Name: Anot respiring bakteri yerinde zenginleştirmek için kendini ayakta elektrokimyasal Set-up (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-07-24T13:00:00.000+00:00
Duration: 5 min 29 s
Description: Keşfedin, güç kaynağı gerektirmeyen elektrokimyasal bir yöntemle zor kültürlenebilen mikropları zenginleştirmeyi. Bu teknik, düşük biyokütleli veya jeokimyasal aşırı ortamlardan hücre dışı elektron taşıma yeteneğine sahip bakterilerin izolasyonunu kolaylaştırır.

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

Roger Raiche ve David McCrory bize Cedars erişmesi ve mekanlar için uzun süreli inkübasyon danışmanlık için kabul etmek istiyoruz. Biz de 2013-2014 sezonunda Cedars alan mürettebat teşekkür: Shino Suzuki, Shunichi Ishii, Greg Wanger, Grayson Chadwick, Bonita Lam ve Matthew Schechter. Ek Shino Suzuki ve anlayışlı araştırma ve destek kültür Gijs Kuenen sayesinde. Tıbbi araştırma ve geliştirme (17gm6010002h0002) için bu eser genç bilim adamları A ve B 17 H 04969 ve 26810085, sırasıyla numara bilim promosyon (JSP'ler) KAKENHI Grant için Japonya toplumdan ve Japonya ajansı için bir Grant-in-Aid finanse edildi. ABD finansman bize Office küresel deniz araştırma (N62909-17-1-2038) ve merkezi tarafından karanlık enerji biyosfer araştırmalar (C-DEBI) (OCE0939564) ve NASA astrobiyoloji Enstitüsü - hayat Metro (NAI-LU) (NNA13AA92A) için sağlanan. Bu eser parçası Bilimler promosyon için Japonya toplumun bir parçası gerçekleştirilmiştir: Annette Rowe (PE15019) Kazuhito Hashimoto laboratuvarın Tokyo Üniversitesi için kısa vadeli doktora sonrası bursu.

1. çevre kuluçka için bir iki elektrot sistemi inşaatı
<ol><li>
Anot malzeme hazırlanması ve karbon tedavisinde elektrot (Şekil 2) hissettim.
	<ol>
<li>Eşit boyutlara bağlı olarak istenilen biyokütle zenginleştirme hissettim karbon kesme. Elektroda % 90 etanol için 30 dk içinde emmek, o zaman en az 8 kere için 1 dk sonra her durulama sonicating deiyonize suyla durulayın.</li>
		<li>En az 12 h her yıkama için karıştırma iki kez 1 M HCl, elektrotlar yıkayın.</li>
		<li>Elektrotlar bir sıcak (37 ° C) fırında 6-12 h ya da sıvı ücretsiz kadar kuru.</li>
		<li>Grafit epoksi üreticinin iletişim kuralı başına Politetrafloroetilen tabağa (yapışmaz yüzey) kullanarak Titanyum tel elektrot iliştirin. Not: Biz aerobik korozyon onun yüksek tolerans nedeniyle bir titanyum tel kullanılır.</li>
		<li>Elektrot 6 h için 120 ° C'de pişirin.</li>
		<li>Titanyum tel arasında direncini test ve karbon ile bir ohmmeter hissettim ve tel ve keçe elektrotlar arasında direnç daha az 5 ohm olduğunu doğrulayın.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Electroplation karbon platin elektrot katot malzeme hazırlanması için hissettim
	<ol>
<li>12 h bir cam kap içinde en az 2 M KOH 1.1, adımda hazırlanan karbon keçe elektrotlar daldırın.</li>
