Method Article

고체 물질을 캡슐화하는 세균성 셀룰로오스 구체

DOI:

10.3791/62286

⸱

February 26th, 2021

 ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Environmental Engineering, Montana Technological University, 2Department of Petroleum Engineering, Montana Technological University, 3Department of Metallurgical & Materials Engineering, Montana Technological University, 4Department of Mechanical Engineering, Montana Technological University

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

이 프로토콜은 세균 성 셀룰로오스 (BC) 구체를 형성하는 쉽고 저렴한 방법을 제시한다. 이 생체 재료는 바이오차, 폴리머 구체 및 광산 폐기물을 포함한 고체 물질에 대한 캡슐화 매체로 기능할 수 있습니다.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

세균세포로오스(BC) 구체는 BC가 새로운 소재로 대중화된 이래로 점점 더 연구되고 있다. 이 프로토콜은 BC 구 생산을 위한 저렴하고 간단한 방법을 제공합니다. 이러한 구체를 생성하는 것 외에도 고체 입자에 대한 캡슐화 방법도 확인되었습니다. BC 구체, 물, 홍차, 설탕, 식초 및 세균 문화를 생성하기 위해 당황한 플라스크에 결합되고 내용물이 동요됩니다. BC 구형에 대한 적절한 배양 조건을 결정한 후, 고체 입자를 캡슐화하는 능력은 바이오차, 폴리머 구슬 및 광산 폐기물을 사용하여 테스트되었습니다. 구체는 ImageJ 소프트웨어 및 열 중력 분석(TGA)을 사용하여 특징지어졌습니다. 결과는 직경이 7.5mm인 구를 7일 안에 만들 수 있음을 나타낸다. 다양한 입자를 추가하면 BC 캡슐의 평균 크기 범위가 증가합니다. 구체는 건조 질량의 10 - 20 %를 캡슐화했습니다. 이 방법은 쉽게 얻을 수 있는 재료로 가능한 저비용 구체 생산 및 캡슐화를 보여줍니다. BC 구체는 미래에 오염 제거 보조제, 제어방출 비료 코팅 또는 토양 개정으로 사용될 수 있다.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

세균셀룰로오스(BC)는 기계적 강도, 고순도 및 결정성, 수질 보존 능력 및 복잡한 섬유 구조1,2,3,4로인해 잠재적인 산업 용으로 주목받고있다. 이러한 특성으로 인해 BC는 생체 의학, 식품 가공 및 환경 정화 용도를 포함한 다양한 응용 분야에 유리한 생체재료로 만든다 1. BC 필름의 형성은 발효 차 음료인 콤부차5,발효 차 음료에 사용되는 단일 유기체 배양 또는 혼합 배양으로 수행 될 수 있습니다. 양조 콤부차는 일반적으로 SCOBY로 알려진 "박테리아와 효모의 공생 문화"에 의존합니다. 유기체의 이 공생 문화를 사용하여, BC 구체를 만들기 위하여 유사한 기술이 채택됩니다. 이 생물 재료는 보다 효율적인 작물 생산을 달성하기 위해 환경 오염 물질을 분리하고 바이오차르와 같은 농업 개정을 앵커하는 데 사용할 수 있습니다.

이전 문학은 BC의 특성이 고정 된 문화에서 생산 된 BC와 비교하여 동요 된 조건에서 생산되는 방법을 ....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. 세균 셀룰로오스 스타터 배양의 생성 및 유지 보수

  1. 세균 셀룰로오스의 스타터 배양을 약 50g, SCOBY의 형태로 획득한다. 그것은 상업적으로 구입할 수 있습니다 (예 : 건강을위한 문화). SCOBY를 종이 타월로 덮인 1 L 비커에 넣습니다.
  2. 700mL의 탈온화된 물을 끓이고, SCOBY를 포함하는 것과 분리된 용기로 옮기고, 85g의 자당을 넣습니다.
  3. 자당이 녹으면 홍차 2봉지(4.87g)를 넣습니다. 차를 1시간 동안 우려낸 다음, 저어주봉을 사용하여 티백을 조심스럽게 제거합니다.
  4. 차에 증류된 흰 식초 200mL를 넣습니다. 혼합물을 25°C로 식힙니다. 식으면 실온 차 700mL를 SCOBY가 함유된 비커에 넣습니다.
    주의: 너무 뜨거워지는 동안 산성 차를 추가하면 SCOBY의 유기체에 해를 끼칠 수 있습니다.
  5. 비커를 종이 타월로 덮고 탄성 밴드로 고정하고 비커를 25°C의 온도를 유지하는 저장 영역에 배치합니다. 이 선박은 일반적으로 주식 문화 또는 호텔이라고합니다.
  6. SCOBY를 건강하게 유지하기 위해서는 한 달에 약 2회 유지 보수가 필요합니다.
    1. 장갑을 낀 손을 사용하여 SCOBY 매트를 잡고 호텔에서 액체를 별도의 비커로 빼넣습니다. 액체가 있....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

