Name: Sfere di cellulosa batterica che incapsulano materiali solidi (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2021-02-26T15:00:00.000+00:00
Duration: 4 min 42 s
Description: Scopri un metodo semplice e riproducibile per produrre sfere di cellulosa batterica con materiali comuni. Questa tecnica consente l'incapsulamento di particelle solide per applicazioni in biotecnologia ambientale.

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Questo lavoro è la continuazione di un progetto montana tech research assistant mentorship program di Adolfo Martinez, Catherine Mulholland, Tyler Somerville e Laurel Bitterman. La ricerca è stata sponsorizzata dalla National Science Foundation nell'ambito di Grant No. OIA-1757351 e il Combat Capabilities Development Command Army Research Laboratory (Cooperative Agreement Number W911NF-15-2-0020). Eventuali opinioni, risultati e conclusioni, o raccomandazioni espresse in questo materiale sono quelle degli autori e non riflettono necessariamente le opinioni della National Science Foundation o dell'Army Research Lab. Vorremmo anche ringraziare Amy Kuenzi, Lee Richards, Katelyn Alley, Chris Gammons, Max Wohlgenant e Kris Bosch per i loro contributi.

1. Creazione e manutenzione di coltura di starter di cellulosa batterica
<ol><li>Ottenere una coltura iniziale di cellulosa batterica, circa 50 g, sotto forma di SCOBY. Può essere acquistato commercialmente (ad esempio, da Cultures for Health). Posizionare lo SCOBY in un becher da 1 L, coperto con un tovagliolo di carta.</li>
	<li>Far bollire 700 mL di acqua deionizzata, trasferirla su un recipiente separato da quello contenente lo SCOBY e aggiungere 85 g di saccarosio.</li>
	<li>Una volta sciolto il saccarosio, aggiungere 2 sacchetti di tè nero (4,87 g). Intriso il tè per 1 h, quindi rimuovere con cura le bustine di tè usando un'asta di agitazione.</li>
	<li>Aggiungere 200 mL di aceto bianco distillato al tè. Lasciare raffreddare la miscela a 25 °C. Una volta raffreddato, aggiungere 700 mL del tè a temperatura ambiente al becher contenente lo SCOBY. ATTENZIONE: L'aggiunta del tè acido mentre è troppo caldo può danneggiare gli organismi nello SCOBY.</li>
	<li>Coprire il becher con un tovagliolo di carta e fissarlo con una fascia elastica e posizionare il becher in un'area di stoccaggio che mantiene una temperatura di 25 °C. Questa nave è comunemente indicata come cultura dello stock o un hotel.</li>
	<li>Per mantenere sano lo SCOBY, è necessaria la manutenzione circa 2 volte al mese.<ol>
<li>Usando le mani guantate per trattenere i tappetini SCOBY, scolare il liquido dall'hotel in un becher separato. Nel contenitore con il liquido, aggiungere abbastanza tè acido per un totale di 700 mL di soluzione.</li>
		<li>Sciogliere 65 g di saccarosio nel contenitore con il tè acido. In attesa che il saccarosio si dissolva, sciacquare con cura i tappetini SCOBY in acqua DI.</li>
		<li>Una volta che il saccarosio è completamente sciolto, il liquido può essere aggiunto al becher contenente i tappetini SCOBY risciacquati. Coprire il becher e restituirlo nell'area di incubazione.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. Produzione di sfere di cellulosa batterica
NOTA: Prestare attenzione quando si lavora con acqua bollente. Assicurarsi che le vetrerie possano resistere alle temperature dell'acqua bollente, siano esolente da difetti e siano delle dimensioni appropriate. Uno schema che descrive la produzione di sfere BC è fornito nella figura 1.
<ol><li>Far bollire 350 mL di acqua deionizzata usando un bollitore per il tè. Trasferire l'acqua calda in un becher da 500 mL. Sciogliere 42,5 g di saccarosio granulato nell'acqua calda utilizzando una barra di agitazione.</li>
	<li>Quando il saccarosio è completamente sciolto, ripido 1 sacchetto di tè nero (2,54 g) nel pallone contenente il saccarosio e l'acqua per 1 h. Dopo questo, rimuovere la bustina di tè con un'asta di agitazione, facendo attenzione a evitare di aprire la bustina di tè e quindi smaltirla nella spazzatura.</li>
	<li>Aggiungere 100 mL di aceto bianco distillato al becher, quindi mescolare accuratamente la miscela. Trasferire 80 ml della miscela di tè acido in un matico sconcertato da 250 ml. Lasciare raffreddare la miscela di tè a temperatura ambiente, 20 - 25 °C. NOTA: A questo punto, la miscela può essere lasciata raffreddare durante la notte o fino a quando non viene preparata per il passaggio successivo.</li>
	<li>Una volta che la temperatura del liquido è a temperatura ambiente (20 - 25 °C), aggiungere 20 ml di liquido di coltura di avviamento microbico al pallone sconcertato. Questo liquido può essere ottenuto da un hotel SCOBY. Coprire il pallone con parafilm.</li>
	<li>Posizionare il pallone sconcertato su un tavolo di scuotimento orbitale e impostare la velocità su 125 rotazioni al minuto (giri/min). Lasciare tremare la miscela per 3 giorni in una stanza o in un incubatore con una temperatura da 20 a 25 °C per produrre sfere BC. NOTA: Se forme irregolari si formano nel contenuto del pallone o se i grumi di cellulosa si attaccano alle pareti del pallone, devono essere rimossi per evitare la formazione di ulteriori masse BC irregolari. Usa le pinzette per rimuovere masse BC indesiderate, tra cui stringhe sottili, anelli, forme tubolari e altre forme chiaramente non sferiche.</li>
	<li>Una volta che le sfere si sono formate, versarle delicatamente dal pallone e analizzarle, smaltirle o usarle in un modo non delineato in questo documento.</li>
</ol>3. Utilizzo di sfere di cellulosa batterica per incapsulare particelle o contaminanti
<ol><li>Seguire i passaggi 2.1-2.5 precedenti.</li>
	<li>Dopo aver tremato per 3 giorni, aggiungere circa 0,01 g di particolato finemente macinato al pallone sconcertato. I solidi appropriati includono biochar (260 ± 140 μm), rifiuti di miniera (350 ± 140 μm) e microperline di polistirolo (3 μm). I dati relativi a questi materiali sono illustrati nella sezione Risultati rappresentativi. Si prega di consultare la tabella dei materiali allegata per ulteriori descrizioni di biochar, rifiuti di miniera e microperline.</li>
	<li>Coprire nuovamente il pallone con il parafilm e riposizionare su uno shaker orbitale, utilizzando la stessa velocità e temperatura ambiente (20 - 25 °C) per altri 3 giorni. Rimuovere le particelle incapsulate BC per l'analisi, lo smaltimento o altri usi.</li>
</ol><img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/62286/62286fig01.jpg"> Figura 1. Fabbricazione di sfere di cellulosa batterica e incapsulamento di particelle solide. Il passaggio 1 prevede la combinazione di coltura batterica di scorte con tè nero, zucchero e aceto in un pallone sconcertato. I dischi nelle impostazioni cultura stock rappresentano i tappetini BC. Quindi, il pallone sconcertato viene posizionato su un tavolo di scuotimento orbitale per 3 giorni. Il gradino centrale mostra i solidi aggiunti al pallone una volta formate le sfere BC. Il pallone viene agitato per altri 3 giorni. Nella fase finale, le sfere BC hanno continuato ad aumentare di dimensioni e incapsulato le particelle solide. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62286/62286fig01large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>