		<li>Elektrokimyasal temizlik için elektrot elektrot (biz) çalışma olarak da bir başvuru (RE) ve sayaç elektrot (CE) barındıran bir üç elektrot reaktörde yerleştirin. Biz, bağlanmak RE ve CE timsah klipleri tarafından potansiyostat için. Tüm bağlantıları bir ohmmeter ile onaylayın. Not: Biz bir Ag/AgCl (doymuş KCl) kullanılan elektrot ve bir platin tel olarak RE ve CE, anılan sıraya göre.</li>
		<li>Dengeli 1.0 V vs. , elektrot Ag/AgCl 600 s 2 M KOH (bütün elektrot daldırın için yeterli miktarda kullanarak) içeren elektrolit çözümde. Elektrot (hangi cam yapılmıştır) elektrokimyasal reaktör üzerinden dışarı çıkar. Elektrot deiyonize su en az 8 kere, sonra her durulama için 1 dk sonicating yıkayın. Elektrotlar için en az 12 h 100 ° C'de kuru.</li>
		<li>Kaplama çözüm hazırlamak için 100 g sitrik asit, sodyum sülfat 5 g ve 2 g dihydrogen hexachloroplatinate (IV) hekzahidrat 1 litre 2 M sülfürik asit ekleyin.</li>
		<li>Tartmak temizlenmiş ve adımları 1.2.1–1.2.2 hazırlanırken elektrotlar kurutulmuş ve elektrot bir kaplama çözümde 1.2.3. adımda hazırlanan kapak. 30 için üç kez kaplama çözümde elektrot solüsyon içeren temizleyicide her s.</li>
		<li>Elektrot elektrot potansiyel-0.2 poising tarafından electroplate V vs Ag/AgCl 460 için çözüm kaplama içinde s. Elektrotlar iki kez içinde deiyonize suyla durulayın ve platin atık atın.</li>
		<li>20 için sonicating en az 3 kez, elektrotlar deiyonize suyla durulayın sonra her durulama s. En az üç kez daha sonication durulayın.</li>
		<li>En az 12 h. karbon electroplated platin ölçmek için tartmak elektrot için 100 ° C'de kuru elektrot elektrot hissettim.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. yapı ve iki elektrot sisteminin
<ol><li>
Yükleme sitesi için elektroda doğal ortamda incelenmesi.
	<ol>
<li>Çözünmüş oksijen () sonda kullanarak oksijen konsantrasyonu belirlemek.</li>
		<li>Do site içindeki derinliği profil kontrol edin. Not: Tutarlı hidrasyon ve kanda oksijen azlığı anot için istenen çevresel koşullar vardır. İstenirse, temel fotosentez etkisi ışık anot koruma tarafından kaldırın. Katot yerleştirme için ideal koşulları sürekli sulu ve yakın yüzey suları oxic olmak. Gerekirse, katot yüzey temas korumak için yüzen iliştirin.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Yakıt hücresi tür 2-elektrot kuluçka sistemi inşaatı
	<ol>
<li>İstenilen uzunluğa Yalıtımlı Tel ve Titanyum tel bir kurşun elektrotlar (bir anot ve bir platin kaplama katot) iki satır büküm tarafından bağlayın. Suya dayanıklı balmumu ile bağlantıları kapak ve daha fazla deniz sınıf ısı küçültme borular kullanarak korumak.</li>
		<li>İki tel bir katot ve bir anot ile bilinen direnç direnç tarafından bağlayın. Not: biyolojik sistemlerde, dirençler (10-1000 Ω) sonucu daha tutarlı biyolojik etkinliği indir. İstenirse, bir yüksek direnç direnç biyolojik etkinlik, bir negatif kontrol olarak engeller. Korozyon direnci ve müşteri adayları arasında herhangi bir bağlantı önlemek için biz onları ısı küçültme tüplerini korudum.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Ölçüm için voltaj ve sıcaklık günlük zaman içinde.
