Name: Biofilmes Microativos Eletroativos Derivados de Águas Residuais: Crescimento, Manutenção e Caracterização Básica (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-12-29T14:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 58 s
Description: Aprenda a cultivar biofilmes microbianos eletroativos anódicos a partir de inóculos de águas residuais e caracterizar suas propriedades bioeletrocatalíticas usando voltametria cíclica. Este método permite estudar a transferência de elétrons extracelular em sistemas bioeletroquímicos.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

F.H. reconhece o apoio do BMBF (Prêmio de Pesquisa "Processos biotecnológicos de próxima geração - Biotecnologia 2020+") e da Associação Helmholtz (Grupo de Jovens Pesquisadores).

Como o procedimento de seleção no reator bioeletroquímico em batelada alimentada é muito específico devido à escolha do substrato e das condições anóxicas, o trabalho em condições estéreis não é necessário para o exemplo demonstrado.
1. Preparação do meio de crescimento
<ol>
	<li>Prepare uma quantidade adequada do meio de crescimento usando um tampão fosfato de acordo com Kim et al.13 (ver Tabela 1). Aqui, o acetato de sódio (10 mM) está servindo como substrato. O meio de crescimento usado neste artigo é apenas um exemplo e, dependendo do objetivo experimental, pode variar em seus componentes.</li>
	<li>Adicionar 1 ml de águas residuais primárias por 20 ml de meio de cultura como inóculo. A amostra de águas residuais é retirada de uma estação de tratamento de águas residuais municipal após a filtração mecânica (ver, por exemplo, Figura 2) e pode ser armazenada por até três meses até ser usada em um recipiente fechado a 4 °C. 
	(Nota: Dependendo do objetivo do experimento, a contagem exata de células iniciais pode ser importante e, em seguida, deve ser determinada. No exemplo demonstrado, a contagem inicial de células não é importante, pois o biofilme atinge condições de estado estacionário.)</li>
	<li>Lave o meio, incluindo o inóculo, com nitrogênio por pelo menos 30 min para desaerá-lo, inserindo uma agulha no meio e ligue o jato de nitrogênio. O jato deve ser forte o suficiente para que você possa observar uma mistura completa do meio. 
	(Nota: Dependendo do volume do meio, deve-se até considerar estender o tempo de desaeração. Durante a configuração de desaeração, o reator de batelada alimentada (etapas 2.1-2.2))</li>
</ol>
2. Configuração do reator em batelada federal
<ol>
	<li>Pegue um recipiente de reator adequado - aqui é usado um balão modificado de fundo redondo de 250 ml de 4 gargalos. 
	(Nota: Em geral, a embarcação deve ter pelo menos quatro entradas. Estes são necessários para os três eletrodos e para amostragem/troca de meios. Os volumes de gás produzidos podem ser negligenciados quando o reator é aberto regularmente devido à amostragem ou mudança de meio, alternativamente, um contador de bolhas deve ser instalado. Para evitar o crescimento fototrópico indesejado, os reatores devem ser protegidos da exposição direta à luz.)</li>
	<li>Para a configuração de três eletrodos (consulte a Figura 3 e a seção 3 para obter detalhes), coloque o eletrodo de referência (RE) (aqui Ag/AgCl, sáb. KCl, 0,197 V vs. SHE), o eletrodo de trabalho (WE) e o contra-eletrodo (CE) no frasco através de entradas individuais por meio de plugues de silicone – vedação hermética. 
	(Nota: Como as hastes de grafite WE e CE são usadas. O fio dos eletrodos é puxado através do plugue de silicone e fixado externamente. O eletrodo de referência é colocado através do plugue de silicone por meio de um orifício perfurado. Para evitar curtos-circuitos, certifique-se de que não haja contato físico dos eletrodos, mesmo durante a agitação ou recirculação do meio. Coloque os eletrodos que eles estão completamente cobertos com solução média. Para vedação, enrole o plugue de silicone de cada entrada com Parafilm.)</li>
	<li>Despejar o meio de cultura, incluindo o inóculo (neste caso, 250 ml), através da porta de recolha de amostras para o reactor, lavando com azoto.</li>
	<li>Feche a última entrada com um tampão de silicone e feche-a hermeticamente. Nota: Traços de oxigênio não prejudicam os biofilmes de espécies mistas. Eles são capazes de suportar e até consumir baixos níveis de oxigênio, o que, por sua vez, pode diminuir o CE.</li>
</ol>
3. Crescimento cronoamperométrico do biofilme
<ol>
	<li>Conecte os eletrodos aos respectivos cabos do potenciostato. Colocar o recipiente numa câmara com temperatura controlada, aqui utiliza-se 35 °C31, a fim de garantir condições ambientais constantes.</li>
	<li>Abra o software para controlar o potenciostato e escolha a técnica: Cronoamperometria. Defina os parâmetros, por exemplo, da seguinte forma: Um potencial constante EWE de 0,2 V (vs. Ag/AgCl) por uma duração t de 500 horas (≈ 20 dias). A corrente é registrada em intervalos de tempo dti a cada minuto. 
	Nota: A escolha do potencial aplicado depende do sistema/microrganismo estudado. Geralmente, os processos anódicos são estudados em potencial positivo e os processos catódicos em potenciais negativos. Pode-se também deduzir um potencial adequado a partir dos potenciais padrão do doador / aceitador de elétrons e do potencial formal do local de transferência de elétrons microbiano esperado, aqui como ponto de partida, consulte a literatura recente.</li>
	<li>Inicie a cronoamperometria. Um gráfico da corrente medida ao longo do tempo é plotado pelo software, a corrente máxima observada (imax) é um importante parâmetro online, conforme discutido nas seções 4 e 5. </li>
</ol>
4. Manutenção de biofilme
<ol>
	<li>Dependendo das condições ambientais, por exemplo, a temperatura, uma corrente oxidativa está começando a fluir e atinge um platô (ver Figura 4). Depois de atingir novamente a corrente zero, pause a medição cronoamperométrica e reabasteça a solução do meio. Para um crescimento mais rápido do biofilme, substitua o meio logo após o platô da corrente máxima ser atingido. Abra a porta de amostragem e com cuidado, sem destruir o biofilme fino, descarregue o meio. Ao reabastecer o meio, lave novamente com nitrogênio. Feche a porta de amostragem e feche hermeticamente.</li>
	<li>Repetir o procedimento do passo 4.1. até que a corrente oxidativa máxima atinja um estado estacionário (ver figura 4). 
	(Nota: Acredita-se que uma constante imax indique uma formação de biofilme estável em estado estacionário.)</li>
	<li>Colher amostras de 1 ml das soluções do meio fresco e do meio trocado para análise do substrato, por exemplo, por HPLC. A concentração inicial do substrato (acetato) (c0), bem como a concentração da solução de substrato restante (c1), são subsequentemente necessárias para os cálculos de eficiência (consulte a seção Análise de dados). 
	Nota: Para obter resultados inalterados, por exemplo, devido ao consumo adicional de substrato, analise as amostras de substrato imediatamente. Se tal não for possível, conservar as amostras num congelador a uma temperatura mínima de -18 °C durante um mês não superior.</li>
</ol>
5. Aplicação da Voltametria Cíclica ao Estudo do EET
<ol>
	<li>Realize voltametria cíclica nos máximos e mínimos do fluxo de corrente, conforme indicado (Figura 4). Dependendo da questão de interesse, o CV geralmente é realizado quando o sistema atinge o estado estacionário para obter resultados comparáveis. (Nota: A geração de corrente é denominada condições de renovação e está relacionada à oxidação microbiana do substrato e subsequente transferência de elétrons: bioeletrocatálise microbiana; enquanto os CVs sem rotatividade são realizados em fluxo de corrente (quase) zero no CA.)</li>
	<li>Escolha no software de controle do potenciostato a técnica: Voltametria cíclica e defina os parâmetros apropriados, aqui por exemplo: Um potencial inicial do EWE para Ei de -0,5 V vs. RE com uma taxa de varredura v = dE / dt de 1 mV / seg para um potencial de vértice E1 de 0,3 V vs. RE e de volta ao potencial inicial E2 = Ei de -0,5 V. 
Nota: Ao usar a voltametria cíclica, a tensão aplicada no WE é alterada linearmente com o tempo pelo potenciostato (ver Figura 5) - O Quadro 2 fornece regras básicas para a escolha dos parâmetros do experimento e solução de problemas).</li>
	<li>Inicie a voltametria cíclica e registre quantos ciclos forem necessários para realizar um CV reprodutível. Normalmente, são necessários pelo menos 3 ciclos. O gráfico resultante é chamado de voltamograma cíclico (veja também a Figura 7). Nota: Dependendo das condições de medição, diferentes informações podem ser obtidas, conforme demonstrado na próxima seção.</li>
</ol>
6. Plotagem de dados
Aqui apenas a plotagem dos dados é discutida. Um tratado mais detalhado segue na próxima seção. 
<ol>
	<li>Use o software de análise de dados apropriado, aqui todos os dados são exportados como texto e importados como arquivo ASCII.</li>
	<li>Calcular e utilizar preferencialmente densidades de corrente (j) e não correntes absolutas (i). 
	(Nota: No entanto, como existem diferentes protocolos para calcular j, deixe claro qual deles foi usado. Aqui a densidade de corrente por geométrica, ou seja, projetado, a área de superfície do eletrodo é usada.)</li>
	<li>Cronoamperometria: Plote a densidade de corrente medida em função do tempo.</li>
	<li>Voltametria cíclica: Traçar a densidade de corrente medida em função do potencial do WE Ewe.</li>
</ol>

