Protocollen voor microbiologisch geïnduceerde calcietprecipitatie (MICP) met behulp van de bacterie Sporosarcina pasteurii worden hier gepresenteerd. Het geprecipiteerde calciumcarbonaat werd gekarakteriseerd door middel van optische microscopie en rasterelektronenmicroscopie (SEM). Er wordt ook aangetoond dat blootstelling aan MICP de druksterkte van spons verhoogt.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
Microbiologisch Induced calciet Neerslag gemedieerd door
In dit artikel
Samenvatting
Samenvatting
De bijzondere bacterie in onderzoek hier (S. pasteurii) is uniek in zijn vermogen, onder de juiste omstandigheden, om de hydrolyse van ureum (ureolysis) in de natuur voorkomende omgevingen door middel van uitscheiding van een enzym urease induceren. Dit proces van ureolysis, via een keten van chemische reacties, leidt tot de vorming van calciumcarbonaat precipitaten. Dit staat bekend als Microbiologisch Induced Kalkspaat Neerslag (MICP). De juiste cultuur protocollen voor MICP worden hier beschreven. Tenslotte visualisatie experimenten onder verschillende vormen van microscopie werd uitgevoerd om verschillende aspecten van de precipitatie proces te begrijpen. Technieken zoals optische microscopie, scanning elektronenmicroscopie (SEM) en X-ray foto-elektron spectroscopie (XPS) toegepast voor chemische kenmerken het eindproduct. Verder is het vermogen van deze precipitaten poriën verstoppen in een natuurlijke poreuze medium werd aangetoond met een experiment waarbij kwalitatieve sponsstaven werden gebruikt om een porie-netwerk nabootsen met verschillende lengteschalen. Een spons bar ondergedompeld in het kweekmedium dat de bacteriecellen verhardt door de verstopping van de poriën gevolg van de continue werkwijze van chemisch neerslaan. Deze geharde spons bar vertoont superieure sterkte in vergelijking met een controle spons bar die wordt samengedrukt en geperst onder invloed van een toegepaste externe belasting, terwijl de uitgeharde bar kan hetzelfde gewicht ondersteunen met weinig vervorming.
Inleiding
Sporosarcina pasteurii is een gram-positieve bacterie kunnen overleven in sterk alkalisch milieu (pH ~ 10) 1 en is een van de bacteriële soorten die een verwekker van een fenomeen genaamd Microbiologisch geïnduceerde calciet Neerslag (MICP) 2-4 kan worden. MICP is een werkwijze waarbij precipitatie van calciumcarbonaat wordt geïnduceerd door bepaalde microben onder geschikte omstandigheden. S. pasteurii belang is de laatste jaren aangenomen vanwege de identificatie als een mogelijk middel voor het teweegbrengen van significante hoeveelheden MICP onder bepaalde omstandigheden. Deze mogelijkheid komt voort uit het feit dat S.....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Protocol
OPMERKING: Voer de experimentele protocollen in de hieronder beschreven volgorde. De bacteriecultuur protocol wordt besproken in paragraaf 1 (zie ook figuur 1). Hoofdstuk 2 beschrijft het protocol voor het verrijken van het kweekmedium met behulp van externe toevoegingen. Hoofdstuk 3 beschrijft de protocollen voor multi-mode microscopie. Gewichten van de afzonderlijke componenten kunnen worden gemeten met een analytische balans. Volume van elke oplossing kan worden gemeten met een volumetrische fles.
LET OP: De juiste bioveiligheid protocollen moeten worden gevolgd voor de afdelingen 1 - 2. Raadpleeg voor meer informatie ....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Resultaten
S. pasteurii zijnde een alkalifiel 24 kan relatief zware omstandigheden te overleven. Bovenvermelde cultuurprotocol gevolgd en S. pasteurii wordt gekweekt in een kamer, de bacteriën leidt tot de precipitatie van calciumcarbonaat in de tijd (Figuur 2A). Figuur 2 (b) toont een fase-contrast microscopische optische beeld van de bacteriële cel populatie in het kweekmedium. Individuele cellen kunnen duidelijk onderscheiden met sta.......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Discussie
Kritische Stappen: Dit manuscript beschrijft in detail de protocollen voor het kweken van een levensvatbare steekproef van S. pasteurii. Zodra de kweek werd klaargemaakt, moet geschikt worden verrijkt. Dit is een belangrijke stap essentieel voor het succes van het experiment omdat niet de juiste chemische omgeving bieden leidt hetzij een zeer lange tijdschalen van precipitatie of een volledig ontbreken daarvan. S. pasteurii nogal gevoelig voor verschillende externe instanties en worden.......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Openbaarmakingen
De auteurs hebben niets te onthullen.