	<ol>
<li>Yakıt hücresi reaksiyon geçerli üretimden tahmin etmek için direnç uçları arasındaki gerilim kontrol edin.</li>
		<li>(Bkz: üretici Protokolü) anot ve katot lider uygun bağlantıları ile bir veri günlüğe kaydetme voltmetre kullanarak zaman içinde gerilim farkı ölçmek. Not: Aynı anda sıcaklık veri günlüğü isteğe bağlıdır, ancak bu bilgiler değişikliklerin geçerli olarak abiyotik için biyolojik dalgalanmalar içinde yardımcı olabilir.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Koruma veri logger ve elektrik bağlantıları
	<ol>
<li>Bir sabit ve/veya plastik çanta logger ve elektrik bağlantıları yağmurdan korumak için kullanın.</li>
		<li>Plastik torba ve sıkı bir şekilde güçlü rüzgar korumak için kablolar düzeltmek. Bir örnek Şekil 1' de gösterilen.</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. doğal ortamından elektrot örnek topluluğu
<ol><li>Anot örnek kalitesini oksijen kontaminasyon nedeniyle zarar görmesini önlemek için elektrot anaerobik koşul altında toplamak.</li>
	<li>Elektrot örnek toplama önce en az 30 dk anaerobik bir konumda bir tüp koy. Örneğin, test tüpü ve kapak ayrı olarak anaerobik içinde şişe yapmak için gölün dibinde koymak.</li>
	<li>Elektrot tel kesici ile titanyum adayından kesmek, yavaşça elektrot örnek test tüpüne toplamak ve anaerobik su bölgesinde kapatın. Örnek taze tutmak için hemen örnek toplandıktan sonra örnek 4 ° C'de depolayın. Not: Alternatif olarak, elektrotlar doğrudan anoksik (N2 tasfiye) ortamına aktarılır. Biz (Suzuki vd tarafından açıklanan Cedars orta kullanılır 11) yerinde ölçülen ve tadil sulu Jeokimya mikrobiyal büyüme için yeterli besin sağlamak için tasarlanmıştır. Bu medya farklı laboratuvar deneyleri için güncellenmiştir.</li>
</ol>4. laboratuvar onay geçerli üretim ve DNA analizi için
<ol><li>
Mikrobiyal konsorsiyumlar elektrot için bağlama elektrokimyasal onay için geçerli üretim kapasitesi.
	<ol>
<li>Örneklenen elektrot, platin tel ve bir Ag/AgCl (doymuş KCl) ile bir elektrokimyasal reaktör14,15 inşa elektrot olarak biz, CE ve, sırasıyla, anaerobik bir odasında. Elektrokimyasal reaktör çözünür karbonhidrat elektron bağış içeren Cedars orta ile doldurun.</li>
		<li>Elektrot potansiyel 0,2 dengeli V vs Ag/AgCl ve ölçü geçerli üretim.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Mikrobiyal DNA'yı kullanarak elektrot örnekten DNA ekstraksiyon kiti (tablo malzemeleri görmek).
	<ol>
<li>Anaerobik torpido ile % 70 etanol içinde temiz ve steril bir tabak alüminyum folyo koydu. Not: Anaerobik odası 1 ppm'den az oksijen konsantrasyonu yaklaşık ~ 2-3 oksijen Paladyum katalizör varlığında çöpçülük edecek % hidrojen atmosferinin tutarak tutar.</li>
		<li>Elektrokimyasal reaktör eldiven kutusunda açın, örnek elektrot çanak üzerinde koymak ve bir boyutu DNA kiti kullanılan tüp sığacak şekilde kesilmiş. Üreticinin iletişim kuralı ile devam edin.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<ol><li>Nealson, K. H., Saffarini, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Iron+and+manganese+in+anaerobic+respiration%3A+environmental+significance%2C+physiology%2C+and+regulation%5BTitle%5D)+AND+%22Annual+Reviews+of+Microbiology%22%5BJournal%5D)">Iron and manganese in anaerobic respiration: environmental significance, physiology, and regulation.</a> Annual Reviews of Microbiology. 48, 311-343 (1994).</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+%22Nature+Reviews+Microbiology%22%5BJournal%5D)">Bug juice: harvesting electricity with microorganisms.</a> Nature Reviews Microbiology. 4 (7), 497-508 (2006).</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+%22Nature+Reviews+Microbiology%22%5BJournal%5D)">Microbial electrosynthesis - revisiting the electrical route for microbial production.</a> Nature Reviews Microbiology. 8 (10), 706-716 (2010).</li>
<li>Lovley, D. R., Coates, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bioremediation+of+metal+contamination%5BTitle%5D)+AND+%22Current+Opinion+in+Biotechnology%22%5BJournal%5D)">Bioremediation of metal contamination.</a> Current Opinion in Biotechnology. 8 (3), 285-289 (1997).</li>
<li>Dinh, H. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Iron+corrosion+by+novel+anaerobic+microorganisms%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Iron corrosion by novel anaerobic microorganisms.</a> Nature. 427 (6977), 829-832 (2004).</li>