<ol><li>Mohainin Mohammad, S., Abd Rahman, N., Sahaid Khalil, M., Rozaimah Sheikh Abdullah, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+Overview+of+Biocellulose+Production+Using+Acetobacter+xylinum+Culture%5BTitle%5D)+AND+%22Advances+in+Biological+Research%22%5BJournal%5D)">An Overview of Biocellulose Production Using Acetobacter xylinum Culture.</a> Advances in Biological Research. 8 (6), 307-313 (2014).</li>
<li>Dufresne, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bacterial+cellulose%5BTitle%5D)+AND+%22Nanocellulose%22%5BJournal%5D)">Bacterial cellulose.</a> Nanocellulose. , 125-146 (2017).</li>
<li>Czaja, W., Romanovicz, D., Brown, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Structural+investigations+of+microbial+cellulose+produced+in+stationary+and+agitated+culture%5BTitle%5D)+AND+%22Cellulose%22%5BJournal%5D)">Structural investigations of microbial cellulose produced in stationary and agitated culture.</a> Cellulose. 11 (3-4), 403-411 (2004).</li>
<li>Hu, Y., Catchmark, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Formation+and+characterization+of+spherelike+bacterial+cellulose+particles+produced+by+acetobacter+xylinum+JCM+9730+strain%5BTitle%5D)+AND+%22Biomacromolecules%22%5BJournal%5D)">Formation and characterization of spherelike bacterial cellulose particles produced by acetobacter xylinum JCM 9730 strain.</a> Biomacromolecules. 11 (7), 1727-1734 (2010).</li>
<li>Goh, W. N., Rosma, A., Kaur, B., Fazilah, A., Karim, A. A., Bhat, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microstructure+and+physical+properties+of+microbial+cellulose+produced+during+fermentation+of+black+tea+broth+%28kombucha%29%5BTitle%5D)+AND+%22International+Food+Research+Journal%22%5BJournal%5D)">Microstructure and physical properties of microbial cellulose produced during fermentation of black tea broth (kombucha).</a> International Food Research Journal. 19 (1), 153-158 (2012).</li>
<li>Toyosaki, H., Naritomi, T., Seto, A., Matsuoka, M., Tsuchida, T., Yoshinaga, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Screening+of+Bacterial+Cellulose-producing+Acetobacter+Strains+Suitable+for+Agitated+Culture%5BTitle%5D)+AND+%22Bioscience%2C+Biotechnology%2C+and+Biochemistry%22%5BJournal%5D)">Screening of Bacterial Cellulose-producing Acetobacter Strains Suitable for Agitated Culture.</a> Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry. 59 (8), 1498-1502 (1995).</li>
<li>Shi, Z., Zhang, Y., Phillips, G. O., Yang, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Utilization+of+bacterial+cellulose+in+food%5BTitle%5D)+AND+%22Food+Hydrocolloids%22%5BJournal%5D)">Utilization of bacterial cellulose in food.</a> Food Hydrocolloids. 35, 539-545 (2014).</li>
<li>Holland, M. C., Eggensperger, C. G., Giagnorio, M., Schiffman, J. D., Tiraferri, A., Zodrow, K. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Facile+Postprocessing+Alters+the+Permeability+and+Selectivity+of+Microbial+Cellulose+Ultrafiltration+Membranes%5BTitle%5D)+AND+%22Environmental+Science+and+Technology%22%5BJournal%5D)">Facile Postprocessing Alters the Permeability and Selectivity of Microbial Cellulose Ultrafiltration Membranes.</a> Environmental Science and Technology. 54 (20), 13249-13256 (2020).</li>
<li>Le Hoang, S., Vu, C. M., Pham, L. T., Choi, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preparation+and+physical+characteristics+of+epoxy+resin%2F+bacterial+cellulose+biocomposites%5BTitle%5D)+AND+%22Polymer+Bulletin%22%5BJournal%5D)">Preparation and physical characteristics of epoxy resin/ bacterial cellulose biocomposites.</a> Polymer Bulletin. 75 (6), 2607-2625 (2018).</li>
<li>Vu, C. M., Nguyen, D. D., Sinh, L. H., Pham, T. D., Pham, L. T., Choi, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Environmentally+benign+green+composites+based+on+epoxy+resin%2Fbacterial+cellulose+reinforced+glass+fiber%3A+Fabrication+and+mechanical+characteristics%5BTitle%5D)+AND+%22Polymer+Testing%22%5BJournal%5D)">Environmentally benign green composites based on epoxy resin/bacterial cellulose reinforced glass fiber: Fabrication and mechanical characteristics.</a> Polymer Testing. 61, 150-161 (2017).</li>
<li>Pavaloiu, R. D., Stoica, A., Stroescu, M., Dobre, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Controlled+release+of+amoxicillin+from+bacterial+cellulose+membranes%5BTitle%5D)+AND+%22Central+European+Journal+of+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Controlled release of amoxicillin from bacterial cellulose membranes.</a> Central European Journal of Chemistry. 12 (9), 962-967 (2014).</li>