<ol><li>Rabaey, K., Angenent, L., Schröder, U., Keller, J. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aRabaey%2C+K+%22Integrated+Environmental+Technology+Series%22">Integrated Environmental Technology Series</a>. Lens, P. , IWA Publishing. London, New York. (2010).</li>
<li>Logan, B. E., Rabaey, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Conversion+of+wastes+into+bioelectricity+and+chemicals+using+microbial+electrochemical+technologies%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Conversion of wastes into bioelectricity and chemicals using microbial electrochemical technologies.</a> Science. 337, 686-690 (2012).</li>
<li>Rabaey, K., Rozendal, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microbial+electrosynthesis+-+revisiting+the+electrical+route+for+microbial+production%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Rev.+Microbiol%22%5BJournal%5D)">Microbial electrosynthesis - revisiting the electrical route for microbial production.</a> Nat. Rev. Microbiol. 8, 706-716 (2010).</li>
<li>Harnisch, F., Rabaey, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Diversity+of+Techniques+to+Study+Electrochemically+Active+Biofilms+Highlights+the+Need+for+Standardization%5BTitle%5D)+AND+%22ChemSusChem%22%5BJournal%5D)">The Diversity of Techniques to Study Electrochemically Active Biofilms Highlights the Need for Standardization.</a> ChemSusChem. 5, 1027-1038 (2012).</li>
<li>Logan, B. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microbial+Fuel+Cells%3A+Methodology+and+Technology%5BTitle%5D)+AND+%22Environ.+Sci.+Technol%22%5BJournal%5D)">Microbial Fuel Cells: Methodology and Technology.</a> Environ. Sci. Technol. 40, 5181-5192 (2006).</li>
<li>Harnisch, F., Schröder, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((From+MFC+to+MXC%3A+chemical+and+biological+cathodes+and+their+potential+for+microbial+bioelectrochemical+systems%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Soc.+Rev%22%5BJournal%5D)">From MFC to MXC: chemical and biological cathodes and their potential for microbial bioelectrochemical systems.</a> Chem. Soc. Rev. 39, 4433-4448 (2010).</li>
<li>TerAvest, M. A., Li, Z., Angenent, L. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bacteria-based+biocomputing+with+Cellular+Computing+Circuits+to+sense%2C+decide%2C+signal%2C+and+act%5BTitle%5D)+AND+%22Energy+Environ+Sci%22%5BJournal%5D)">Bacteria-based biocomputing with Cellular Computing Circuits to sense, decide, signal, and act.</a> Energy Environ Sci. 4, 4907-4916 (2011).</li>
<li>Lovley, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bug+juice%3A+harvesting+electricity+with+microorganisms%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Rev.+Microbiol%22%5BJournal%5D)">Bug juice: harvesting electricity with microorganisms.</a> Nat. Rev. Microbiol. 4, 12 (2006).</li>
<li>Lovley, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reach+out+and+touch+someone%3A+potential+impact+of+DIET+%28direct+interspecies+energy+transfer%29+on+anaerobic+biogeochemistry%2C+bioremediation%2C+and+bioenergy%5BTitle%5D)+AND+%22Rev.+Environ.+Sci.+Biotechnol%22%5BJournal%5D)">Reach out and touch someone: potential impact of DIET (direct interspecies energy transfer) on anaerobic biogeochemistry, bioremediation, and bioenergy.</a> Rev. Environ. Sci. Biotechnol. 10, 101-105 (2011).</li>
<li>Rosenbaum, M., Aulenta, F., Villano, M., Angenent, L. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cathodes+as+electron+donors+for+microbial+metabolism%3A+Which+extracellular+electron+transfer+mechanisms+are+involved%5BTitle%5D)+AND+%22Bioresource+Technol%22%5BJournal%5D)">Cathodes as electron donors for microbial metabolism: Which extracellular electron transfer mechanisms are involved.</a> Bioresource Technol. 102, 324-333 (2011).</li>
<li>Schröder, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Anodic+electron+transfer+mechanisms+in+microbial+fuel+cells+and+their+energy+efficiency%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Chem.+Chem.+Phys%22%5BJournal%5D)">Anodic electron transfer mechanisms in microbial fuel cells and their energy efficiency.</a> Phys. Chem. Chem. Phys. 9, 2619-2629 (2007).</li>
<li>Harnisch, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Revealing+the+electrochemically+driven+selection+in+natural+community+derived+microbial+biofilms+using+flow-cytometry%5BTitle%5D)+AND+%22Energy+Environ.+Sci%22%5BJournal%5D)">Revealing the electrochemically driven selection in natural community derived microbial biofilms using flow-cytometry.</a> Energy Environ. Sci. 4, 1265 (2011).</li>
<li>Kim, J. R., Min, B., Logan, B. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaluation+of+procedures+to+acclimate+a+microbial+fuel+cell+for+electricity+production%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Microbiol.+Biotechnol%22%5BJournal%5D)">Evaluation of procedures to acclimate a microbial fuel cell for electricity production.</a> Appl. Microbiol. Biotechnol. 68, 23-30 (2005).</li>
<li>Liu, Y., Harnisch, F., Fricke, K., Sietmann, R., Schröder, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Improvement+of+the+anodic+bioelectrocatalytic+activity+of+mixed+culture+biofilms+by+a+simple+consecutive+electrochemical+selection+procedure%5BTitle%5D)+AND+%22Biosens.+Bioelectron%22%5BJournal%5D)">Improvement of the anodic bioelectrocatalytic activity of mixed culture biofilms by a simple consecutive electrochemical selection procedure.</a> Biosens. Bioelectron. 24, 1006-1011 (2008).</li>
<li>Torres, C. sI., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Selecting+Anode-Respiring+Bacteria+Based+on+Anode+Potential+Phylogenetic%2C+Electrochemical%2C+and+Microscopic+Characterization%5BTitle%5D)+AND+%22Environ.+Sci.+Technol%22%5BJournal%5D)">Selecting Anode-Respiring Bacteria Based on Anode Potential Phylogenetic, Electrochemical, and Microscopic Characterization.</a> Environ. Sci. Technol. 43, 9519-9524 (2009).</li>
<li>Virdis, B., Harnisch, F., Batstone, D. J., Rabaey, K., Donose, B. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Non-invasive+characterization+of+electrochemically+active+microbial+biofilms+using+confocal+Raman+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Energy+Environ.+Sci%22%5BJournal%5D)">Non-invasive characterization of electrochemically active microbial biofilms using confocal Raman microscopy.</a> Energy Environ. Sci. 5, 7017-7024 (2012).</li>
<li>Scholz, F., Bond, A. M. Electroanalytical Methods: Guide to experiments and applications. 2, edn,(2010).</li>
<li>Marsili, E., Rollefson, J. B., Baron, D. B., Hozalski, R. M., Bond, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microbial+biofilm+voltammetry%3A+direct+electrochemical+characterization+of+catalytic+electrode-attached+biofilms%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Environ.+Microbiol%22%5BJournal%5D)">Microbial biofilm voltammetry: direct electrochemical characterization of catalytic electrode-attached biofilms.</a> Appl. Environ. Microbiol. 74, 7329-7337 (2008).</li>