Dankbetuigingen
Wij wensen de partners in de Helmholtz-Alberta Initiatief, de Helmholtz Association en de University of Alberta te erkennen voor de ondersteuning die het resultaat is van deelname aan deze samenwerking. Onderzoeksfinanciering wordt verstrekt door de Initiative and Networking Fund van de Helmholtz Association, de deelnemende Helmholtz Centers en door de Regering van Alberta via Alberta Environment's ecoTrust-programma.
Dr. Tanushree Ghosh wordt dankbaar erkend voor haar kritische input in een aantal cruciale stadia.
....Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Materialen
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| Petrischaal | Fisher Scientific | FB0875712 | Petrischalen worden gebruikt als agarplaat |
| Pyrex Flessen | Fisher Scientific | S63268 | Corning Erlenmeyer |
| Tris-Base | Promega | H5133 | wordt gebruikt om Tris-buffer te maken |
| Zoutzuur | Sigma-Aldrich | H9892 | 1.0 N, Bioreagens, geschikt voor celkweek |
| Agar Poeder | Sigma-Aldrich | A1296 | microbiologie getest, plantencelkweek getest, celkweek getest, poeder |
| Ammoniumsulfaat | Sigma-Aldrich | A4418 | voor moleculaire biologie |
| Gistextractpoeder | Sigma-Aldrich | 51475 | |
| Maatcilinder | Cole-Parmer | CP08559GC | Cole-Parmer Class A afgemeten cilinder met Certificaat, TC; 1.000 ml, 1/Pk |
| Analytische Weegschaal | OHAUS | AX124E | wordt gebruikt om het gewicht van reagentia te meten |
| Autoclaaf | Brinkmann | 58619000 | |
| Autoclaaftape | VWR | 52428864 | |
| Aluminiumfolie | Sigma-Aldrich | Z185140 | wordt gebruikt om de fles te verzegelen voordat deze in de autoclaaf wordt geplaatst |
| Bacterievoorraad | Cedarlane | 11859 | -80 °C voorraad van S. pasteurii, ATCC-nr. wordt vermeld tegenover Kat. Nr. |
| Mline Enkelkanaals Mechanische Pipetten, Variabel Volume | Biohit | 725010 | Gecommercialiseerd door VWR onder catalogusnummer 14005976 |
| Micropipettip | Fisher Scientific | 212772B | Wordt gebruikt voor het krabben van agarplaten |
| Incubator | Binder | 80079098 | Microbiologie Incubator, BF Serie |
| Schudincubator | VWR | 14004300 | VWR Signature Benchtop Schudincubators |
| Fosfaatbufferoplossing (PBS) | Sigma-Aldrich | P7059 | |
| BD Falcon Express Pipet-Aid Pipetapparaat | BD Biosciences | 357590 | Gecommercialiseerd door VWR onder catalogusnummer 53106220 |
| Parafilm | Sigma-Aldrich | P7793 | Wordt gebruikt om agarplaten te verzegelen |
| Ureum | Sigma-Aldrich | U1250 | Verrijking voor voedingsmedium |
| Natriumbicarbonaat | Sigma-Aldrich | S8875 | Verrijking voor voedingsmedium |
| Calciumchloride | Sigma-Aldrich | C1016 | Verrijking voor voedingsmedium |
Referenties
- Gibson, T. An investigation of the Bacillus pasteurii group. Journal of Bacteriology. 28, 491-502 (1934).
- Greenfield, L. J. Metabolism and concentration of calcium and magnesium and precipitation of calcium carbona....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Herprints en machtigingen