<li>Trovatti, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biocellulose+membranes+as+supports+for+dermal+release+of+lidocaine%5BTitle%5D)+AND+%22Biomacromolecules%22%5BJournal%5D)">Biocellulose membranes as supports for dermal release of lidocaine.</a> Biomacromolecules. 12 (11), 4162-4168 (2011).</li>
<li>Trovatti, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bacterial+cellulose+membranes+applied+in+topical+and+transdermal+delivery+of+lidocaine+hydrochloride+and+ibuprofen%3A+In+vitro+diffusion+studies%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Pharmaceutics%22%5BJournal%5D)">Bacterial cellulose membranes applied in topical and transdermal delivery of lidocaine hydrochloride and ibuprofen: In vitro diffusion studies.</a> International Journal of Pharmaceutics. 435 (1), 83-87 (2012).</li>
<li>Shaviv, A., Mikkelsen, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Controlled-release+fertilizers+to+increase+efficiency+of+nutrient+use+and+minimize+environmental+degradation+-+A+review%5BTitle%5D)+AND+%22Fertilizer+Research%22%5BJournal%5D)">Controlled-release fertilizers to increase efficiency of nutrient use and minimize environmental degradation - A review.</a> Fertilizer Research. 35 (1-2), 1-12 (1993).</li>
<li>Eggensperger, C. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sustainable+living+filtration+membranes%5BTitle%5D)+AND+%22Environmental+Science+and+Technology+Letters%22%5BJournal%5D)">Sustainable living filtration membranes.</a> Environmental Science and Technology Letters. 7 (3), 213-218 (2020).</li>
<li>Schröpfer, S. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biodegradation+evaluation+of+bacterial+cellulose%2C+vegetable+cellulose+and+poly+%283-hydroxybutyrate%29+in+soil%5BTitle%5D)+AND+%22Polimeros%22%5BJournal%5D)">Biodegradation evaluation of bacterial cellulose, vegetable cellulose and poly (3-hydroxybutyrate) in soil.</a> Polimeros. 25 (2), 154-160 (2015).</li>
<li>Orts, W. J., Glenn, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reducing+soil+erosion+losses+with+small+applications+of+biopolymers%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Symposium+Series%22%5BJournal%5D)">Reducing soil erosion losses with small applications of biopolymers.</a> ACS Symposium Series. 723, 235-247 (1999).</li>
<li>Mohite, B. V., Patil, S. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+novel+biomaterial%3A+Bacterial+cellulose+and+its+new+era+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Biotechnology+and+Applied+Biochemistry%22%5BJournal%5D)">A novel biomaterial: Bacterial cellulose and its new era applications.</a> Biotechnology and Applied Biochemistry. 61 (2), 101-110 (2014).</li>
<li>Mikkelsen, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Using+hydrophilic+polymers+to+control+nutrient+release%5BTitle%5D)+AND+%22Fertilizer+Research%22%5BJournal%5D)">Using hydrophilic polymers to control nutrient release.</a> Fertilizer Research. 38 (1), 53-59 (1994).</li>
<li>Du, C. W., Zhou, J. M., Shaviv, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Release+characteristics+of+nutrients+from+polymer-coated+compound+controlled+release+fertilizers%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Polymers+and+the+Environment%22%5BJournal%5D)">Release characteristics of nutrients from polymer-coated compound controlled release fertilizers.</a> Journal of Polymers and the Environment. 14 (3), 223-230 (2006).</li>
<li>Serafica, G., Mormino, R., Bungay, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Inclusion+of+solid+particles+in+bacterial+cellulose%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Microbiology+and+Biotechnology%22%5BJournal%5D)">Inclusion of solid particles in bacterial cellulose.</a> Applied Microbiology and Biotechnology. 58 (6), 756-760 (2002).</li>
<li>Tomaszewska, M., Jarosiewicz, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Use+of+polysulfone+in+controlled-release+NPK+fertilizer+formulations%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Agricultural+and+Food+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Use of polysulfone in controlled-release NPK fertilizer formulations.</a> Journal of Agricultural and Food Chemistry. 50 (16), 4634-4639 (2002).</li>