<li>Harnisch, F., Freguia, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Basic+Tutorial+on+Cyclic+Voltammetry+for+the+Investigation+of+Electroactive+Microbial+Biofilms%5BTitle%5D)+AND+%22Chemistry%22%5BJournal%5D)">A Basic Tutorial on Cyclic Voltammetry for the Investigation of Electroactive Microbial Biofilms.</a> Chemistry. 7, 466-475 (2012).</li>
<li>Marsili, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Shewanella+secretes+flavins+that+mediate+extracellular+electron+transfer%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Natl.+Acad.+Sci.+U.S.A%22%5BJournal%5D)">Shewanella secretes flavins that mediate extracellular electron transfer.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 105, 3968-3973 (2008).</li>
<li>Bard, A. J., Inzelt, G., Scholz, F. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBard%2C+AJ+%22Electrochemical+Dictionary%22">Electrochemical Dictionary</a>. , Springer. (2008).</li>
<li>Kim, B. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrochemical+activity+of+an+Fe%28III%29-reducing+bacterium%2C+Shewanella+putrefaciens+IR-1%2C+in+the+presence+of+alternative+electron+acceptors%5BTitle%5D)+AND+%22Biotechnol.+Tech%22%5BJournal%5D)">Electrochemical activity of an Fe(III)-reducing bacterium, Shewanella putrefaciens IR-1, in the presence of alternative electron acceptors.</a> Biotechnol. Tech. 13, 475-478 (1999).</li>
<li>Fricke, K., Harnisch, F., Schröder, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((On+the+use+of+cyclic+voltammetry+for+the+study+of+anodic+electron+transfer+in+microbial+fuel+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Energy+Environ.+Sci%22%5BJournal%5D)">On the use of cyclic voltammetry for the study of anodic electron transfer in microbial fuel cells.</a> Energy Environ. Sci. 1, 144 (2008).</li>
<li>Marsili, E., Sun, J., Bond, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Voltammetry+and+Growth+Physiology+of+Geobacter+sulfurreducens+Biofilms+as+a+Function+of+Growth+Stage+and+Imposed+Electrode+Potential%5BTitle%5D)+AND+%22Electroanalysis%22%5BJournal%5D)">Voltammetry and Growth Physiology of Geobacter sulfurreducens Biofilms as a Function of Growth Stage and Imposed Electrode Potential.</a> Electroanalysis. 22, 865-874 (2010).</li>
<li>Busalmen, J. P., Esteve-Núñez, A., Berná, A., Feliu, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((C-Type+Cytochromes+Wire+Electricity-Producing+Bacteria+to+Electrodes%5BTitle%5D)+AND+%22Angew.+Chem%22%5BJournal%5D)">C-Type Cytochromes Wire Electricity-Producing Bacteria to Electrodes.</a> Angew. Chem. 120, 4952-4955 (2008).</li>
<li>Millo, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+Situ+Spectroelectrochemical+Investigation+of+Electrocatalytic+Microbial+Biofilms+by+Surface-Enhanced+Resonance+Raman+Spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Angew.+Chem.+Int.+Edn.+Engl%22%5BJournal%5D)">In Situ Spectroelectrochemical Investigation of Electrocatalytic Microbial Biofilms by Surface-Enhanced Resonance Raman Spectroscopy.</a> Angew. Chem. Int. Edn. Engl. 50, 2625-2627 (2011).</li>
<li>Hamelers, H. V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((New+applications+and+performance+of+bioelectrochemical+systems%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Microbiol.+Biotechnol%22%5BJournal%5D)">New applications and performance of bioelectrochemical systems.</a> Applied Microbiol. Biotechnol. 85, 1673-1685 (2010).</li>
<li>Richter, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cyclic+voltammetry+of+biofilms+of+wild+type+and+mutant+Geobacter+sulfurreducens+on+fuel+cell+anodes+indicates+possible+roles+of+OmcB%2C+OmcZ%2C+type+IV+pili%2C+and+protons+in+extracellular+electron+transfer.%5BTitle%5D)+AND+%22Energy+Environ.+Sci.%22%5BJournal%5D)">Cyclic voltammetry of biofilms of wild type and mutant Geobacter sulfurreducens on fuel cell anodes indicates possible roles of OmcB, OmcZ, type IV pili, and protons in extracellular electron transfer.</a> Energy Environ. Sci.. 2, 506 (2009).</li>
<li>Torres, C. I., Kato Marcus, A., Rittmann, B. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Proton+transport+inside+the+biofilm+limits+electrical+current+generation+by+anode-respiring+bacteria%5BTitle%5D)+AND+%22Biotechnol.+Bioeng%22%5BJournal%5D)">Proton transport inside the biofilm limits electrical current generation by anode-respiring bacteria.</a> Biotechnol. Bioeng. 100, 872-881 (2008).</li>
<li>Torres, C. I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+kinetic+perspective+on+extracellular+electron+transfer+by+anode-respiring+bacteria%5BTitle%5D)+AND+%22FEMS+Microbiol.+Rev%22%5BJournal%5D)">A kinetic perspective on extracellular electron transfer by anode-respiring bacteria.</a> FEMS Microbiol. Rev. 34, 3-17 (2010).</li>
<li>Patil, S. A., Harnisch, F., Kapadnis, B., Schröder, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electroactive+mixed+culture+biofilms+in+microbial+bioelectrochemical+systems%3A+The+role+of+temperature+for+biofilm+formation+and+performance%5BTitle%5D)+AND+%22Biosens.+Bioelectron%22%5BJournal%5D)">Electroactive mixed culture biofilms in microbial bioelectrochemical systems: The role of temperature for biofilm formation and performance.</a> Biosens. Bioelectron. 26, 803-808 (2010).</li>
<li>Kim, J. R., Min, B., Logan, B. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaluation+of+procedures+to+acclimate+a+microbial+fuel+cell+for+electricity+production%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Microbiol.+Biotechnol%22%5BJournal%5D)">Evaluation of procedures to acclimate a microbial fuel cell for electricity production.</a> Appl. Microbiol. Biotechnol. 68, 23-30 (2005).</li>
<li>Balch, W. E., Fox, G. E., Magrum, L. J., Woese, C. R., Wolfe, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Methanogens%3A+Reevaluation+of+a+unique+biological+group%5BTitle%5D)+AND+%22Microbiol.+Rev%22%5BJournal%5D)">Methanogens: Reevaluation of a unique biological group.</a> Microbiol. Rev. 43, 260-296 (1979).</li>
<li>He, Z., Mansfeld, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Exploring+the+use+of+electrochemical+impedance+spectroscopy+%28EIS%29+in+microbial+fuel+cell+studies%5BTitle%5D)+AND+%22Energy+Environ.+Sci%22%5BJournal%5D)">Exploring the use of electrochemical impedance spectroscopy (EIS) in microbial fuel cell studies.</a> Energy Environ. Sci. 2, 215-219 (2009).</li>
<li>Ter Heijne, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Identifying+charge+and+mass+transfer+resistances+of+an+oxygen+reducing+biocathode%5BTitle%5D)+AND+%22Energy+Environ.+Sci%22%5BJournal%5D)">Identifying charge and mass transfer resistances of an oxygen reducing biocathode.</a> Energy Environ. Sci. 4, 5035-5043 (2011).</li>
<li>Logan, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Scaling+up+microbial+fuel+cells+and+other+bioelectrochemical+systems%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Microbiol.+Biotechnol%22%5BJournal%5D)">Scaling up microbial fuel cells and other bioelectrochemical systems.</a> Appl. Microbiol. Biotechnol. 85, 1665-1671 (2010).</li>
</ol>

