에어로빅 세분화 된 슬러지에서 구조 세포 외 고분자 물질의 추출

다음 실험의 전반적인 목표는 바이오폼, 특히 호기성 그래뉼 슬러지로부터 구조적 세포외 고분자 물질(EPS)을 얻기 위한 추출 방법론을 제시하는 것입니다. 이 방법은 그래뉼화 과정의 이해 및 EPS 조성 분석과 같이 그래뉼 슬러지 분야의 핵심적인 질문들에 답하는 데 도움을 줄 수 있습니다.

이 기술의 주요 장점은 EPS 내 젤 형성 폴리머의 존재 여부를 짧은 시간 내에 테스트할 수 있다는 것입니다. 입상 슬러지를 4,000 ×g, 4 °C에서 20분 동안 원심 분리한 후 상층액을 따라냅니다. 추출을 위해 펠릿에 모인 입자들을 수집합니다.

마그네틱 교반기 위에서 1,000 milliliter 유리 비커에 담긴 수돗물 150 milliliters를 80 °C로 예열합니다. 250 milliliter 배플 플라스크에 과립 3 g을 옮기고 탈이온수를 사용하여 플라스크의 부피를 50 milliliters로 채웁니다. 0.5% w/v 탄산나트륨 농도를 맞추기 위해 플라스크에 10수화 탄산나트륨 0.67 g을 첨가합니다.

혼합물이 담긴 플라스크를 항온수조에 넣습니다. 증발을 방지하기 위해 플라스크와 비커 유리를 각각 알루미늄 호일로 덮습니다. 혼합물을 400 RPM, 80 °C에서 35분 동안 교반합니다.

혼합물을 50 milliliter 원심분리 튜브로 옮깁니다. 혼합물이 담긴 튜브를 4,000 ×g, 4 °C에서 20분 동안 원심분리합니다. 상층액을 수집하고 펠렛은 폐기합니다.

호기성 과립 슬러지로부터 구조적 EPS를 얻기 위한 투석 단계는 선택 사항입니다. 하지만 프로토콜에 설명된 바와 같이 몇 가지 장점이 있습니다. 분자량 컷오프가 3,500 daltons인 투석 주머니에 상층액을 피펫으로 옮기고, 1000ml의 초순수를 대상으로 24시간 동안 투석합니다.

투석 효과를 높이기 위해 12시간 후에 투석수를 교체합니다. 투석된 추출물을 250ml 유리 비커로 옮기고, 상온에서 100 rpm으로 천천히 교반합니다. PH 전극으로 PH 변화를 지속적으로 모니터링하면서, 산성 형태의 ale을 얻기 위해 1 molar 염산을 첨가하여 최종 PH를 2.2 05로 맞춥니다.

pH를 2.2로 조정한 후, 추출물을 50ml 원심분리 튜브로 옮기고 4000 ×g, 4 °C에서 20분 동안 원심분리합니다. 상층액은 버리고 젤 형태의 펠렛을 수집합니다. 이 젤 형태의 펠렛이 산성 형태의 ale입니다.

알긴산의 나트륨 형태를 얻으려면, pH 8.5에 도달할 때까지 유리 막대로 겔을 천천히 섞으면서 0.5 M 수산화나트륨을 천천히 첨가합니다. 파스퇴르 피펫을 사용하여 나트륨 알긴산 추출물을 염화칼슘 용액에 천천히 떨어뜨립니다. 추출된 EPS가 이온성 하이드로겔 겔 형성 특성을 가지고 있다면, 방울 모양의 구형 비드가 형성됩니다.

또는, 추출된 EPS에 이온성 하이드로겔 형성 특성이 없는 경우, 추출물은 염화칼슘 용액 내에 분산됩니다. 하이드로겔 비즈와 염화칼슘 용액을 30분 동안 유지하십시오. 숟가락을 사용하여 염화칼슘 용액에서 하이드로겔 비즈를 꺼내 EDTA 용액으로 옮깁니다.

하이드로젤 비드를 10ml의 EDTA 용액에 넣고 4°C에서 3시간 동안 보관하십시오. 이 테스트는 프로토콜에 기술된 안정성 테스트의 한 예를 보여줍니다. 보관 과정 중에 비드의 가시적인 붕괴가 발생하는지 모니터링하여 비드가 이러한 조건을 견딜 수 있는지 평가하십시오.

추출이 성공적이었다면, 알칼리 추출 단계 후에 호기성 그래뉼 슬러지가 가용화될 것이며, 추출된 EPS를 산성화하고 원심분리한 후 펠릿이 얻어질 것입니다. 만약 추출된 EPS가 구조적 EPS이며 칼슘 이온과 하이드로겔을 형성하는 능력이 있다면, 추출된 EPS를 칼슘 용액에 떨어뜨렸을 때 겔 비드가 형성될 것입니다. 이러한 겔 형성 능력이 없는 EPS가 추출되었다면, EPS 용액은 칼슘 용액에서 분산될 것입니다.

이 영상을 시청한 후, 여러분은 호기성 과립 슬러지로부터 구조적 EPS를 추출하는 과정을 수행할 수 있게 될 것입니다. 또한, 얻어진 EPS와 칼슘 이온의 겔 형성 능력을 테스트할 수 있게 될 것입니다. 저희는 호기성 과립 슬러지에서 얻은 EPS에 추출 기술이 미치는 영향을 설명하기 위해 이 추출 방법론을 보여주는 것으로 선택했습니다.

그 외에도, 저희는 어떤 EPS 추출 기술도 보편적으로 적용 가능하지 않다는 점을 보여주고자 했습니다.