילה את מושבת חיידקים אחת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> דגירה מרק חממת רעד במשך 16 שעות ב 30 מעלות צלזיוס, 160 סל&quot;ד. </li></ol> 3. היווצרות biofilm על פני השטח <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תרים אחד של השבבי המוכן עם פינצטה לטבול אותם 70% אתנול 5 פעמים במשך 1-2 שניות כל אחד, כדי לעקר את פני השטח של כל שבב. ודא שבב מוחזק עם פינצטה במהלך הטבילה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> טובלים כל שבב במים DI autoclaved וב ברצף מרק LB, 5 פעמים במשך 1-2 שניות כל אחד, כדי להסיר אתנול הנותרים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים שבבי אלה צלחות תרבות 6 היטב עם 2 צ&#39;יפים 5 מ&quot;ל מרק LB לכל טוב. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לדלל את תרבית החיידקים עד הריכוז בדרגים מרק LB8 × 10 8 תאים / מ&quot;ל (צפיפות אופטית באורך גל 600 ננומטר: ~ 0.8). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחסן כל טוב עם 50 μl של תרבות חיידקים המדוללת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> דגירת הצלחות ב 30 מעלות צלזיוס ללא רעד במשך 24 שעות עבור היווצרות של biofilms. </li></ol> 4. ניקוי תרסיס CO 2 <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> טובלים את שבבי-נוצר ביופילם ב 10 מ&quot;מ אמוניום אצטט חיץ (נדיפים) 5 פעמים להסיר מחוברת באופן רופף וחיידקים planktonic. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לייבש את השבבים הללו בתוך ארון בטיחות ביולוגית, שבו האוויר זורם במתינות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מיד לאחר הייבוש, למקם שבב על המקום הטעינה, המהווה 20 מ&quot;מ מלוע CO 2 לאורך ציר של סילון. הטה את ציר הסילון לזווית 40 מעלות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדר את לחצי הקיפאון של CO 2 ו- N 2 גז 5.3 מגפ&quot;ס ו -0.7 מגפ&quot;ס, בהתאמה, באמצעות רגולטורים בלחץ גז. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> החל הסילון אירוסול על החלק המרכזי של השבב. אירוסולים לבן כולל CO מוצק 2 צריךלהיות גלוי. הפעל &quot;על&quot; שסתום סולנואיד עבור CO 2 למשך 5 שניות ולאחר מכן הפעל אותו &quot;off&quot; במשך 3 שניות (מחזור: סעיף 8) באמצעות מעת לעת מתג נשלט באופן ידני. אם טיהור חנקן צריכה לשמש, להדליק את שסתום סולנואיד עבור אספקה רציפה של N 2. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פנקו את שבבי עם CO 2 אירוסולים במשך 16, 40, ו -88 שניות עם ובלי הטיהורים חנקן. שמור שבבי ללא טיפול שולטת שלילית. </li></ol> ניתוח 5. עבור יעילות הסרה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן 1 כתם חומצה פלואורסצנטי ירוק מיקרומטר גרעין (גל עירור / פליטה: 480/500 ננומטר) במים DI להכתים תאים חיידקיים בשלט וצ&#39;יפס שטופלו בתרסיס. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים את שבבי בתמיסה מכתים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> דגירה שבבי באינקובטור ללא אור על 37 מעלות צלזיוס למשך 30 דקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר הדגירה, לשטוף בעדינות את השבבים עם מים זורמים DI להסיר צבע ניאון מוגזם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ייבש את wi השבביזרימת N 2 גז ה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קח קרינת תמונות מיקרוסקופיות של 5 שדות אקראיים של תצוגה (321 × 240 מיקרומטר 2) עבור כל שבב באמצעות מיקרוסקופ epifluorescence, עדשה 40X אובייקטיבית, מצלמת CCD. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השג את עוצמת הקרינה עבור כל תמונה באמצעות תוכנת עיבוד תמונה כגון ImageJ. ב ImageJ, השתמש בפונקצית &quot;רקע פחת&quot; בתפריט &quot;התהליך&quot;, ובחר &quot;צפיפות משולבת&quot; בחלון &quot;מדידות גדר&quot; בתפריט &quot;לנתח&quot;. האם &quot;המדידה&quot; בתפריט &quot;נתח&quot; כדי להשיג את עוצמת הקרינה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חשבתי את היעילות ביופילם ההסרה פי הנוסחא הבאה: 100% × (אני שבבים מלאי - אני שבבי מטופלים) / (אני שבבים שליטים), שבו אני נמצא את עוצמת הקרינה חושב. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להשיג את הממוצע ויעילות הסרה וסטיות תקן. השתמש ב4 שבבי לפחות עבור כל מקרה. </li></ol>