Os autores declaram que não têm interesses financeiros concorrentes.

O protocolo apresentado mostra uma maneira fácil e direta de cultivar biofilmes microbianos eletroativos a partir de águas residuais inoculadas usando uma configuração de três eletrodos em um reator de batelada alimentada. A cronoamperometria permite o crescimento e a seleção de biofilmes microbianos eletroativos de diversos inóculos, bem como a caracterização fundamental dos biofilmes em termos de densidade máxima de corrente e eficiência coulombica. A voltametria cíclica, por ser uma técnica não invasiva, permite realizar estudos fundamentais sobre a termodinâmica do EET do biofilme microbiano e, assim, identificar possíveis e reais locais de transferência de EET. Juntos, esses parâmetros permitem i) caracterizar e comparar diferentes biofilmes microbianos para condições idênticas, bem como ii) estudar o impacto de diferentes condições operacionais em biofilmes microbianos eletroativos idênticos. No entanto, esses experimentos podem ser apenas um ponto de partida. Por um lado, o campo multifacetado da bioeletroquímica microbiana requer uma exploração mais aprofundada de métodos e protocolos eletroquímicos. Isso inclui, por exemplo, modelos para extração de dados cinéticos e mecanicistas, bem como outros métodos, como espectroscopia de impedância eletroquímica34,35. Por outro lado, os métodos eletroquímicos não podem fornecer informações sobre a natureza molecular, a composição microbiana, a organização microbiana espacial, etc. Aqui, são necessárias outras técnicas não invasivas e acopladas à eletroquímica ou invasivas4. O Quadro 2 fornece uma breve discussão sobre as etapas críticas ao realizar os experimentos, bem como sobre a solução de problemas inicial.