<li>González, M. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaluation+of+biodegradable+polymers+as+encapsulating+agents+for+the+development+of+a+urea+controlled-release+fertilizer+using+biochar+as+support+material%5BTitle%5D)+AND+%22Science+of+the+Total+Environment%22%5BJournal%5D)">Evaluation of biodegradable polymers as encapsulating agents for the development of a urea controlled-release fertilizer using biochar as support material.</a> Science of the Total Environment. 505, 446-453 (2015).</li>
<li>Shavit, U., Shaviv, A., Shalit, G., Zaslavsky, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Release+characteristics+of+a+new+controlled+release+fertilizer%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Controlled+Release%22%5BJournal%5D)">Release characteristics of a new controlled release fertilizer.</a> Journal of Controlled Release. 43 (2-3), 131-138 (1997).</li>
<li>Kolakovic, R., Laaksonen, T., Peltonen, L., Laukkanen, A., Hirvonen, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spray-dried+nanofibrillar+cellulose+microparticles+for+sustained+drug+release%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Pharmaceutics%22%5BJournal%5D)">Spray-dried nanofibrillar cellulose microparticles for sustained drug release.</a> International Journal of Pharmaceutics. 430 (1-2), 47-55 (2012).</li>
<li>Zaharia, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bacterial+cellulose-poly%28acrylic+acid-%3A+Co-N%2C+N+%E2%80%B2-methylene-bis-acrylamide%29+interpenetrated+networks+for+the+controlled+release+of+fertilizers%5BTitle%5D)+AND+%22RSC+Advances%22%5BJournal%5D)">Bacterial cellulose-poly(acrylic acid-: Co-N, N ′-methylene-bis-acrylamide) interpenetrated networks for the controlled release of fertilizers.</a> RSC Advances. 8 (32), 17635-17644 (2018).</li>
<li>Peterson, J. D., Vyazovkin, S., Wight, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Kinetics+of+the+thermal+and+thermo-oxidative+degradation+of+polystyrene%2C+polyethylene+and+poly%28propylene%29%5BTitle%5D)+AND+%22Macromolecular+Chemistry+and+Physics%22%5BJournal%5D)">Kinetics of the thermal and thermo-oxidative degradation of polystyrene, polyethylene and poly(propylene).</a> Macromolecular Chemistry and Physics. 202 (6), 775-784 (2001).</li>
<li>Goh, W. N., Rosma, A., Kaur, B., Fazilah, A., Karim, A. A., Bhat, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fermentation+of+black+tea+broth+%28kombucha%29%3A+I.+effects+of+sucrose+concentration+and+fermentation+time+on+the+yield+of+microbial+cellulose%5BTitle%5D)+AND+%22International+Food+Research+Journal%22%5BJournal%5D)">Fermentation of black tea broth (kombucha): I. effects of sucrose concentration and fermentation time on the yield of microbial cellulose.</a> International Food Research Journal. 19 (1), 109-117 (2012).</li>
<li>Zhu, H., Jia, S., Yang, H., Jia, Y., Yan, L., Li, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preparation+and+application+of+bacterial+cellulose+sphere%3A+A+novel+biomaterial%5BTitle%5D)+AND+%22Biotechnology+and+Biotechnological+Equipment%22%5BJournal%5D)">Preparation and application of bacterial cellulose sphere: A novel biomaterial.</a> Biotechnology and Biotechnological Equipment. 25 (1), 2233-2236 (2011).</li>
<li>Nguyen, V. T., Flanagan, B., Gidley, M. J., Dykes, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterization+of+cellulose+production+by+a+Gluconacetobacter+xylinus+strain+from+Kombucha%5BTitle%5D)+AND+%22Current+Microbiology%22%5BJournal%5D)">Characterization of cellulose production by a Gluconacetobacter xylinus strain from Kombucha.</a> Current Microbiology. 57 (5), 449-453 (2008).</li>
<li>Costa, A. F. S., Almeida, F. C. G., Vinhas, G. M., Sarubbo, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Production+of+bacterial+cellulose+by+Gluconacetobacter+hansenii+using+corn+steep+liquor+as+nutrient+sources%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Microbiology%22%5BJournal%5D)">Production of bacterial cellulose by Gluconacetobacter hansenii using corn steep liquor as nutrient sources.</a> Frontiers in Microbiology. 8, 1-12 (2017).</li>
<li>Watanabe, K., Tabuchi, M., Morinaga, Y., Yoshinaga, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Structural+features+and+properties+of+bacterial+cellulose+produced+in+agitated+culture%5BTitle%5D)+AND+%22Cellulose%22%5BJournal%5D)">Structural features and properties of bacterial cellulose produced in agitated culture.</a> Cellulose. 5 (3), 187-200 (1998).</li>
</ol>