<ol><li>Jain, A., Gupta, Y., Agrawal, R., Khare, P., Jain, S. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biofilms+-+A+microbial+life+perspective%3A+A+critical+review%5BTitle%5D)+AND+%22Crit.+Rev.+Ther.+Drug%22%5BJournal%5D)">Biofilms - A microbial life perspective: A critical review.</a> Crit. Rev. Ther. Drug. 24 (5), 393-443 (2007).</li>
<li>Bott, T. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biofouling+control+with+ultrasound%5BTitle%5D)+AND+%22Heat+Transfer+Eng%22%5BJournal%5D)">Biofouling control with ultrasound.</a> Heat Transfer Eng. 21 (3), 43-49 (2000).</li>
<li>Meyer, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Approaches+to+prevention%2C+removal+and+killing+of+biofilms%5BTitle%5D)+AND+%22Int.+Biodeterior.+Biodegradation%22%5BJournal%5D)">Approaches to prevention, removal and killing of biofilms.</a> Int. Biodeterior. Biodegradation. 51 (4), 249-253 (2003).</li>
<li>Hong, S. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+electric+currents+on+bacterial+detachment+and+inactivation%5BTitle%5D)+AND+%22Biotechnol.+Bioeng%22%5BJournal%5D)">Effect of electric currents on bacterial detachment and inactivation.</a> Biotechnol. Bioeng. 100 (2), 379-386 (2008).</li>
<li>Nandakumar, K., Obika, H., Utsumi, A., Ooie, T., Yano, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vitro+laser+ablation+of+laboratory+developed+biofilms+using+an+Nd%3AYAG+laser+of+532+nm+wavelength%5BTitle%5D)+AND+%22Biotechnol.+Bioeng%22%5BJournal%5D)">In vitro laser ablation of laboratory developed biofilms using an Nd:YAG laser of 532 nm wavelength.</a> Biotechnol. Bioeng. 86 (7), 729-736 (2004).</li>
<li>Gibson, H., Taylor, J. H., Hall, K. E., Holah, J. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effectiveness+of+cleaning+techniques+used+in+the+food+industry+in+terms+of+the+removal+of+bacterial+biofilms%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Microbiol%22%5BJournal%5D)">Effectiveness of cleaning techniques used in the food industry in terms of the removal of bacterial biofilms.</a> J. Appl. Microbiol. 87 (1), 41-48 (1999).</li>
<li>Kang, M. Y., Jeong, H. W., Kim, J., Lee, J. W., Jang, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Removal+of+biofilms+using+carbon+dioxide+aerosols%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Aerosol+Sci%22%5BJournal%5D)">Removal of biofilms using carbon dioxide aerosols.</a> J. Aerosol Sci. 41 (11), 1044-1051 (2010).</li>
<li>Cha, M., Hong, S., Kang, M. Y., Lee, J. W., Jang, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gas-phase+removal+of+biofilms+from+various+surfaces+using+carbon+dioxide+aerosols%5BTitle%5D)+AND+%22Biofouling%22%5BJournal%5D)">Gas-phase removal of biofilms from various surfaces using carbon dioxide aerosols.</a> Biofouling. 28 (7), 681-686 (2012).</li>
<li>Dwidar, M., Hong, S., Cha, M., Jang, J., Mitchell, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Combined+application+of+bacterial+predation+and+carbon+dioxide+aerosols+to+effectively+remove+biofilms%5BTitle%5D)+AND+%22Biofouling%22%5BJournal%5D)">Combined application of bacterial predation and carbon dioxide aerosols to effectively remove biofilms.</a> Biofouling. 28 (7), 671-680 (2012).</li>
<li>Cha, M., Hong, S., Lee, S. Y., Jang, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Removal+of+different-age+biofilms+using+carbon+dioxide+aerosols%5BTitle%5D)+AND+%22Biotechnol.+Bioprocess+Eng%22%5BJournal%5D)">Removal of different-age biofilms using carbon dioxide aerosols.</a> Biotechnol. Bioprocess Eng. 19 (3), 503-509 (2014).</li>
<li>Singh, R., Monnappa, A. K., Hong, S., Mitchell, R. J., Jang, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+Carbon+Dioxide+Aerosols+on+the+Viability+of+Escherichia+coli+during+Biofilm+Dispersal%5BTitle%5D)+AND+%22Sci.+Rep%22%5BJournal%5D)">Effects of Carbon Dioxide Aerosols on the Viability of Escherichia coli during Biofilm Dispersal.</a> Sci. Rep. 5, 13766(2015).</li>
<li>Sherman, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Carbon+Dioxide+Snow+Cleaning%5BTitle%5D)+AND+%22Particul.+Sci.Technol%22%5BJournal%5D)">Carbon Dioxide Snow Cleaning.</a> Particul. Sci.Technol. 25 (1), 37-57 (2007).</li>
</ol>