Do ponto de vista da engenharia, deve-se levar em consideração que o ânodo de biofilme eletroativo é apenas um componente dos atuais sistemas bioeletroquímicos microbianos e uma infinidade de outros fatores devem ser analisados para sistemas completos36. No entanto, esperamos que este vídeo-artigo ajude a entender e adaptar os elementos centrais do BES, ou seja , os eletrodos microbianos, no futuro.

A elucidação dos fundamentos da transferência de elétrons extracelulares microbianos (EET) e sua exploração em sistemas de engenharia é um campo vital e em rápido crescimento de pesquisa e desenvolvimento1-3. O estudo desses microrganismos eletroativos (ou bioeletrocatalíticos ou eletroquimicamente ativos), incluindo cepas puras, bem como coculturas definidas e consórcios complexos, requer um arsenal complexo de técnicas, métodos e protocolos4. Esses métodos derivam de diversas disciplinas científicas, por exemplo, eletroquímica, ciência dos materiais, microbiologia, e fornecem insights sobre diferentes níveis hierárquicos, ou seja, de todo o biofilme microbiano a moléculas individuais. Assim, a eletroquímica e os métodos eletroquímicos representam o fundamento de todas as atividades.
Tradicionalmente, as configurações do tipo célula de combustível eram frequentemente usadas para o crescimento e manutenção de culturas microbianas eletroativas no arquétipo desses sistemas de engenharia: células de combustível microbianas (MFCs)5. Infelizmente, esses tipos de MFCs muitas vezes não permitiam monitorar ou mesmo controlar o potencial de um único eletrodo e, portanto, apenas insights limitados nos processos de eletrodos eram possíveis - apenas a tensão da célula era relatada. Agora é cada vez mais reconhecido que o monitoramento individual e o controle dos potenciais de eletrodos individuais em MFCs representam uma clara vantagem, não apenas para a pesquisa fundamental, mas também para a engenharia. Além disso, com a diversificação das aplicações de tecnologias eletroquímicas microbianas que agora incluem, por exemplo, remediação, dessalinização, sínteses e até biocomputação, nos chamados sistemas bioeletroquímicos microbianos (BES) 2 , 6 , 7 um controle externo de potenciais de eletrodos individuais é muitas vezes substancial. Esse controle geralmente é obtido usando fontes de energia externas ou potenciostatos. Assim, o uso de potenciostatos permite - em contraste com outros tipos de configurações - um ajuste exato do potencial do eletrodo individual. Isso é de grande importância, pois o eletrodo representa o aceptor de elétrons microbiano terminal (para ânodos) ou doador de elétrons (para cátodos) da transferência de elétrons extracelular. A Figura 1 mostra o estado atual do conhecimento sobre o EET microbiano nos ânodos - consulte para obter detalhes, por exemplo, 2,4,6,8,9 O EET no cátodo ainda está praticamente inexplorado10.
Assim, o controle do potencial do eletrodo permite não apenas o uso de condições de cultura microbiana reprodutíveis, mas também sua adaptação em termos de termodinâmica EET11. Neste artigo, é demonstrado como os parâmetros característicos dos biofilmes microbianos eletroativos podem ser extraídos de experimentos com reatores em batelada alimentada usando cronoamperometria (CA) e voltametria cíclica (CV). Isso inclui os parâmetros de desempenho, densidade máxima de corrente (jmax) e eficiência coulombiana (CE), bem como características EET. Aqui a identificação dos potenciais formais (Ef) de locais de transferência de elétrons possíveis e reais estará em foco. A extração desses parâmetros é mostrada no exemplo de biofilmes de cultura mista derivados de águas residuais que são dominados pela especificação Geobacter. 12 Esses biofilmes derivados de águas residuais são obtidos por um simples procedimento de seleção eletroquímica, conforme demonstrado por vários grupos de pesquisa em todo o mundo13-16.
Técnicas eletroquímicas dinâmicas para estudar a transferência de elétrons extracelulares microbianos
Para uma caracterização termodinâmica do EET de culturas microbianas eletroativas, são necessárias técnicas eletroquímicas dinâmicas. Em geral, essas técnicas incluem potencial controlado, ou seja, voltamétrico, e corrente controlada, ou seja, Galvanodinâmica, Técnicas17. Assim, as técnicas potencialmente controladas são mais prevalentes e incluem, por exemplo, voltametria de onda quadrada e voltametria de varredura linear18. A mais popular, no entanto, é a voltametria cíclica (CV)19,20. O CV é bem conhecido e difundido em diferentes campos da eletroquímica, desde a pesquisa de baterias até a ciência dos materiais até a bioeletroquímica enzimática21. Sua aplicação em células microbianas vivas só pode ser datada de mais de uma década22 e aumenta significativamente nos últimos anos23,24. Especialmente, a combinação de métodos CV e espectroscópicos forneceu insights sem precedentes sobre os mecanismos de EET e sua natureza molecular, por exemplo,25,26 Paralelamente, a estrutura teórica para a extração de características termodinâmicas e teóricas do EET microbiano foi ampliada eaprofundada27-30. Em contraste, no entanto, o manuseio experimental incorreto ou a análise inadequada dos dados muitas vezes dificultam a aplicação apropriada do CV no campo da bioeletroquímica microbiana. Portanto, além de workshops (por exemplo, no EU-ISMET 2012) e tutoriais19, este vídeo-artigo fornecerá um guia básico para a realização de experimentos voltamétricos cíclicos em bactérias eletroativas. Assim, ele está se concentrando nas etapas experimentais básicas e na análise fundamental de dados e não se destina a fornecer os protocolos mais recentes de análise cinética. Os terminais mais importantes para a discussão a seguir estão resumidos no Quadro 1 (adaptado de Harnisch e Freguia19 e modificado).

