-1::1
Simple Hit Counter
Skip to content

Products

Solutions

×
×
Sign In

RU

EN - EnglishCN - 简体中文DE - DeutschES - EspañolKR - 한국어IT - ItalianoFR - FrançaisPT - Português do BrasilPL - PolskiHE - עִבְרִיתRU - РусскийJA - 日本語TR - TürkçeAR - العربية
Sign In Start Free Trial

RESEARCH

JoVE Journal

Peer reviewed scientific video journal

Behavior
Biochemistry
Bioengineering
Biology
Cancer Research
Chemistry
Developmental Biology
View All
JoVE Encyclopedia of Experiments

Video encyclopedia of advanced research methods

Biological Techniques
Biology
Cancer Research
Immunology
Neuroscience
Microbiology
JoVE Visualize

Visualizing science through experiment videos

EDUCATION

JoVE Core

Video textbooks for undergraduate courses

Analytical Chemistry
Anatomy and Physiology
Biology
Calculus
Cell Biology
Chemistry
Civil Engineering
Electrical Engineering
View All
JoVE Science Education

Visual demonstrations of key scientific experiments

Advanced Biology
Basic Biology
Chemistry
View All
JoVE Lab Manual

Videos of experiments for undergraduate lab courses

Biology
Chemistry

BUSINESS

JoVE Business

Video textbooks for business education

Accounting
Finance
Macroeconomics
Marketing
Microeconomics

OTHERS

JoVE Quiz

Interactive video based quizzes for formative assessments

Authors

Teaching Faculty

Librarians

K12 Schools

Biopharma

Products

RESEARCH

JoVE Journal

Peer reviewed scientific video journal

JoVE Encyclopedia of Experiments

Video encyclopedia of advanced research methods

JoVE Visualize

Visualizing science through experiment videos

EDUCATION

JoVE Core

Video textbooks for undergraduates

JoVE Science Education

Visual demonstrations of key scientific experiments

JoVE Lab Manual

Videos of experiments for undergraduate lab courses

BUSINESS

JoVE Business

Video textbooks for business education

OTHERS

JoVE Quiz

Interactive video based quizzes for formative assessments

Solutions

Authors
Teaching Faculty
Librarians
K12 Schools
Biopharma

Language

ru_RU

EN

English

CN

简体中文

DE

Deutsch

ES

Español

KR

한국어

IT

Italiano

FR

Français

PT

Português do Brasil

PL

Polski

HE

עִבְרִית

RU

Русский

JA

日本語

TR

Türkçe

AR

العربية

    Menu

    JoVE Journal

    Behavior

    Biochemistry

    Bioengineering

    Biology

    Cancer Research

    Chemistry

    Developmental Biology

    Engineering

    Environment

    Genetics

    Immunology and Infection

    Medicine

    Neuroscience

    Menu

    JoVE Encyclopedia of Experiments

    Biological Techniques

    Biology

    Cancer Research

    Immunology

    Neuroscience

    Microbiology

    Menu

    JoVE Core

    Analytical Chemistry

    Anatomy and Physiology

    Biology

    Calculus

    Cell Biology

    Chemistry

    Civil Engineering

    Electrical Engineering

    Introduction to Psychology

    Mechanical Engineering

    Medical-Surgical Nursing

    View All

    Menu

    JoVE Science Education

    Advanced Biology

    Basic Biology

    Chemistry

    Clinical Skills

    Engineering

    Environmental Sciences

    Physics

    Psychology

    View All

    Menu

    JoVE Lab Manual

    Biology

    Chemistry

    Menu

    JoVE Business

    Accounting

    Finance

    Macroeconomics

    Marketing

    Microeconomics

Start Free Trial
Loading...
Home
JoVE Journal
Environment
Assay анаэробных биосенсора для обнаружения ртути и кадмия
Assay анаэробных биосенсора для обнаружения ртути и кадмия
JoVE Journal
Environment
This content is Free Access.
JoVE Journal Environment
An Anaerobic Biosensor Assay for the Detection of Mercury and Cadmium

Assay анаэробных биосенсора для обнаружения ртути и кадмия

Full Text
10,849 Views
09:33 min
December 17, 2018

DOI: 10.3791/58324-v

Benjamin R. Stenzler1, Jessica Gaudet1, Alexandre J. Poulain1

1Department of Biology,University of Ottawa

AI Banner

Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.

Overview

This article presents a protocol for using an anaerobic whole-cell microbial biosensor to assess the bioavailability of mercury (Hg) and cadmium (Cd) to bacteria in anoxic environments. The method provides real-time data on bioavailability, crucial for understanding the biogeochemical cycling of these metals.

