금속 환원균을 이용한 금속 산화물 마이크로캡슐의 합성

초록

출처: Lin, P., et al. 박테리아 미네랄 배설을 통한 텅스텐 산 나트륨 및 몰리브덴산 나트륨 마이크로 캡슐 합성. J. Vis. Exp. (2018).

이 비디오는 금속 이온으로 금속 환원 박테리아를 배양한 후 초음파 처리, 원심 분리 및 에탄올 세척을 통해 순차적 정제하여 경질 금속 산화물 마이크로 캡슐을 합성하는 절차를 보여줍니다.

프로토콜

주의 : 실험을 수행할 때는 라텍스 장갑, 보호 안경 및 실험용 가운을 사용하십시오. 생물 안전 캐비닛을 사용할 때마다 캐비닛 팬을 켜고 캐비닛 도어를 반쯤 닫은 상태로 유지하십시오.

1. 유리구슬의 준비

1. 직경 3mm의 유리 구슬 100개를 100mL 실험실 병에 넣은 다음 단단히 뚜껑을 닫습니다.
2. 내용물을 120°C에서 10분 동안 오토클레이브합니다.
3. 병을 실온으로 식힌 다음 생물 안전 캐비닛에 넣으십시오.

2. 용원성 국물(LB) 준비

1. LB-Lennox 국물 분말 8g을 500mL 실험실 병에 물 400mL와 함께 녹입니다.
2. 내용물을 PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌) 마그네틱 교반 막대로 20분 동안 저어준 다음 뚜껑을 단단히 닫습니다.
3. 내용물을 120°C에서 10분 동안 오토클레이브합니다.
4. 용액을 실온으로 식힌 후 생물안전 캐비닛에 넣습니다.
5. 피펫을 사용하여 국물을 생물 안전 캐비닛에 있는 8개의 15mL 원심분리 튜브(각각 12.5mL)에 분취합니다.
6. 남은 국물을 생물 안전 캐비닛에 있는 3개의 100mL 실험실 병(각각 100mL)에 분취합니다. 세 병의 뚜껑을 단단히 닫고 생물 안전 캐비닛에 보관하십시오.

3. Shewanella 조류의 양식

1. 급속 냉동 보존 균주를 사용하십시오.
2. 생물 안전 캐비닛에서 스테인리스 스틸 주걱으로 냉동 튜브에서 냉동 물질 1mL를 골라 3.5단계에서 준비한 원심분리 튜브에 넣습니다.
3. 배양물을 37°C 인큐베이터에서 24시간 동안 배양합니다.

4. LB-Lennox(한천 육수) 페트리 접시 준비

1. LB-Lennox(한천이 함유된 국물) 2정을 100mL의 물이 담긴 100mL 실험실 병에 녹입니다.
2. PTFE 마그네틱 교반 막대로 내용물을 20분 동안 저어준 다음 뚜껑을 단단히 닫습니다.
3. 내용물을 120°C에서 10분 동안 오토클레이브합니다.
4. 생물 안전 캐비닛에서 100mL의 용액을 4개의 페트리 접시에 손으로 분취하여 각각 ~25mL를 받도록 합니다. 용액을 실온으로 식히십시오.

5. 단클론 박테리아의 준비

1. 생물 안전 캐비닛에서 2.6단계, #1, #2 및 #3단계에서 준비한 세 개의 병에 각각 라벨을 붙입니다.
2. 3.3단계에서 생성된 박테리아 현탁액 0.1mL를 병 #1에 피펫팅합니다. 병의 뚜껑을 덮고 균질한 용액을 얻기 위해 1분 동안 손으로 휘두릅니다.
3. 5.2단계에서 생성된 박테리아 액체 0.1mL를 병 #2에 피펫팅합니다. 병의 뚜껑을 덮고 균질한 용액을 얻기 위해 1분 동안 손으로 휘두릅니다.
4. 5.3단계에서 생성된 박테리아 액체 0.1mL를 병 #3에 피펫팅합니다. 병의 뚜껑을 덮고 균질한 용액을 얻기 위해 1분 동안 손으로 흔듭니다.
5. 병 #3의 액체를 4.4단계에서 준비한 4개의 페트리 접시에 각각 0.02mL의 부피를 사용하여 피펫팅합니다.
6. 1.3단계에서 준비한 유리구슬을 사용한 페트리접시 4개, 각 접시에 구슬 4개씩 넣습니다.
7. 페트리 접시의 뚜껑을 닫고 손으로 1분 동안 흔듭니다.
8. 페트리 접시를 거꾸로 뒤집어 37°C 인큐베이터에서 24시간 동안 배양합니다.

6. 단클론 박테리아의 증식

1. 2.5단계에서 준비된 튜브 7개를 가져옵니다.
2. 스테인리스 주걱으로 5.8단계에서 준비한 4개의 페트리 접시에서 생성된 단클론 박테리아를 골라서 7개의 튜브에 따로 넣습니다.
3. 7개의 튜브를 37°C 인큐베이터에 24시간 동안 그대로 둡니다.
4. 시각적 비색 방법을 사용하여 빛 산란이 가장 큰 것을 선택하십시오.