<table><tbody><tr><td>Águas residuais primárias</td> Estação <td></td><td>de tratamento de águas residuais</td><td>Tomadas após filtração mecânica</td></tr><tr><td>250 ml Frascos de fundo redondo com três entradas adicionais</td><td>Th.Geyer Berlin GmbH, Alemanha</td><td>9.011 845</td><td>Entradas adicionais foram fixadas pelo nosso soprador de vidro interno</td></tr><tr><td>Eletrodo de referência Ag/AgCl (sat. KCl, 0,195 V vs. SHE) com diafragma cerâmico</td><td>Sensortechnik Meinsberg, Alemanha</td><td>SE 11</td><td></td></tr><tr><td>Hastes de grafite (&Oslash;=1 cm, l=3 e 5 cm)</td><td>CP-Handels-GmbH, Wachtberg, Alemanha</td><td></td><td>Usado como material de eletrodo</td></tr><tr><td>Aço inoxidável, nº 1.4301, Fio Fe/Cr18/Ni10</td><td>Goodfellow GmbH, Bad Nauheim, Alemanha</td><td>155-923-05</td><td></td></tr><tr><td>Tampões de silicone</td><td>Th.Geyer Berlin GmbH, Alemanha</td><td>9.230 512 e</td><td></td></tr><tr><td>Parafilm</td><td>neoLab, Heidelberg, Alemanha</td><td>3-1011</td><td>Para vedação para manter condições anaeróbicas</td></tr><tr><td>Potenciostato/Galvanostato Modelo MPG2</td><td>BioLogic Science Instruments, França</td><td></td><td></td></tr><tr><td>EC-Lab</td><td>BioLogic Science Instruments, França</td><td></td><td>Software para realizar medições eletroquímicas</td></tr><tr><td>Origem 8.6</td><td>Software de análise de dados</td> <td>OriginLab</td><td></td></tr></tbody></table>

biofilmes microativos eletroativos derivados de Águas residuais: crescimento, manutenção e caracterização básica

Waste Water Derived Electroactive Microbial Biofilms: Growth, Maintenance, and Basic Characterization

O crescimento de biofilmes microbianos eletroativos anódicos a partir de inóculos de águas residuais em um reator de batelada alimentada é demonstrado usando uma configuração de três eletrodos controlada por um potenciostato. Assim, o uso de potenciostatos permite um ajuste exato do potencial do eletrodo e garante condições de cultura microbiana reprodutíveis. Durante o crescimento, a produção atual é monitorada por meio de cronoamperometria (CA). Com base nesses dados, a densidade máxima de corrente (jmax) e a eficiência coulombiana (CE) são discutidas como medidas para caracterização do desempenho bioeletrocatalítico. A voltametria cíclica (CV), uma atividade não destrutiva, ou seja, não invasivo, é usado para estudar a transferência de elétrons extracelular (EET) de bactérias eletroativas. As medições CV são realizadas em eletrodos de biofilme anódico na presença do substrato microbiano, ou seja, condições de rotatividade e, na ausência do substrato, ou seja, condições de não rotatividade, usando diferentes taxas de varredura. Posteriormente, a análise dos dados é exemplificada e os parâmetros termodinâmicos fundamentais do EET microbiano são derivados e explicados: potencial de pico (Ep), densidade de corrente de pico (jp), potencial formal (Ef) e separação de picos (ΔEp). Além disso, são abordados os limites do método e a análise de dados do estado da arte. Assim, este vídeo-artigo fornecerá um guia para as etapas experimentais básicas e a análise fundamental dos dados.

O crescimento cronoamperométrico de biofilmes microbianos eletroativos anódicos em um reator de batelada alimentada usando uma configuração de três eletrodos, controlado por um potenciostato, é demonstrado. A transferência extracelular de elétrons é caracterizada por voltametria cíclica na presença do doador de elétrons e na ausência do doador de elétrons. A análise fundamental dos dados é demonstrada.

Biofilmes Microativos Eletroativos Derivados de Águas Residuais: Crescimento, Manutenção e Caracterização Básica

The growth of anodic electroactive microbial biofilms from waste water inocula in a fed-batch reactor is demonstrated using a three-electrode setup ...