Gli autori non hanno nulla da rivelare.

Questo protocollo delinea i metodi di produzione e incapsulamento della sfera BC che sono facili da condurre ed efficaci in termini di costi. Attraverso vari adeguamenti al protocollo originale, è stato individuato un processo adeguato. Occorre seguire misure critiche per garantire sfere vitali. Tutti gli ingredienti coinvolti nella formazione BC svolgono un ruolo chiave nella salute e nella durata delle sfere. Il saccarosio nutre gli organismi, il tè fornisce azoto e l'aceto abbassa il pH a condizioni ottimali per preve...

La cellulosa batterica (BC) è stata nota per il suo potenziale uso industriale grazie alla sua resistenza meccanica, all'elevata purezza e cristallinità, alle capacità di ritenzione idrica e all'intricata struttura infibra 1,2,3,4. Queste caratteristiche rendono BC un biomateriale favorevole per una varietà di applicazioni, tra cui usi biomedici, di lavorazione degli alimenti e di bonifica ambientale1. La formazione di un film BC può essere fatta con colture di singoli organismi o colture miste come quelle utilizzate per kombucha5,una bevanda al tè fermentata. Brewing kombucha si basa su una "Cultura simbiotica di batteri e lieviti", comunemente nota come SCOBY. Usando questa cultura simbiotica degli organismi, una tecnica simile viene utilizzata per creare sfere BC. Questo biomateriale può essere utilizzato per aiutare a isolare i contaminanti ambientali e ancorare emendamenti agricoli come biochar per ottenere una produzione agricola più efficiente.
La letteratura precedente ha discusso di come le caratteristiche di BC prodotte in condizioni agitate si confrontano con bc prodotto in una cultura stazionaria. Una coltura stazionaria si traduce in un film che si forma all'interfaccia liquido-aria, mentre una coltura scossa si traduce in particelle, filamenti e sfere BC variabili sospesi all'interno delliquido 6. Molti studi hanno fatto riferimento all'affermazione che la produzione commerciale di BC è più fattibile nellecondizioni dinamiche 6,7, fornendo motivazioni per l'applicazione del metodo di questo documento. Inoltre, sono state condotte varie indagini sulla struttura e le proprietà delle sfere BC. 6 hanno confrontato le fiasche Erlenmeyer sconcertate e dalle pareti lisce nella loro agitata produzione BC. Uno studio di Hu e Catchmark4 determinò le condizioni per le sfere BC che furono usate come linee guida per l'attuale processo di produzione della sfera BC, e i loro risultati indicano che la dimensione della sfera non continua ad aumentare dopo 60 ore. Una revisione della produzione bc da parte di Mohammad etal. Holland et al. Si presume che le capsule BC mostreranno caratteristiche simili e la ricerca futura studierà le proprietà strutturali. Gli studi hanno anche esplorato gli effetti benefici dell'uso di BC per produrre biocompositi migliorati. Utilizzando la resina epossidica come base, i ricercatori hanno dimostrato che l'aggiunta di BC migliora le caratteristiche del materiale come la durata della fatica, la tenacità alla frattura e la resistenza alla trazione ealla flessione 9,10. Come dimostrato dalla ricerca passata e attuale, molti sono interessati a commercializzare l'uso bc.
Molti ricercatori hanno studiato la cellulosa batterica nei sistemi a rilascio controllato, e il metodo qui descritto genera capsule che potrebbero essere utilizzate come sistemi a rilascio controllato. Gran parte di questa ricerca si concentra sul rilascio controllato in campo biomedico, così come alcune esplorazioni nella somministrazione di fertilizzanti a rilascio controllato (CRF). Sulla base del successo del rilascio controllato da parte di BC di amoxicillina11,lidocaina12e ibuprofene13,BC può presentare caratteristiche di consegna simili con altre sostanze, come un fertilizzante pellettizzato. Una panoramica dei CRF di Shaviv e Mikkelsen14 riconosce che i CRF sono più efficienti, risparmiano manodopera e generalmente causano meno degrado ambientale rispetto all'applicazione convenzionale di fertilizzanti. La cellulosa batterica può funzionare come materiale incapsulante favorevole per i CRF. I fertilizzanti possono lisciviare dalle membrane BC o scaricarsi come biodegradi BC15,16. L'elevata capacità di gonfiore dell'acqua di BC può anche fungere da utile emendamento del suolo 17,18,19 perchésia i nutrienti fertilizzanti che l'umidità possono rilasciarsi nel terreno attraversol'applicazionedi sfere BC. Con questi tratti, un CRF formato dall'incapsulamento della sfera BC può avere un vantaggio rispetto ad altri materiali di rivestimento dei fertilizzanti che potrebbero avere effetti negativi durante le loro fasi di produzione e smaltimento. L'adattamento di BC in un rivestimento di fertilizzanti può migliorare ulteriormente le tecnologie CRF. Abbassando il tasso di rilascio dei fertilizzanti, le colture avranno tempo sufficiente per assumere il fertilizzante e prevenire l'eccesso di deflusso nei corpi idrici, riducendo così l'eutrofizzazione e le zone nonossigenate. Simili fertilizzanti a lento rilascio sono stati preparati e pilotati utilizzando rivestimenti polimerici20.
A differenza dei protocolli delineati nelle ricerche precedenti, questo si concentra sulla produzione uniforme e coesa della sfera piuttosto che sull'elevata resa di cellulosa. Inoltre, l'incapsulamento BC di altri solidi è stato studiato con pellicole di cellulosa, ma noncon sfere 21. Espandendo la ricerca sulle sfere di cellulosa batterica, è possibile compiere ulteriori passi per produrre BC commercialmente, il che è vantaggioso a causa delle caratteristiche sicure per l'ambiente di BC. Questo metodo di fabbricazione della sfera BC utilizza ingredienti culinari economici e prontamente disponibili. Dopo l'assemblaggio iniziale, le sfere BC iniziano a formarsi entro 2 giorni senza interferenze. Produrre sfere BC attraverso questa strategia richiede poco spazio e ha un prodotto di base commestibile, il tè fermentato "kombucha". Le tecniche di incapsulamento menzionate in altri studi includono rivestimenti formati attraverso la tecnica di inversione difase 22,23,formazione dellamatrice 24,essiccazione a spruzzo25e incapsulamento diretto durante lasintesi 26. Il metodo di incapsulamento diretto delineato in questo manoscritto è utile per coloro che desiderano un processo facile ed economico che utilizza materiali prontamente disponibili.
Attraverso questa ricerca, è stato creato un protocollo di successo per la produzione e l'incapsulamento della sfera BC. Le sfere BC possono incapsulare particelle solide di biochar, code di miniera e microperline di polistirolo all'interno delle loro singole strutture. Sebbene non sia ancora ampiamente utilizzato nell'industria, BC è un materiale pratico, realizzato in modo sostenibile e naturale che potrebbe essere utilizzato per applicazioni future.