המחברים מצהירים שאין להם אינטרסים פיננסיים מתחרים.

בעבר, ערכנו מחקרי אופטימיזציה על לחץ גז CO2 , זווית סילון ומרחק למשטח המוצק בניקוי תרסיס CO2 7. בניגוד למחקרים הקודמים שלנו, במחקר הנוכחי, טיהור חנקן לא נכלל בתרסיס (איור 1). יתר על כן, נירוסטה 304 שימשה בפרוטוקול זה, מכיוון שהיא אחת מפלדות הנירוסטה הנפוצות ביותר ונמצאת בשימוש נרחב בתעשיית המזון. המשטח המלוטש מועיל לניתוח פלואורסצנטי בגלל אורך מוקד אחיד ופיזור אור מופחת. מין החיידקים P. putida נפוץ גם בתחום מחקר הביופילם. עוצמת הקרינה שימשה לכימות כמות הביופילם ה...

ביופילמים הם מבני קהילת חיידקים מורכבים שבהם תאי חיידקים משובצים בתוך מטריצות המיוצרות בעצמם של חומרים פולימריים חוץ-תאיים, מוחזקים יחד ומוגנים מפני הסביבה החיצונית. ביופילמים יכולים להוות סיכון לבריאות הציבור ולגרום להפסדים כלכליים מכיוון שהם יכולים להיווצר על משטחים שונים, כולל חומרים ומכשירים של שתלים רפואיים, ציוד לעיבוד מזון ומחליפי חום. למעשה, ביופילמים נמצאו קשורים ל-65% מכלל המחלות הזיהומיות החיידקיות בבני אדם, על פי המרכזים לבקרת מחלות ומניעתן1.
אוטוקלאבים וחומרי חיטוי כגון כלור שימשו בדרך כלל לנטרול ביופילמים. עם זאת, השימוש בחיטוי מוגבל למשטחים שאינם יכולים לעמוד בקיטור בטמפרטורה גבוהה ואינם מונחים בחיטוי. חומרי חיטוי אינם מתאימים למשטחים הרגישים לטיפול כימי או המועדים לאיסוף מוצרי חמצון רעילים2. נוסף על כך, לא רק שיש לנטרל את הביופילם, אלא גם להסיר אותו על מנת למנוע היצמדות של תאים חדשים אל פני השטח, ובכך ליצור ביופילםחדש 3. עם זאת, קשה להסיר ביופילמים בשיטות המבוססות על גזירה של נוזל צמיג מכיוון שמהירות הזרימה ליד פני השטח היא כמעט אפסית וכוח הגזירה בדרך כלל אינו יכול להתגבר על כוחות ההדבקה של חומרים בגודל מיקרון ותת-מיקרון. יתר על כן, מטריצת הביופילם ידועה כמחסום פיזיקלי וכימי1.
טכניקות פיזיקליות ומכניות רבות פותחו להסרת ביופילמים ממשטחים, כולל רטט קולי1, זרמים חשמליים4, קרינת לייזר5 ותרסיסי מים בלחץ גבוה6. לכל טכניקה יתרונות וחסרונות משלה. ניתן להשתמש ברטט קולי וזרם חשמלי כדי לשלוט בהיווצרות ביופילם; עם זאת, הם דורשים תצורה מסוימת ומשטחים מוליכים, בהתאמה, הדורשים מתח גזירה נוסף1, 4. ניתן ליישם הקרנת לייזר על שטח מוגבל ועל משטחים קשים; עם זאת, כמה תאים חיים ומתים נשארים על פני השטח5. תרסיסי מים בלחץ גבוה מסירים ביעילות ביופילמים; עם זאת, המומנטום הגבוה שלהם עלול לגרום נזק למצעים רכים6.
הסרת ביופילם באמצעות אירוסולים של CO2 הוצעה בעבר. הוא הראה תוצאות מבטיחות, עם יעילות הסרה גבוהה תוך זמן קצר7-11. אירוסולי CO2 נוצרים על ידי התפשטות אדיאבטית של גז CO2 בלחץ גבוה דרך זרבובית, והם מוחלים על המשטחים המזוהמים בביופילם. טכניקת ניקוי זו מנצלת את העברת המומנטום של חלקיקי CO2 מוצקים ואת פעולת הממס של נוזלי CO2 המומסים, ואחריה כוח הגזירה האווירודינמי של גז CO2 12. בהשוואה לסילוני גז N2 בלחץ גבוה, סילוני אירוסול CO2 באותו לחץ קיפאון יעילים הרבה יותר בהסרת ביופילמים של E. coli 7. יתר על כן, למרות שהמומנטום של ה-CO2 המוצק המועבר לחיידקים גבוה במידה ניכרת, המומנטום של סילון התרסיס הכולל המופעל על פני השטח המוצקים נמוך משמעותית מזה של סילוני מים. לכן, ניקוי ללא נזקים אפשרי באמצעות טכניקת תרסיס CO2 זו.
בפרוטוקול זה, נעשה שימוש בסילונים תקופתיים של אירוסולים CO2 ללא טיהור חנקן להסרת ביופילמים של Pseudomonas putida ממשטח נירוסטה מלוטש. למעשה, טיהורי חנקן שימשו במחקרי תרסיס CO2 רבים כדי להגביר את יעילות ההסרה על ידי הפחתת עיבוי הלחות שנוצר במהלך הניקוי, למרות שחימום עם פלטה חמה או מנורות אינפרא אדום ושימוש בקופסאות יבשות אומצו גם הם12. היווצרות הביופילם של פני השטח ונהלי הניקוי המותאמים מתוארים להלן. יעילות ההסרה הוערכה על ידי מדידת עוצמת הקרינה של הביופילם על פני השטח.