O objetivo geral deste procedimento é cultivar um biofilme microbiano eletroativo anódico a partir de inóculos de águas residuais e caracterizar suas propriedades bioeletrocatalíticas. Isso é feito primeiro configurando, inoculando e iniciando um potencial reator de batelada alimentado bioeletroquímico controlado estaticamente. O segundo passo é monitorar a produção atual usando a pirometria Krono.Em seguida, o meio é trocado regularmente após a exaustão do substrato até que uma densidade de corrente máxima reprodutível seja atingida, representando uma formação de biofilme em estado estacionário. A etapa final é estudar a transferência de elétrons extracelulares de bactérias eletroativas usando telemetria vol cíclica durante a presença e ausência do substrato. Em última análise, a análise de dados fornece informações fundamentais sobre a termodinâmica de transferência de elétrons microbianos e permite que o potencial formal de locais de transferência de elétrons extracelulares possíveis e reais seja determinado.A principal vantagem dessa técnica é que é possível obter informações diretas sobre a transferência de elétrons entre microrganismos e eletrodos sólidos e, assim, obter informações fundamentais sobre a transferência de elétrons extracelulares microbianos. Geralmente, os indivíduos novos no método terão dificuldades com a escolha correta do parâmetro e a interpretação correta do gráfico derivado. Durante a aquisição e análise de dados, erros graves podem ser cometidos.Antes de iniciar este procedimento, prepare uma quantidade adequada do meio de crescimento usando um tampão fosfato, incluindo outros nutrientes de acordo com a referência a seguir. Use 10 milimolares de acetato de sódio como substrato. Adicione um mililitro de águas residuais primárias por 20 mililitros de crescimento, meio como inóculo.Em seguida, insira uma agulha no meio e lave-a com nitrogênio por pelo menos meia hora. Para desarejá-lo durante a lavagem com nitrogênio, meça o tamanho do eletrodo para a configuração de três eletrodos. Insira o eletrodo de trabalho, o contra-eletrodo e o eletrodo de referência em um frasco de fundo redondo de 250 mililitros modificado de quatro gargalos por meio de plugues de silicone.Enrole os plugues de silicone com paraforma para selar o sistema enquanto lava com nitrogênio. Despeje 250 mililitros do meio de crescimento e da mistura de inóculo através da porta de amostragem para o reator. Feche a porta de amostragem com um tampão de silicone e feche-a hermeticamente com perfil.Coloque o recipiente em uma câmara com temperatura controlada a 35 graus Celsius para garantir condições ambientais constantes. Em seguida, conecte os eletrodos aos respectivos cabos do stat potencial. Abra o software para controlar a estatística potencial e escolha a técnica.Cronopirometria Defina o eletrodo de trabalho para um potencial constante de 0.2 volts por um tempo de duração de 500 horas gravando a cada 600 segundos em seguida, inicie a cronopirometria e observe o gráfico da corrente medida ao longo do tempo. Depois de calcular as densidades de corrente preferenciais, plote a densidade de corrente medida em função do tempo.Depois que a corrente oxidativa atingir um platô e retornar à corrente zero, pause a medição métrica do crono amper para uma troca de meio. Portanto, transfira o recipiente para uma caixa de fluxo laminar e lave o sistema com nitrogênio. Descarregue cuidadosamente o meio e reabasteça com meio fresco desaerado após o reabastecimento do meio.Feche a porta de amostragem e sele-a com paraform. Repetir os passos anteriores até que a corrente oxidativa máxima atinja um estado estacionário Após cada ciclo de crescimento, colher uma amostra de um mililitro das soluções do meio fresco e do meio trocado para análise do substrato por HPLC. Para estudar a transferência de elétrons extracelulares, selecione a técnica telemetria de vol cíclico no software de controle de estatísticas de potenciais.Em seguida, defina o potencial inicial EI do eletrodo de trabalho para menos 0,5 volts versus o eletrodo de referência, o potencial de vértice E um a 0,3 volts e o potencial final E dois para menos 0,5 volts. Use uma taxa de varredura de um milivolt por segundo. Inicie o experimento e registre pelo menos três ciclos para obter um cv reprodutível.Depois de calcular as densidades de corrente preferencialmente, plote a densidade de corrente medida em função do potencial do eletrodo de trabalho. A partir das medições métricas do cronômetro, a densidade máxima de corrente e a eficiência do Kula podem ser medidas. Aqui é mostrada uma curva de crescimento cronométrica típica de biofilme de vários ciclos de crescimento usando um reator de batelada alimentada.Após a fase de atraso inicial, um primeiro máximo de densidade de corrente começa, então a corrente diminui para um fluxo de corrente quase zero devido ao esgotamento do substrato. Após o reabastecimento do substrato. A densidade de corrente aumenta novamente com uma densidade máxima de corrente mais alta.Após vários ciclos de crescimento, a densidade máxima de corrente é constante, o que indica uma formação de biofilme em estado estacionário. Como o máximo do estado estacionário. O valor da densidade atual depende de vários parâmetros.É frequentemente considerado como uma característica dos sistemas de eletrodos de biofilme microbiano eletroativo. A segunda característica operacional é a eficiência ômica, que é o número de elétrons registrados como fluxo de corrente elétrica por ciclo de batelada alimentado em relação ao número máximo teórico de elétrons. Consulte o protocolo de texto para obter detalhes sobre como calcular a eficiência da chamada, o fluxo de corrente elétrica e o número máximo teórico de elétrons mostrado.Aqui está um currículo típico para condições de não rotatividade. Em uma alta taxa de varredura, o CV de um biofilme para altas taxas de varredura onde apenas um par de pico e, portanto, um potencial formal FE pode ser identificado é retratado. Aqui. Em geral, o potencial formal de um par redox pode ser calculado a partir do potencial de pico do pico de oxidação EPA e do pico de redução da respectiva espécie EPC.Ao formar a média aritmética, consulte o protocolo de texto para obter detalhes sobre como calcular o potencial formal. Ao aplicar uma taxa de varredura baixa o suficiente ao biofilme idêntico, até quatro pares redox podem ser identificados. No entanto, o CV sem rotatividade mostra apenas todos os compostos ativos redox no eletrodo e, portanto, o EF dos possíveis locais de transferência de elétrons extracelulares.Somente a análise do CV de rotatividade fornece o EF dos sites EET reais ao analisar ainda mais os CVS sem rotatividade. Outros parâmetros característicos, como separação de picos, corrente de pico máxima e densidade mínima de corrente de pico, podem ser analisados. Esses parâmetros, especialmente quando registrados para diferentes taxas de varredura, podem ser usados para análises mecanicistas e cinéticas de processos de transferência de elétrons em eletrodos.No entanto, essa análise cinética que está bem estabelecida para sistemas químicos não é direta para biofilmes microbianos eletroativos. Ao realizar a medição do CV na presença de substrato, obtém-se um CV de rotatividade. Depois de plotar os dados, a curva bioeletrocatalítica típica em forma de S é observada.Ao analisar mais detalhadamente os dados, o máximo da primeira derivada ou o ponto de inflexão da curva fornece o potencial formal EF dos locais EET reais. No caso de um biofilme dominado por uma fina proporção de geobacter, dois pontos de inflexão podem ser observados. Posteriormente, a derivada mostra dois máximos correspondentes ao potencial formal dos sítios EET ativos bioeletrocatalíticos, que são denominados como EF dois e EF três, respectivamente.Esse achado também mostra que os processos redox associados aos potenciais formais EF um e EF quatro não estão relacionados à bioeletrólise. À medida que o biofilme cresce e fica mais espesso, o CV mostra apenas um ponto de inflexão. Este potencial formal EEF negativo 0,32 volts versus prata, cloreto de prata é aproximadamente igual à média aritmética dos dois potenciais formais atribuídos ao EET do biofilme fino.Este resultado mostra que a análise CV fundamental fornece informações sobre a termodinâmica EET de forma rápida e não invasiva. Uma vez dominada, essa técnica pode ser facilmente adaptada a diferentes sistemas de interesse e, dependendo dos dados, permite uma profundidade diferente de análise de dados, se executada corretamente. Seguindo este procedimento e aprendendo os fundamentos da geometria do biofilme microbiano, pode-se aprender facilmente outros métodos, como telemetria de onda quadrada ou espectroscopia de impedância eletroquímica, bem como análise de dados aprofundada.