<li>Myers, C. R., Nealson, K. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bacterial+manganese+reduction+and+growth+with+manganese+oxide+as+the+sole+electron+acceptor%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Bacterial manganese reduction and growth with manganese oxide as the sole electron acceptor.</a> Science. 240 (4857), 1319-1321 (1988).</li>
<li>Lovley, D. R., Phillips, E. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Novel+mode+of+microbial+energy+metabolism%3A+organic+carbon+oxidation+coupled+to+dissimilatory+reduction+of+iron+or+manganese%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+and+Environmental+Microbiology%22%5BJournal%5D)">Novel mode of microbial energy metabolism: organic carbon oxidation coupled to dissimilatory reduction of iron or manganese.</a> Applied and Environmental Microbiology. 54 (6), 1472-1480 (1988).</li>
<li>Arnold, R. G., DiChristina, T. J., Hoffmann, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reductive+dissolution+of+Fe%28III%29+oxides+by+Pseudomonas+sp+200%5BTitle%5D)+AND+%22Biotechnology+and+Bioengineering%22%5BJournal%5D)">Reductive dissolution of Fe(III) oxides by Pseudomonas sp 200.</a> Biotechnology and Bioengineering. 32 (9), 1081-1096 (1988).</li>
<li>Rowe, A. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+situ+electrochemical+enrichment+and+isolation+of+a+magnetite-reducing+bacterium+from+a+high+pH+serpentinizing+spring%5BTitle%5D)+AND+%22Environmentakl+Microbiology%22%5BJournal%5D)">In situ electrochemical enrichment and isolation of a magnetite-reducing bacterium from a high pH serpentinizing spring.</a> Environmentakl Microbiology. 19 (6), 2272-2285 (2017).</li>
<li>Suzuki, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microbial+diversity+in+The+Cedars%2C+an+ultrabasic%2C+ultrareducing%2C+and+low+salinity+serpentinizing+ecosystem%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Science+U+S+A%22%5BJournal%5D)">Microbial diversity in The Cedars, an ultrabasic, ultrareducing, and low salinity serpentinizing ecosystem.</a> Proceedings of the National Academy of Science U S A. 110 (38), 15336-15341 (2013).</li>
<li>Suzuki, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Physiological+and+genomic+features+of+highly+alkaliphilic+hydrogen-utilizing+Betaproteobacteria+from+a+continental+serpentinizing+site%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Communications%22%5BJournal%5D)">Physiological and genomic features of highly alkaliphilic hydrogen-utilizing Betaproteobacteria from a continental serpentinizing site.</a> Nature Communications. 5, 3900(2014).</li>
<li>McCollom, T. M., et al. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0016703716300941">Temperature trends for reaction rates, hydrogen generation, and partitioning of iron during experimental serpentinization of olivine.</a> Geochimica et Cosmochimica Acta. 181, 175-200 (2016).</li>
<li>Morrill, P. L., et al. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0016703713000768">Geochemistry and geobiology of a present-day serpentinization site in California: The Cedars.</a> Geochimica et Cosmochimica Acta. 109, 222-240 (2013).</li>
<li>Okamoto, A., Nakamura, R., Hashimoto, K. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0013468611004543">In-vivo identification of direct electron transfer from Shewanella oneidensis MR-1 to electrodes via outer-membrane OmcA-MtrCAB protein complexes.</a> Electrochimica Acta. 56 (16), 5526-5531 (2011).</li>
<li>Okamoto, A., Hashimoto, K., Nakamura, R. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aOkamoto%2C+A+%22Spectroelectrochemical+Investigation+on+Biological+Electron+Transfer+Associated+with+Anode+Performance+in+Microbial+Fuel+Cells%22">Spectroelectrochemical Investigation on Biological Electron Transfer Associated with Anode Performance in Microbial Fuel Cells</a>. , InTech. 207-222 (2012).</li>
<li>Deng, X., Nakamura, R., Hashimoto, K., Okamoto, A. <a target="_blank" href="https://www.jstage.jst.go.jp/article/electrochemistry/83/7/83_15-E00044/_article">Electron from an Extracellular Electrode by Desulfovibrio ferrophilus Strain IS5 Without Using Hydrogen as an Electron Carrier.</a> Electrochemistry. 83 (7), 529-531 (2015).</li>
</ol>

Yazarlar ifşa gerek yok.