<table><tbody><tr><td>304 נירוסטה</td><td>Steelni (דרום קוריאה)</td><td></td><td>מלוטשים וחתוכים לקוביות</td></tr><tr><td>מנקה אולטרסאונד</td><td>Branson (ארה"ב)</td><td>5510E-DTH</td><td></td></tr><tr><td>Luria-Bertani (LB)</td><td>Becton, Dickinson and Company (ארה"ב)</td><td>244620</td><td>500 גרם</td></tr><tr><td>Agar</td><td>Becton, Dickinson and Company (ארה"ב)</td><td>214010</td><td>500 גרם</td></tr><tr><td>6 בארות לוחית תרבות</td><td>SPL Life Sciences (דרום קוריאה)</td><td>32006</td><td></td></tr><tr><td>מאגר אמוניום אצטט</td><td>Sigma-Aldrich (ארה"ב)</td><td>667404</td><td>10 מ"מ</td></tr><tr><td>יחידת גז כפולה</td><td>Applied Surface Technologies (ארה"ב)</td><td>K6-10DG</td><td>זרבובית אחת עבור CO2 גז ו-8 חרירים עבור גז N2 גז</td></tr><tr><td>SYTO9</td><td>Thermo Fissher Scientific (ארה"ב)</td><td>Invitrogen</td><td>Excitaion: 480 ננומטר פליטה: 500 ננומטר</td></tr><tr><td>מיקרוסקופ אפיפלואורסצנטי&nbsp;</td><td>Nikon (יפן)</td>עדשת אובייקטיבית <td>Eclipse 80i</td><td></td></tr><tr><td>40X</td><td>Nikon (יפן)</td><td>Plan Fluor</td><td>NA: מצלמת CCD 0.75</td></tr>&<tr><td>nbsp;</td><td>פוטומטריה (ארה"ב)</td><td>מגניב SNAP HQ2</td><td>מונוכרום</td></tr></tbody></table>

הסרת biofilm באמצעות אירוסולים פחמן דו-חמצני ללא חנקן טהר

Biofilm Removal Using Carbon Dioxide Aerosols without Nitrogen Purge

ביופילמים יכולים לגרום לחששות רציניים ביישומים רבים. לא רק שהם יכולים לגרום להפסדים כלכליים, אלא שהם גם יכולים להוות סכנה לבריאות הציבור. לכן, רצוי מאוד להסיר ביופילמים ממשטחים. מחקרים רבים על ניקוי תרסיס CO2 השתמשו בטיהורי חנקן כדי להגביר את יעילות הסרת הביופילם על ידי הפחתת עיבוי הלחות שנוצר במהלך הניקוי. עם זאת, במחקר זה, נעשה שימוש בסילונים תקופתיים של אירוסולים CO2 ללא טיהור חנקן להסרת ביופילמים של Pseudomonas putida ממשטחי נירוסטה מלוטשים. אירוסולי CO2 הם תערובות של CO2 מוצק וגזי ונוצרים כאשר גז CO2 בלחץ גבוה מורחב באופן אדיאבטי דרך זרבובית. אירוסולים מהירים אלה הוחלו על ביופילם שגדל במשך 24 שעות. יעילות ההסרה נעה בין 90.36% ל-98.29% והוערכה על ידי מדידת עוצמת הקרינה של הביופילם מכיוון שזמן הטיפול נע בין 16 שניות ל-88 שניות. ביצענו גם ניסויים כדי להשוות את יעילות ההסרה עם ובלי טיהור חנקן; יעילות הסרת הביופילם שנמדדה לא הייתה שונה באופן משמעותי זו מזו (T-Test, p > 0.55). לכן, ניתן להשתמש בטכניקה זו לניקוי משטחים מזוהמים ביולוגית שונים תוך דקה אחת.

אירוסולים 2 CO שימשו כדי להסיר את פ putida Biofilms מ SUS304 משטחים (איור 1). רוב המשטחים היו מכוסות עם ביופילם לאחר 24 שעות של צמיחה. רוב ביופילם הוסר באמצעות CO 2 אירוסולים (איור 2). כצפוי, איור 3 מראה על עלייה יעילה ביופילם הסרה כזמן טיפול אירוסול CO 2 המוגבר. בפעם טיפול של 88 שניות, ליעילות ההסרה היה נחוש בדעתו להיות גבוה ככל 97.74% ו 98.29% עם ובלי טיהור חנקן, בהתאמה. טמפרטורת האוויר ...

ניתן להסיר ביופילמים על משטחים ביעילות ובמהירות על ידי שימוש בסילון תקופתי של אירוסולים של פחמן דו חמצני ללא טיהור חנקן.

Biofilms can cause serious concerns in many applications. Not only can they cause economic losses, but they can also present a public health hazard. ...