Key Study Components

Area of Science

  • Microbial biosensors
  • Environmental microbiology
  • Biogeochemical cycling

Background

  • Mercury and cadmium are toxic metals that can affect microbial communities.
  • Understanding their bioavailability in anoxic conditions is essential for environmental assessments.
  • Traditional methods may not provide real-time data or viable cell counts.
  • This study introduces a novel biosensor technique to overcome these limitations.

Purpose of Study

  • To evaluate how environmental variables influence the bioavailability of Hg and Cd to bacteria.
  • To provide a reliable method for assessing metal bioavailability in anoxic environments.
  • To enhance understanding of metal cycling in ecosystems.

Methods Used

  • Preparation of mercury inducible and constitutively expressed biosensors.
  • Growth of bacterial cultures in anaerobic conditions.
  • Monitoring growth using optical density measurements.
  • Conducting exposure assays with varying concentrations of Hg and Cd.

Main Results

  • The biosensor technique successfully provided real-time bioavailability data.
  • Different environmental variables significantly affected the bioavailability of Hg and Cd.
  • The method demonstrated the viability of cells in anoxic conditions.
  • Results contribute to a better understanding of metal cycling in anoxic environments.

Conclusions

  • The anaerobic whole-cell biosensor is a valuable tool for environmental research.
  • This method can help elucidate the impact of environmental factors on metal bioavailability.
  • Future studies can build on this protocol to explore other environmental contaminants.

Frequently Asked Questions

What is the main advantage of using this biosensor?
The biosensor provides real-time bioavailability data and maintains viable cells in anoxic conditions.
How does this method differ from traditional approaches?
This method allows for continuous monitoring and does not require oxygen, unlike many traditional methods.
What types of environmental variables can be tested?
Variables such as nutrient availability, pH, and metal concentrations can be evaluated.
Is this method suitable for other metals?
Yes, while this study focuses on Hg and Cd, the protocol can be adapted for other metals.
What precautions should be taken during the procedure?
Meticulous attention to sterile techniques and anaerobic conditions is crucial for accurate results.
Can this method be used in field studies?
While primarily designed for laboratory use, adaptations may allow for field applications.

Здесь мы представляем протокол для использования анаэробных микробных биосенсор поклеточного оценить как различные переменные среды влияет на биодоступность Hg и Cd для бактерий в анаэробных условиях.

Этот метод может помочь ответить на ключевые вопросы, касающиеся биогеохимического цикла кадмия и ртути, такие как, как различные экологические переменные влияют на их биодоступность бактерий. Основным преимуществом этого метода является то, что он предлагает квази в режиме реального времени биодоступности данных и жизнеспособных клеток, независимо от наличия кислорода. Как правило, люди, новые для этого метода будет бороться, потому что Есть много времени чувствительных шагов, которые требуют очень тщательного внимания к деталям.

Демонстрацией процедуры будет Бен, аспирант из моей лаборатории. Чтобы подготовиться к анализу, получить ртуть неодобренных биосенсор и constitutively выраженный биосенсор от минус 80 градусов по Цельсию крио запасов. Плита клеток на листогенный бульон пластин, содержащих 120 микрограммов на миллилитр ампициллина.

Выращиваем культуры пластин в инкубаторе при 37 градусах Цельсия за одну ночь. Между 4:30 и 5 p.m. привить культуру в десять миллилитров LB с ампициллином и расти на ночь при 37 градусов по Цельсию со тряской при 220 об/мин.

В период между девятью и .m утра на следующее утро принести культуры, а также ранее подготовленных среднего роста в анаэробной камере. Затем добавьте восемь миллилитров свежей среды роста и 210 микрограммов на миллилитр ампициллина в стерильную трубку.

Теперь соберите два миллилитров ночной выращенной культуры и перенесите в двухми миллилитровую микро центрифугу трубки. После центрифугирования на 10 000 RCF в течение 90 секунд, удалить супернатант и повторно в два миллилитров свежей среды роста. Затем добавьте заново нажатую культуру в трубку, содержащую восемь миллилитров свежей среды роста и ампициллина.

Используя стерильную технику, аккуратно поместите резиновую пробку на трубку, прежде чем удалить ее из анаэробной камеры. Затем поместите трубку в инкубатор и расти анаэробически при 37 градусах по Цельсию с тряской при 220 об/мин. От трех до пяти .m.

принести балч трубки с культурой, новая стерильная трубка для бальзама, и рост среды в анаэробной камере. Добавьте 100 микролитров культуры в 10 миллилитров свежей среды роста с ампициллином в стерильной бальх-трубке. Используя стерильную технику, аккуратно поместите резиновую пробку на бальную трубку.