Açıklanan çalışmada, in situ geçerli üretimle bağlantılı bir mikrobiyal konsorsiyumun zenginleştirme gösteriyoruz. Geçerli destek mikrobiyal aktiviteyi bu sistemde kısa ve uzun zaman içinde gözlenen desenleri ölçekler. Bir işlev iki-elektrot (yakıt hücre tipi) sistemi oluşturmak için kritik adım belirlenmesi ve bir konum ile istikrarlı bir su düzeyi ve ortamdaki oksijen konsantrasyonu kullanan. Katot hava su arabirimi oksijen süre anot anaerobik koşul altında tutulur ve elektrot potansiyel farkı EET özellikli ba...

Çeşitli mineral azaltmak mikropların katı fazlı mineraller elektron alıcısı kullanmak için hücre redoks enzimler1yolu ile dış elektron kuralları ekstraselüler elektron taşıma (EET) işlemler tarafından gösterilmiştir. EET, sadece mikrop-maden işlemleri de uygulanan enerji ve çevre teknolojileri, mikrobik yakıt hücreleri2, elektrot sentez3ve biyoremidasyon4gibi çok önemlidir. Yeni EET özellikli bakteri çok sonra aranır ve temel veya uygulamalı perspektif5ila kapsamlı bir şekilde inceledik. Ancak, yalnızca bu bakterilerin ekolojik veya biyojeokimyasal önemini içgörü sınırlı olabilir. EET özellikli mikroplar çoğunluğu zenginleştirme aqua, tortu veya anaerobik çürütücüler katı elektron alıcısı MnO2, Fe2O3 veya hazır elektrotlar gibi laboratuar6', kullanarak aşağıdaki dış dünyadan uzak yaşıyor 7 , 8. ancak, bu yöntemler genellikle benzer konsorsiyumlar üretmek ve potansiyel olarak düşük enerji veya düşük biyokütle sistemleri, bu mikropların laboratuvar veya axenic kültür ortamı9 ' a uyum yeteneği kutuplama hakim olabilir daha duyarlı takson özledim . Genellikle düşük biyokütle ortamlarda, bir site su bol miktarda bakteri hücreleri konsantre için filtre uygulanır. Ancak, EET özellikli bakteri kez anaerobik metabolizmaya sergi ve bu nedenle oksijen pozlama daha da inhibe veya onların ekimi önlemek. Alternatif yerinde metodolojileri hücreleri oksijen açığa çıkarmadan konsantre için yalıtım EET özellikli bakterilerin kolaylaştırabilir. Burada, bir harici güç kaynağı için gerek kalmadan uzun bir süre EET özellikli mikrop zenginleştirmek yerinde bir elektrokimyasal tekniği için kurulum ayrıntılarını raporu.