המטרה הכללית של ניסוי זה היא להעריך את יעילות הסרת הביופילם באמצעות אירוסולים של פחמן דו-חמצני ללא שטיפה בחנקן. ניתן להשתמש באירוסולים של פחמן דו-חמצני להסרת ביופילמים תוך ניצול מעבר תנע ופעולת סורפקטנט של האירוסולים. זוהי שיטה יעילה ואמינה להסרת ביופילמים בפרק זמן קצר, והיא מהווה גם טכניקה לניקוי ביופילם במצב גזי.כדי להתחיל בניסוי, השתמשו בשבבי פלדת אל-חלד 304 בעובי 1 מילימטר שנגזרו באופן מכני, במידות פנימיות של 10 x 10 מילימטרים ריבועיים. לאחר מכן, נקו את השבבים באופן אולטרסוני באצטון, מתנול ומים דאיוניים (DI) באופן רצף. שטפו את השבבים תחת זרימה של מי DI למשך ארבע שניות, ולאחר מכן ייבשו את השבבים באמצעות זרימת גז חנקן למשך ארבע שניות.הוצא מ estoque של Pseudomonas putida KT2440 המאוחסן ב-80 °C. הפשר את התרבית בטמפרטורת החדר למשך דקה אחת, עד שהשכבה העליונה של תמיסת המלאי הקפואה הופכת לדייסית. טבול לולאה בשכבה המומסת של תמיסת המלאי, ובצע מריחה של החיידקים על צלחת Luria Broth, או צלחת LB המכילה 1.5% agar.דגרו את הצלחת למשך לילה בטמפרטורה של 30 degrees Celsius. למחרת, הוסיפו 10 milliliters של LB לשפופרת קונית של 50 mL. השתמשו בלופ נקי כדי לבודד מושבה אחת מהצלחת והחדירו אותה ל-LB. דגרו את המצע הנוזלי באינקובטור עם ניעור.הרימו כל אחד מהשבבים שהוכנו באמצעות פינצטה וטבלו אותם ב-70% ethanol חמש פעמים למשך 1-2 שניות בכל פעם כדי לעקר את פני השבב. לאחר מכן, שטפו כל שבב במים דה-יוניזים (DI) שעברו אוטוקלאב. לאחר מכן, שטפו ב-LB באופן רצף כדי להסיר את ה-ethanol שנותר.הניחו את השבבים בתוך פלטות תרבית בעלות שישה בארות, כאשר בשבבين נמצאים ב-5 ml של מצע LB broth לכל בארה. לאחר מכן, דללו את תרבית החיידקים עד שהריכוז ב-LB broth מגיע ל-8 x 10⁸ תאים למיליליטר. זרקו לכל בארה 50 µl מתרבית החיידקים המדוללת.