BC구는 문화의 첫 48h 동안 가장 빠른 성장률을 가지고있다(그림 2). 그림 2는 또한 구가 최대 평균 크기에 도달한 다음 일정하게 유지하는 방법을 보여줍니다. 이 실험에서 구체는 평균 직경 7.5± 0.2mm에 도달했습니다. BC 구체는 10일 간의 성장 기간 내에 완전히 악화되지 는 않았지만, 8일 전후로 구체의 본체를 확장하는 tendrils을 형성하기 시작했습니다. 이것은 그림 2E에서볼 수 있습니다, 가장 눈에 띄게 왼쪽 상단에 큰 구에.

본 논문에 설명된 캡슐화 방법을 적용하면 직경이 3~12mm(도3)에이르는 57± 4개의 세균셀룰로오스 구체의 평균을 초래한다. 또한 도 3에서 BC 구체에 고체를 첨.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

이 프로토콜은 수행하기 쉽고 비용 효율적인 BC 구 생산 및 캡슐화 방법을 간략하게 설명합니다. 원래 프로토콜에 대한 다양한 조정을 통해 적절한 프로세스가 확인되었습니다. 실행 가능한 구를 보장하기 위해 중요한 단계를 수행해야 합니다. BC 형성에 관련된 모든 성분은 구체의 건강과 내구성에 중요한 역할을합니다. 자당은 유기체에게 먹이를 주고, 차는 질소를 제공하고, 식초는 원치 않는 오염물질을 방지하기 위해 최적의 조건으로 pH를낮춥다(28). 이 방법의 또 다른 중요한 변수는 온도입니다. 차는 미생물 스타터 문화를 추가하기 전에 실온 (약 25 °C)으로 냉각해야합니다. 유기체가 고온에 노출되면 BC 구의 성장이 억제될 수 있다. 플라스크가 흔들리는 방의 온도도 구의 성장3,28,29에영향을 미친다. 30 °C 이상의 .......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

저자는 공개 할 것이 없습니다.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

이 작품은 아돌포 마르티네즈, 캐서린 멀홀랜드, 타일러 서머빌, 월계수 비터먼의 몬태나 기술 연구 보조 멘토링 프로그램 프로젝트의 연속이다. 연구는 그랜트 번호에서 국립 과학 재단에 의해 후원되었다. OIA-1757351 및 전투 능력 개발 사령부 육군 연구 실험실 (협력 계약 번호 W911NF-15-2-0020). 이 자료에 표현된 의견, 사실 인정 및 결론 또는 권고사항은 저자의 의견이며 반드시 국립 과학 재단이나 육군 연구소의 견해를 반영하지는 않습니다. 에이미 쿠엔지, 리 리차즈, 케이틀린 앨리, 크리스 감몬스, 맥스 월제넌트, 크리스 보쉬에게 도셔서 감사드린다.

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
100mL 눈금 실린더
1000mL 비커
25mL 눈금 실린더
250mL Erlenmeyer 당황한 플라스크ChemglassCLS-2040-02
500mL 비커
밸런스
BiocharPonderosa 소나무는 아르곤 가스로 열처리, 15 °에서 가열; 분당 C 800 ° C
홍차
탈 이온수
증류수 백식초
탄성 밴드
미생물 스타터 문화건강
광산 폐기물배양Butte, MT: 46.001978,-112.582465에서 수집. 광산 폐기물에는 과거 구리 채굴에서 유래한 토양과 금속이 포함되어 있습니다. Mn, Si, Ca, Al, Fe는 광산 폐기물에서 X선 회절을 통해 측정된 가장 흔한 5가지 원소였습니다.
모르타르와 유
오비탈 셰이커다양한 브랜드
종이 타월
폴리스티렌 마이크로 비즈Polybeads171383 미크론 직경
교반 막대
자당 차
주전자
TGATA InstrumentsTA Q500400 ° C/min에서 800 ° C, 100mL/min N2
온도계
XRF 분석기ThermoFisher Scientific10131166
봉의

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Mohainin Mohammad, S., Abd Rahman, N., Sahaid Khalil, M., Rozaimah Sheikh Abdullah, S. An Overview of Biocellulose Production Using Acetobacter xylinum Culture. Advances in Biological Research. 8 (6), 307-313 (2014).
  2. Dufresne, A. Bacterial cellulose. Nanocellulose. , 125-146 (2017).
  3. ....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Bacterial Cellulose SpheresBC Sphere ProductionSolid Particle EncapsulationBiodegradable BiomaterialContaminant RemovalControlled ReleaseThermal Gravimetric AnalysisOrbital ShakerPolymer BeadsEnvironmental Remediation

Related Articles