<table><tbody><tr>Cilindro <td></td><td></td><td></td><td>graduato da 100 mL</td></tr><tr>Bicchiere <td></td><td></td><td></td>da<td>1000 mL</td></tr><tr>Cilindro <td></td><td></td><td></td><td>graduato da 25 mL</td></tr><tr><td>Pallone deflettore Erlenmeyer</td><td>Chemglass</td><td>CLS-2040-02</td><td></td></tr><tr><td>Bicchiere</td><td></td><td></td><td></td>da 500 mL</tr><tr><td>Balance</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Biochar</td><td></td><td></td><td>Pino ponderosa trattato termicamente sotto gas argon, riscaldato a 15 gradi C al minuto fino a 800 &deg; C</td></tr><tr><td>Tè</td><td></td><td></td><td></td>nero</tr><tr><td>Acqua</td><td></td><td></td><td></td>deionizzata</tr><tr><td>Aceto</td><td></td><td></td><td></td>bianco distillato</tr><tr><td>Fascia</td><td></td><td></td><td></td>elastica</tr><tr><td>Coltura microbica starter</td><td>Colture per la salute</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Rifiuti</td><td></td><td></td> <td>minerariRaccolto da Butte, MT: 46.001978,-112.582465. I rifiuti minerari contengono terreno e metalli provenienti da passate estrazioni di rame. Mn, Si, Ca, Al e Fe erano i cinque elementi più diffusi misurati nei rifiuti della miniera attraverso la diffrazione dei raggi X.</td></tr><tr><td>Mortaio e pestello</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Agitatore</td><td></td><td></td> orbitale <td>Usato</td></tr><tr><td>varie marche Tovagliolo</td><td></td><td></td><td></td>di</tr><tr><td>carta Microsfere di polistirene Polybead</td><td></td><td>17138</td><td>3 micron di diametro</td></tr><tr><td>Agitatore</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Saccarosio</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Bollitore</td><td></td><td></td><td></td></tr> <tr><td>per tèTGA</td><td>TA Instruments</td><td>TA Q500</td><td>400 &deg; C/min fino a 800 &deg; C, 100 mL/min</td></tr><tr><td>Termometro</td><td></td><td></td><td></td></tr> N2 <tr><td>Analizzatore XRF</td><td>ThermoFisher Scientific</td><td>10131166</td><td></td></tr></tbody></table>