לאחר מכן, הדגרי את הפלטות. טבלי את שבבי התבניות בעלי הביופילם בבופר ammonium acetate בריכוז 10 millimolar חמש פעמים כדי להסיר חיידקים פלנקטוניים וחיידקים שהם במצב של היצמדות רפויה. לאחר מכן, ייבשי את השבבים במנדף ביולוגי שבו זרימת האוויר מתונה.מיד לאחר הייבוש, הנח שבב במיקום הטעינה, במרחק של 20 millileters מנחיר הפחמן הדו-חמצני לאורך ציר הסילון. הטה את ציר הסילון לזווית של 40 מעלות. לאחר מכן, הגדר את לחצי ההגבלה של גז הפחמן הדו-חמצני ושל החנקן באמצעות ווסתי לחץ הגז.יש להפנות את סילון האירוסול אל החלק המרכזי של השבב. הפעל את שסתום הסולנואיד של הפחמן הדו-חמצני למשך חמש שניות, ולאחר מכן כבה אותו למשך שלוש שניות באופן מחזורי באמצעות מפסק בשליטה ידנית. במידה ויש צורך בשימוש בשטיפה של חנקן, הפעל את שסתום הסולנואיד לאספקה רציפה של חנקן.בסיום ההקמה, יש לטפל בשבבים באמצעות תרסיסי פחמן דו-חמצני עם ובלי שטיפות חנקן, ולהשוות בין שבבים שקיבלו זמני טיפול שונים בתרסיס. יש לשמור את השבבים ללא הטיפול כביקורות שליליות. הכינו תמיסת צבע לחומצות גרעין עם פלורסצנציה ירוקה בריכוז של one micromolar במים מזוקקים (DI water) לצביעת תאי חיידקים בשבבי הביקורת ובשבבים שעברו טיפול בתרסיס.העבירו את תמיסת הצביעה אל הבארות המכילות את השבבים, והדגירו אותם. לאחר הדגירה, שטפו בעדינות את השבבים במים מזוקקים (DI water) זורמים כדי להסיר עודפי צבע פלואורסצנטי. לאחר מכן, ייבשו את השבבים באמצעות זרימת גז חנקן.דגמו תמונות במיקרוסקופ פלואורסצנציה של חמישה שדות ראייה אקראיים עבור כל שבב באמצעות מיקרוסקופ אפי-פלואורסצנציה. לבסוף, עברו לשלב החישובים. תמונות במיקרוסקופ פלואורסצנציה של ביופילמים של Pseudomonas putida שגודלו במשך 24 שעות טופלו בארוסול של carbon dioxide למשך 0, 16, 40 ו-88 שניות ללא שטיפות חנקן.נצפי ההסרה שחושבו על בסיס עצימויות הפלואורסצנציה של הביופילמים ללא שטיפות חנקן היו גבוהים יותר מנצפי ההסרה עם שטיפות חנקן. כפי שראיתם בסרטון זה, טכניקת הניקוי התלת-שלבית מסירה ביסודיות ביופילם בפרק זמן קצר. ניתן ליישם אותה על מגוון רחב של משטחים מזוהמים ביולוגית.