Удалите трубку из анаэробной камеры перед выращиванием его на ночь при 37 градусах по Цельсию при тряске при 220 об/мин. Между девятью и .m на следующий день, перенести культуру и среду роста обратно в анаэробную камеру.

Снова добавьте восемь миллилитров среднего роста и ампициллина в стерильную трубку. Перенесите два миллилитров ночной выращенной культуры в двухми миллилитровую микро центрифугу. После центрифугации, как и прежде, удалить супернатант и повторного перерасхода клеток в двух миллилитров свежей среды роста.

Затем добавьте заново спенированную культуру в трубку, содержащую свежий средний рост и ампициллин. Используя стерильную технику, аккуратно поместите резиновую пробку на бальную трубку. Удалить его из камеры и расти анаэробно при 37 градусов по Цельсию с встряхивания при 220 об/мин.

Мониторинг роста культуры с помощью спектрофотометра путем вихревого культуры, а затем измерения оптической плотности на 600 нанометров или OD600. После трех-четырех часов ожидаемого роста, культура должна достичь OD600 из 6. Теперь возьмите трубку в анаэробную камеру и перенесите культуру в две миллилитровые микро центрифуги.

После центрифугации, как и прежде, удалить супернатант и повторное течение каждой клетки неба в двух миллилитров свежей среды воздействия. Повторите этот шаг стирки один раз, чтобы удалить любой след среды роста. Теперь объединить обе микро центрифуги трубки клеточной культуры в семь миллилитров PTFE стандартный флакон для получения биосенсорного запаса для использования в анализе воздействия.

Перед началом эксперимента проверьте анаэробный монитор, чтобы убедиться, что в анаэробной камере нет кислорода. Дизайн макета пластины в соответствии с шаблоном 96 хорошо. Для запуска экспериментов в технических репликаций из трех это позволит 32 различных процедур, которые лучше всего представлены с четырьмя на восемь сетки для настройки флаконов.

Настройка сетки из четырех на восемь в соответствии с макетом анализной пластины. Затем поместите семь миллилитров стандартных флаконов PTFE в лоток. Флаконы должны обрабатываться только путем манипулирования внешней стороны флакона.

Добавьте средний объем экспозиции в каждый флакон, соответствующий каждому лечению. К каждому флакону добавить соответствующий объем химической переменной для тестирования в соответствии с расположением пластины. Теперь добавьте нитрат в каждый флакон так, чтобы концентрация 200 микромолеров.

Исключите этот шаг для составляющих биосенсорных заготовок для лечения. Чтобы добавить ртуть во флаконы, сначала возьмите от четырех до восьми микромоляных запасов и хорошо встряхните. Разбавить раствор и воздействия среды в семь миллилитров PTFE флакона в концентрации от 100 до 250 наномолярных сделать рабочий раствор ртути.

Из этого рабочего решения добавьте ртуть в необходимые флаконы в соответствии с макетом пластины. После добавления ртути или кадмия вручную встряхните пластину в орбитальном движении. Эксперимент может быть приостановлен в настоящее время в зависимости от времени, необходимого для ртути или кадмия, чтобы специатить в растворе.

Когда эксперимент возобновляется, осторожно пипетки биосенсора запас туда и обратно, чтобы обеспечить однородность. Затем добавьте 100 микролитров биосенсорного запаса к каждому флакону и вручную встряхните пластину, как раньше. Разогреть считыватель пластины до 37 градусов по Цельсию и создать кинетический запустить в течение десяти часов с читает каждые две точки пять-пять минут.

Орбитальная тряска между показаниями. Настройка запуска принять флуоресценции измерений с флуоресценции возбуждение 440 нанометров и выброс 500 нанометров. Теперь пипетка 200 микролитров от каждого флакона PTFE в четыре на восемь сетки в соответствующие скважины 96 пластины скважины.

Pipette туда и обратно пять раз перед передачей каждых 200 микролитров. Вместо того, чтобы отказаться от наконечника пипетки, оставьте наконечник пипетки в флаконе PTFE, чтобы отслеживать прогресс труб. Поместите 96 хорошо пластины в лоток пластины читателя.

Затем поместите крышку на 96 хорошо пластины и начать анализ. Вот репрезентативные результаты, показывающие исправленные данные о флуоресценции в качестве функции времени. Флуоресценция показана с увеличением концентрации ртути в неодобренном биосенсоре.

Все значения пусты для контроля ртути. Флуоресцентные пики можно количественно определить, чтобы показать флуоресцентный сигнал в качестве функции концентрации ртути или кадмия. Как для неискупленных, так и для составных биосенсоров для тестирования переменных следует использовать концентрацию ртути или кадмия в середине линейного диапазона неискушимых датчиков.