sfere di cellulosa batterica che incapsulano materiali solidi

Bacterial Cellulose Spheres that Encapsulate Solid Materials

Le sfere di cellulosa batterica (BC) sono state sempre più ricercate sin dalla popolarità di BC come nuovo materiale. Questo protocollo presenta un metodo semplice e conveniente per la produzione di sfere BC. Oltre a produrre queste sfere, è stato identificato anche un metodo di incapsulamento per le particelle solide. Per produrre sfere BC, acqua, tè nero, zucchero, aceto e coltura batterica sono combinati in un pallone sconcertato e il contenuto è agitato. Dopo aver determinato le condizioni di coltura adeguate per la formazione della sfera BC, la loro capacità di incapsulare particelle solide è stata testata utilizzando biochar, perline polimeriche e rifiuti di miniera. Le sfere sono state caratterizzate utilizzando il software ImageJ e l'analisi gravimetrica termica (TGA). I risultati indicano che le sfere con diametri di 7,5 mm possono essere realizzate in 7 giorni. L'aggiunta di varie particelle aumenta la gamma di dimensioni medie delle capsule BC. Le sfere incapsulano il 10-20% della loro massa secca. Questo metodo mostra la produzione e l'incapsulamento di sfere a basso costo che è possibile con materiali facilmente ottenibili. Le sfere BC possono essere utilizzate in futuro come ausilio per la rimozione dei contaminanti, rivestimento di fertilizzanti a rilascio controllato o modifica del suolo.

Le sfere BC hanno il tasso di crescita più rapido durante le prime 48 ore di cultura (Figura 2). La figura 2 mostra anche come le sfere tendano a raggiungere una dimensione media massima e quindi rimangano costanti. In questo esperimento, le sfere raggiunsero un diametro medio di 7,5 ± 0,2 mm. Sebbene le sfere BC non si deteriorero mai completamente entro il periodo di crescita di 10 giorni, hanno iniziato a formare viticci che si estendono dal corpo principale ...

Questo protocollo presenta un metodo semplice ed economico per formare sfere di cellulosa batterica (BC). Questo biomateriale può funzionare come mezzo di incapsulamento per materiali solidi, tra cui biochar, sfere polimeriche e rifiuti di miniera.