biofilm-removal-using-carbon-dioxide-aerosols-without-nitrogen-purge

Research

JoVE Journal

Environment

סביבה

דנו בסינתזה של nanocups graphitic הבודדים באמצעות סדרה של טכניקות כולל שיקוע כימי, חמצון החומצה וsonication חללית-קצה. על ידי הפחתה של ציטרט...

סינתזה וFunctionalization גביעי Nanotube פחמן חנקן מסומם עם חלקיקי זהב כפקקים

במסמך הנהלים לפלזמה משופרת שיקוע הכימי של perfluoroalkanes על חומרי microporous כגון מסגרות מתכת אורגנית כדי לשפר את היציבות והידרופוביות שלהם מתוארים. יתר על כן, בדיקת פריצת דרך של כמויות מיליגרם של דגימות מתוארת בפירוט.

הכנת מסגרות מתכת אורגנית הידרופובי באמצעות פלזמה משופרת שיקוע הכימי של Perfluoroalkanes להסרת אמוניה

אנזימים מרווה מניין הם אפשרויות אנטי-אלימות ואנטי-בקטריאליות שיכולות להפחית פתוגנזה ללא סיכון ליצירת עמידות, על ידי מניעת ביטוי של גורמי אלימות וגנים הקשורים לעמידות לאנטיביוטיקה והיווצרות ביופילם. במחקר זה, אנו מדווחים על שיטה המדגימה את יעילותם של אנזימים מרווים מניין בשיבוש ביופילם חיידקי.

שיבוש אנטי-ארסי של Biofilms פתוגניים באמצעות Lactonases תכנון הנדסי Quorum-מרווה

הליך זה מתאר כיצד לתמצת ציטוכרום C (CYT. ג) סיליקה (SiO 2) סול ג'ל, תהליך ג'לים אלה כדי ליצור bioaerogels, ולהשתמש bioaerogels אלה להכיר תחמוצת החנקן במהירות (NO) באמצעות תגובה גז פאזיים. סוג זה של פרוטוקול עשוי לסייע בפיתוח העתידי של חיישנים ביולוגיים או מכשירי bioanalytical אחרים.

encapsulating ציטוכרום<em&gt; ג</em&gt; ב סיליקה אירוג&#39;ל Nanoarchitectures ללא מתכת חלקיקים תוך שמירת גז שלב פעילות ביולוגית

מוצגת דרך חדשה לייצור אירוג'לים מבוססי ביופולימר על ידי ג'לציה המושרה על ידי פחמן דו חמצני (CO2). הטכניקה משתמשת בפחמן דו חמצני בלחץ (5 MPa) לייצור הידרוג'לים ביופולימרים ו-CO2 סופר-קריטי (12 MPa) להמרת ג'לים לאירוג'לים. הממיסים היחידים הדרושים מלבד CO2 הם מים ואתנול.