Вот примеры безрезультатного результата с цинком. И убедительный результат с магнием и марганцем на биодоступность ртути к биосенсору. Результат с цинком является неубедительным, потому что составной флуоресценции распадается с неудобовательной флуоресценцией, указывающей токсичности.

При попытке этой процедуры важно помнить, чтобы войти в концентрации кадмия или ртути, поскольку они будут использоваться для калибровки биосенсора. Следуя этой процедуре, другие методы, такие как термодинамическое моделирование акальных систем, могут быть выполнены, чтобы ответить на дополнительные вопросы, такие как, как конкретные химические виды ртути или кадмия влияют на их биодоступность. Не забывайте, что работа с кадмием и ртутью и сильными кислотами, такими как серная кислота, может быть чрезвычайно опасной, и при выполнении этой процедуры всегда следует принимать меры предосторожности, такие как ношение средства индивидуальной защиты.

После его развития этот метод проложил путь для исследователей в области экологической микробиологии для изучения квази в режиме реального времени анаэробной ртути или кадмия биодоступности и генетически удобовательных микробов.

Explore More Videos

Науки об окружающей среде выпуск 142 биосенсор ртуть кадмий анаэробный биодоступность металлические видообразование

Related Videos

Бактериальные обнаружения и идентификации с использованием электрохимических датчиков

09:30

Бактериальные обнаружения и идентификации с использованием электрохимических датчиков

Related Videos

29.1K Views

Детектирование целевого аналита с помощью бактериального биосенсора

02:02

Детектирование целевого аналита с помощью бактериального биосенсора

Related Videos

330 Views

Бактериальный биосенсорный анализ для обнаружения биодоступной ртути в анаэробных условиях

04:26

Бактериальный биосенсорный анализ для обнаружения биодоступной ртути в анаэробных условиях

Related Videos

288 Views

Количественное тяжелых металлов и других неорганических загрязняющих веществ на продуктивность микроводорослей

10:20

Количественное тяжелых металлов и других неорганических загрязняющих веществ на продуктивность микроводорослей

Related Videos

16.6K Views

Обнаружение и восстановление палладия, золота и кобальта металлов из рудника городской использующие новые Датчики / адсорбенты Места с наноразмерных Wagon колеса в форме порах

10:31

Обнаружение и восстановление палладия, золота и кобальта металлов из рудника городской использующие новые Датчики / адсорбенты Места с наноразмерных Wagon колеса в форме порах

Related Videos

28.7K Views

Исследование комплексообразования ртути (II) с Dicysteinyl тетрапептидов электрораспылительной ионизации масс-спектрометрии

12:59

Исследование комплексообразования ртути (II) с Dicysteinyl тетрапептидов электрораспылительной ионизации масс-спектрометрии

Related Videos

8.4K Views

Количественная оценка металлоизмов в иммобилизованной хроматографии сродства металла

05:35

Количественная оценка металлоизмов в иммобилизованной хроматографии сродства металла

Related Videos

8.1K Views

Управляемый TD-DFT усовершенствованный метод E-Eye Sensing для количественного определения Fe, Cr, F и As в образцах окружающей среды, биологических и пищевых продуктов

09:51

Управляемый TD-DFT усовершенствованный метод E-Eye Sensing для количественного определения Fe, Cr, F и As в образцах окружающей среды, биологических и пищевых продуктов

Related Videos

569 Views

Дизайн и Строительство городских стоков исследовательского фонда

13:48

Дизайн и Строительство городских стоков исследовательского фонда

Related Videos

13.7K Views

Оценка комплексного анаэробного сбраживания и гидротермальной карбонизации для биоэнергетики производства

07:34

Оценка комплексного анаэробного сбраживания и гидротермальной карбонизации для биоэнергетики производства

Related Videos

26.3K Views

JoVE logo
Contact Us Recommend to Library
Research
  • JoVE Journal
  • JoVE Encyclopedia of Experiments
  • JoVE Visualize
Business
  • JoVE Business
Education
  • JoVE Core
  • JoVE Science Education
  • JoVE Lab Manual
  • JoVE Quizzes
Solutions
  • Authors
  • Teaching Faculty
  • Librarians
  • K12 Schools
  • Biopharma
About JoVE
  • Overview
  • Leadership
Others
  • JoVE Newsletters
  • JoVE Help Center
  • Blogs
  • JoVE Newsroom
  • Site Maps
Contact Us Recommend to Library
JoVE logo

Copyright © 2026 MyJoVE Corporation. All rights reserved

Privacy Terms of Use Policies
WeChat QR code