Sfere di cellulosa batterica che incapsulano materiali solidi

Bacterial cellulose (BC) spheres have been increasingly researched since the popularization of BC as a novel material. This protocol presents an ...

Il nostro protocollo è significativo, in quanto si espande sugli attuali metodi di produzione di un biomateriale biodegradabile e naturale. Il nostro metodo enfatizza la produzione di sfere di cellulosa batterica riproducibili. Il principale vantaggio di questa tecnica è la facilità di accesso ai materiali necessari: zucchero, acqua, tè, aceto, antipasto di coltura batterica, un pallone sconcertante e uno shaker orbitale.Qualcuno che esegue questa tecnica per la prima volta potrebbe non essere in grado di identificare correttamente le sfere e rimuovere masse di cellulosa batterica irregolare. Abbiamo dimostrato questi passaggi nel video, ma non scoraggiarci se non funziona la prima volta. La dimostrazione visiva di questo metodo è di solito utile per i ricercatori per visualizzare quali dimensioni, quantità e forme delle masse di cellulosa batterica sono preferite e non preferite.Inizia facendo bollire 350 millilitri di acqua deionizzata usando un bollitore per il tè. Quindi trasferire l'acqua calda in un becher da 500 millilitri. Utilizzare guanti di protezione dal calore e assicurarsi che la barra di vetro possa resistere alle temperature dell'acqua bollente.Sciogliere completamente 42,5 grammi di saccarosio granulato nell'acqua calda usando un'asta di agitazione. Ripido un sacchetto con 2,54 grammi di tè nero nel pallone contenente soluzione di saccarosio per un'ora. Rimuovere la bustina di tè con l'asta di agitazione senza aprirla e smaltirla nella spazzatura.Aggiungere 100 millilitri di aceto bianco distillato al becher e mescolare accuratamente la miscela. Trasferire 80 millilitri della miscela di tè acido preparato in un pallone sconcertato da 250 millilitri e lasciare raffreddare a 20-25 gradi Celsius. Aggiungere 20 millilitri di liquido di coltura di avviamento microbico al pallone sconcertato quando il liquido è a temperatura ambiente e coprire il pallone con Parafilm.Posizionare il pallone sconcertato su un tavolo di scuotimento orbitale e permettergli di tre scosse a 125 rotazioni al minuto per tre giorni a 20-25 gradi Celsius per produrre sfere BC. Rimuovere masse BC indesiderate di forme non sferiche con pinzette per evitare la formazione di ulteriori masse BC irregolari. Una volta formate le sfere BC, versarle delicatamente dal pallone per un ulteriore utilizzo.In questo protocollo, le sfere BC mostrarono un alto tasso di crescita per le prime 48 ore di coltura, e le dimensioni rimasero costanti dopo aver raggiunto un massimo. Le sfere bc iniziarono a formare viticci intorno all'ottavo giorno di cultura. È stata testata la distribuzione delle dimensioni delle sfere dopo l'incapsulamento di contaminanti solidi come biochar, perline polimeriche e rifiuti di miniera.È stato osservato che l'aggiunta di solidi alle sfere BC ha un effetto coerente sulla dimensione o sulla frequenza della sfera. La velocità di scuotimento orbitale, la temperatura ambiente e la formazione di particelle irregolari sembrano essere i principali fattori che influenzano la forma, le dimensioni e la frequenza delle particelle sferiche. Si notò che troppo alto di temperatura ambiente o rimozione impropria di masse irregolari cambiò la forma di una sfera BC intatta in particelle stellate o grumi filanti.Per determinare la frazione dei solidi incapsulati nelle sfere BC, è stata fatta un'analisi gravimetrica termica. La valutazione termica e microscopica insieme ha confermato l'efficace incapsulamento delle particelle solide all'interno delle sfere BC. Il profilo differenziale TGA del piano BC apparve in magnitudini quasi identiche con il BC con perline di polistirolo.Tuttavia, è stato osservato un picco aggiuntivo corrispondente alla decomposizione termica delle perline di polistirolo. È molto importante aggiungere la coltura di avviamento microbico quando il tè si è raffreddato a temperatura ambiente. Inoltre, dobbiamo garantire che la cultura abbia organismi attivi e sani.Questo metodo può essere utilizzato per la rimozione dei contaminanti nella bonifica ambientale. Le sfere possono anche essere utilizzate per il rilascio controllato di una sostanza di interesse. Questa tecnica ci consente di incapsulare materiali ambientali all'interno di sfere di cellulosa batterica.Questo può essere utile per un rilascio o una riparazione controllata biodegradabile.

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L&#39;incapsulamento delle cellule dei mammiferi nei branelli di Alginate usando un vaso semplice mescolato

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Sfere di cellulosa batterica che incapsulano materiali solidi

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