הכנת Aerogels biopolymer בעזרת ממיסים גרין

מחקר זה מציג את הפיתוח של מתודולוגיות הניתנות לשחזור לחקר מעכבי ביופילם והשפעותיהם על Bacillus subtilis multicellularity.

מתודולוגיות לימוד<em&gt; B. subtilis</em&gt; Biofilms כמודל לאפיון מולקולה קטנה Biofilm מעכבי

מאמר זה מתאר כרום זורם מיקרוגל המשמש להפעלת כימיה יעילה שיווי משקל ליישום של המרה / הפעלה של מולקולות יציבות כגון CO 2 , N 2 ו CH 4 . מטרת ההליך המתואר כאן היא למדוד את טמפרטורת הגז באתרו המרה גז.

פלזמה מיקרוגל לא שיווי משקל עבור כימיה יעילה טמפרטורה גבוהה

מאמר זה מתאר פרוטוקול יחד עם מחקר השוואתי של שתי טכניקות ייצור מיקרו-נוזלים, כל שם פוטוליתוגרפיה/תחריט רטוב/מליטה תרמית ותחריט סלקטיבי המושרה בלייזר (SLE), המתאימות לתנאים בלחץ גבוה. טכניקות אלה מהוות פלטפורמות המאפשרות התבוננות ישירה בזרימת נוזלים במדיה מחלחלת חלופית ומערכות סדוקות בתנאי מאגר.

טכניקות ייצור מיקרו-נוזלים לבדיקות בלחץ גבוה של הובלת קצף CO2 סופר-קריטי בקנה מידה במאגרים לא קונבנציונליים סדוקים

מאמר זה מפרט שיטות הממחישות שלוש טכניקות נפוצות של קצירת ביופילם ופירוק חומרים על שני סוגי משטחים, בדיקות מחוספסות של שיטת קציר ומידע מינימלי שיש לקחת בחשבון בעת בחירה ואופטימיזציה של טכניקות קצירה ופירוק כדי להגביר את הרבייה.

קציר ופיזור: צעד מתעלם במחקר שיטות ביופילם

פרוטוקול זה מתאר גישה המשלבת שיטות סטטיות ודינמיות להערכת יעילותן של חומצות פרוקסי אורגניות למיגור ביופילמים בתעשיית החלב. גישה זו עשויה לשמש גם לבדיקת יעילותן של פורמולציות ביולוגיות או כימיות חדשות לשליטה בביופילמים.

הערכת יעילותן של חומצות פרוקסי אורגניות למיגור ביופילמים חלביים בגישה המשלבת שיטות סטטיות ודינמיות

פרוטוקול זה מתאר את השיטות לשימוש בטכנולוגיית חיטוי ערפול חדשנית של מי חמצן יבש (aHP) המספקת קישוריות חכמה לבית חולים, ומאפשרת אינטגרציה בתוך פלטפורמות נתונים לספק נתונים היסטוריים על שימוש בציוד, אימות מינוני aHP, כיסוי חדרים, זמני חיטוי ומיקומים להפחתת זיהומים הקשורים לטיפול רפואי (HAIs).

חיטוי אוטומטי של חדרי בית חולים באמצעות טכנולוגיית מיקרוטיפות מיקרו-פרוקסיד חדשנית

למדו שיטה יעילה להסרת ביופילם באמצעות אירוסולים של פחמן דו-חמצני ללא שימוש בחנקן טהור. הטכניקה מבוססת על העברת תנע ופעולת חומרי פעילי שטח, ומספקת ניקוי מהיר ואמין של משטחים מזוהמים.

הסרת biofilm באמצעות אירוסולים פחמן דו-חמצני ללא חנקן טהר

גלה סרטונים נוספים