7. 포도당과 소금을 사용한 LB-Lennox 국물 준비

1. LB-Lennox 국물 10g, NaCl 10g, 포도당 10g을 500mL 실험실 병에 넣습니다. 부피가 450mL에 도달할 때까지 물을 추가합니다.
2. PTFE 마그네틱 교반 막대로 내용물을 20분 동안 저어줍니다.
3. 내용물을 120°C에서 10분 동안 오토클레이브합니다.

8. 텅스텐산나트륨의 제조

1. 텅스텐산나트륨 Na₂WO 4.2H₂O 16.5g을 스테인리스 스틸 주걱으로 100mL 실험실 병에 넣습니다. 부피가 50mL에 도달할 때까지 물을 추가합니다.
2. PTFE 마그네틱 교반 막대로 내용물을 20분 동안 저어줍니다.
3. 내용물을 120°C에서 10분 동안 오토클레이브합니다.
4. 생물 안전 캐비닛에서 기공이 1μm인 진공 유리 섬유 필터를 통해 여과액을 얻습니다.

9. 포도당, 소금 및 텅스텐산나트륨을 사용한 LB 제조

1. 생물안전 캐비닛에서 8.4단계에서 얻은 여과액을 7.3단계에서 준비한 포도당과 소금이 포함된 용액에 손으로 붓습니다.
2. 생물 안전 캐비닛에서 9.1단계에서 생성된 500mL 용액을 피펫으로 10 x 50mL 원심분리기 튜브에 분취합니다.

10. 박테리아 배양

1. 생물안전 캐비닛에서 6.4단계에서 준비된 액체를 가져와 피펫으로 9.2단계에서 준비된 10개의 시험관에 분취하고 각 튜브에 0.05mL를 투여합니다.
2. 10개의 튜브를 37°C 인큐베이터에서 120시간 동안 배양합니다.

11. BME 미네랄 수확

1. 9.2 단계에서 10 개의 튜브를 150 W 동안 20 KHz에서 초음파 처리합니다.
2. 튜브를 2,025 x g에서 1시간 동안 원심분리합니다.
3. 피펫으로 튜브의 투명한 액체를 제거하고 물을 추가한 다음 11.1단계와 11.2단계를 한 번 더 반복합니다.
4. 피펫으로 튜브의 투명한 액체를 제거하고 알코올을 첨가 한 다음 20KHz에서 150W로 1 시간 동안 초음파 처리합니다.
5. 튜브를 2,025 x g에서 1시간 동안 원심분리합니다.
6. 11.4 및 11.5 단계를 한 번 더 반복합니다
7. 피펫으로 튜브의 투명한 액체를 제거하여 BME 미네랄을 수확합니다. 그런 다음 건조 과정을 실행하지 않고 즉시 튜브의 뚜껑을 덮습니다.

재료

이 논문에 사용된 재료 목록

이름	회사	카탈로그 번호	댓글
한천 정제를 곁들인 LB(Lennox) 국물	시그마-알드리치	L7075	한천이 함유된 국물 50mL용 1정
LB (레녹스) 육수	시그마-알드리치	엘3022-1KG	LB (레녹스) 파우더 1kg
무수 포도당	Nihon Shiyaku 시약	PL 78695	포도당
텅스텐산나트륨	Nihon Shiyaku 시약	PL 76050	Na2WO4 · 2H2O
소금	Nihon Shiyaku 시약	PL 68131	나크롬
에탄올 99.5%	아크로스 오가닉스	AC615090040	CH3CH2OH
물	본학 제조		탈이온화 물
오토 클레이 브	Tomin Medical Equipmenco, Ltd., 타이베이시, 대만, ROC	TM-329	120°C에서 10분 동안 가열합니다.
원심 분리기	Digit System Laboratory System, New Taipei City, 대만, ROC	DSC302SD	2025 x g에서 원심분리기
-80 °C 냉장고	파나소닉	MDF-U3386S	냉동 보존 균주를 급속 냉동하는 데 사용
초음파 균질화기 초음파 발생기 프로세서 세포 파괴기	레 녹 스	UPS-150	주파수 20KHz 전력 150W
부 화기	고객 제작	맞춤 제작	40°C로 가열하거나 시간 조절로 18°C로 냉각
상호 쉐이킹 목욕	킹텍 사이언티픽 유한 회사	WBS-엘
디지털 교반 핫 플레이트	코 닝	#6797-620D	PTFE 마그네틱 교반 바와 함께 사용
생물안전 캐비닛	종옌 주식회사	자이브-420	모든 박테리아 관련 프로세스는 여기에서 수행됩니다.
50 mL 원심 분리 튜브	송골매	14-432-22
15mL 원심분리 튜브	송골매	14-959-53A
실험실 병 100mL	듀란	21 801 24 5
실험실 병 500mL	듀란	21 801 44 5
스테인레스 스틸 주걱	켐글라스	CG-1981-10
PTFE 일회용 교반 바	어부	S68066
플라스틱 페트리 접시	어부	S33580A
Shewanella 조류	저자 제공 #3	저자 제공 #3