waste-water-derived-electroactive-microbial-biofilms-growth

Research

JoVE Journal

Environment

Ambiente

Fonte: Tokunou, Y. et al., Detecção Eletroquímica do Efeito Cinético de Isótopos de Deutério no Transporte Extracelular de Elétrons em Shewanella oneidensis MR-1. J. Vis. Exp. (2018)Este vídeo demonstra a montagem e operação de um modelo de reator eletroquímico projetado para simular a formação de biofilmes em superfícies de eletrodos. A estimulação eletroquímica controlada promove a adesão microbiana, levando ao desenvolvimento gradual de um biofilme bacteriano monocamada.

Desenvolvendo um biofilme monocamada bacteriano usando um reator eletroquímico

Os resíduos industriais podem ser coletados e modificados para analisar o crescimento microbiano. As técnicas de extração de lignocelulose fornecem componentes para analisar a capacidade específica de biodegradação. A cromatografia gasosa-espectrometria de massa identifica produtos de fermentação de microrganismos cultivados em resíduos de polpa. Esses métodos determinam a capacidade metabólica dos microrganismos de degradar os resíduos de polpa.

Métodos para facilitar o crescimento microbiano em fluxos de resíduos de fábricas de celulose e caracterização do potencial de biodegradação de micróbios cultivados

Demonstramos a extração de amônio de um fluxo rico em amônio usando um sistema eletroquímico e um bioeletroquímico. A configuração, operação e análise de dados do reator são discutidas.

Recuperação de Amónio Eletroquimicamente e Bioelectrochemically Induzida

O objectivo deste trabalho é métodos para descrever o uso de um sistema de microfluidos para o desenvolvimento de biofilmes multi-espécies que contêm espécies normalmente identificados na placa dental supragengival humano. Métodos para descrever arquitetura biofilme, a viabilidade de biofilme, e uma abordagem para a colheita de biofilme para análises dependentes de cultura ou independentes de cultivo são realçados.

A utilização de uma alta taxa de transferência<em&gt; In Vitro</em&gt; Microfluidic Sistema de Desenvolvimento Oral Biofilms Multi-espécies

Um novo projeto de reator, denominado biorreator de alta densidade (HDBR), é apresentado para o cultivo e estudo de comunidades microbianas de alta densidade. Aqui, o HDBR é aplicado com sucesso em uma configuração de fotobiorreator (PBR) para o estudo do metabolismo do nitrogênio por uma comunidade mista de algas de alta densidade.

Um biorreator Novel de Cultivo de Alta Densidade de diversas comunidades microbianas

É apresentado um protocolo para medir a condutividade elétrica de biofilmes microbianos de vivos sob condições fisiologicamente relevantes.

Caracterizando o transporte de elétrons através de biofilmes vivos

Citometria de fluxo em combinação com o cluster visual oferece um método fácil de usar e rápido para o estudo de biofilmes aquáticos. Pode ser usada para a caracterização do biofilme, detecção de mudanças na estrutura da comunidade de biofilme e detecção de partículas abióticas incorporado no biofilme.

Caracterização de biofilmes aquáticos com citometria de fluxo

Este artigo detalha métodos que demonstram três técnicas comuns de coleta e desagregação de biofilmes em dois tipos de superfície, testes de robustez de um método de colheita e informações mínimas a serem consideradas ao escolher e otimizar técnicas de colheita e desagregação para aumentar a reprodutibilidade.

Colheita e Desagregação: Um passo negligenciado na pesquisa de métodos de biofilme

Este protocolo apresenta metodologia para realizar o crescimento de biofilmes e medições de biomassa utilizando dispositivos de placa PCR de poço profundo auto-montados para triagem de biofilme de tampa estática de alta produtividade de 96 bem-equipados.

Geração de maior biomassa de biofilme bacteriano usando dispositivos microplacas de poço profundo pcr-placa

O método EPA 1615 usa um filtro eletropositivo para concentrar enterovírus e norovírus em águas ambientais e potáveis. Este manuscrito descreve o procedimento de coleta de amostras para análises do Método 1615.

EPA Método 1615. Medição de Enterovirus e Norovirus Ocorrência na água pela cultura e RT-qPCR. I. Recolha de amostras de vírus

Aprenda a cultivar biofilmes microbianos eletroativos anódicos a partir de inóculos de águas residuais e caracterizar suas propriedades bioeletrocatalíticas usando voltametria cíclica. Este método permite estudar a transferência de elétrons extracelular em sistemas bioeletroquímicos.

Biofilmes Microativos Eletroativos Derivados de Águas Residuais: Crescimento, Manutenção e Caracterização Básica

Explorar mais vídeos