Kuzey Kaliforniya, Cedars10, bizim electrocultivation deneylerde yüksek alkali ilkbahardan kullanarak bu yerinde elektrokimyasal tekniğini tanımlamak. Yaylar, Cedars Jeokimya içinde yeraltı serpentinization tarafından etkilenebilir. Yaylar çok indirgeyici, oksijen konsantrasyonları algılama mikrobiyal enerji üretiminde bu işlevsel olarak anoksik ortam11EET üzerinden için potansiyel vurgulayarak hava su arabirimi altındaki sınırın altındaki. Ancak, Cedars üzerinden EET özellikli mikroplar (16S rRNA veya Metagenomic analiz) destekleyecek hiçbir kanıt yoktur. Düz-se bile bu ortamda sınırlı, elektron alıcısı serpentinization (yani, neden mineraller barikat demir gibi mineraller de dahil olmak üzere elektron oluşumlarında çözünmez mineraller kullanmak için potansiyel olarak karakterize Manyetit), yaygın olarak incelenen12olmamıştır. Biz, bu nedenle, kamp bahar, EET özellikli mikrop (Şekil1)13için zenginleştirmek için Cedars, bir yüksek pH bahar, elektrokimyasal bizim sistemi dağıtmış.

<table><tbody><tr><td>Karbon keçe levha</td><td>n/a</td><td>n/a</td><td>Anot ve katot için kullanılır</td></tr><tr><td>Titanyum tel</td><td>Nilaco Cooporation</td><td>TI-451485</td><td>Yakıt hücresi sistemi oluşturmak için kullanılır</td></tr><tr><td>Grafit epoksi</td><td>Elektrolitik lnc.</td><td>n/a</td><td> elektrotları ve Ti telini bağlamak için kullanılır</td></tr><tr><td>Kurutma fırını</td><td>Yamato</td><td>DY300</td><td>elektrodu katılaştırmak için iletken grafit epoksi</td></tr><tr><td>Dijital multimetre</td><td>Fluke</td><td>616-1454</td><td>direncin omik değerini kontrol etmek için</td></tr><tr><td>Çözünmüş oksijen probu</td><td>Sper Science</td><td>#&nbsp; oksijen</td><td> konsantrasyonunu kontrol etmek için 850045 ortamlar</td></tr><tr><td>Direnç</td><td>Sodiyal</td><td></td><td>Yakıt hücresi sistemi oluşturmak için kullanılır</td></tr><tr><td>İletken tel</td><td>Pico</td><td>81141s</td><td>Yakıt hücresi sistemi oluşturmak için kullanılır</td></tr><tr><td>Voltmetre ve Veri kaydedici</td><td>T& D şirketi</td><td>VR-71</td><td>Veri kaydı için kullanılır</td></tr><tr><td>Hidrojen Hekzakloroplatinat (IV) Heksahidrat</td><td>wako</td><td>18497-13-7</td><td>Elektropolasyon için kullanılır</td></tr><tr><td>Sitrik asit</td><td>Wako</td><td>038-06925</td><td>Elektropolasyon için kullanılır</td></tr><tr><td>Sülfürik asit</td><td>Wako</td><td>192-04696</td><td>Elektropolasyon için kullanılır</td></tr><tr><td>HCl</td><td>Wako</td><td>083-01095</td><td>Elektrot yıkama için kullanılır</td></tr><tr><td>Cam silindir</td><td>N/A</td><td>N/A</td><td>Ismarlama, elektrokimyasal reaktör olarak kullanılır</td></tr><tr><td>PTFE kapak ve taban</td><td>N/A</td><td>N/A</td><td>Ismarlama, elektrokimyasal reaktörün kapağı ve temeli olarak kullanılır</td></tr><tr><td>Buthyl kauçuk</td><td>N/A</td><td>N/A</td><td>Ismarlama, elektrokimyasal reaktörün her bir bileşeni arasına yerleştirilir</td></tr><tr><td>Septa</td><td>GL Science</td><td>3007-16101</td><td>Elektrokimyasal reaktörün enjeksiyon portu olarak kullanılır</td></tr><tr><td>İndiyum kalay katkılı oksit (ITO) elektrot</td><td>GEOMATEC</td><td>No.0001</td><td>Çalışma elektrotu olarak kullanılır, 5&Omega;/sq</td></tr><tr><td>Ag/AgCl KCl doymuş elektrot</td><td>HOKUTO DENKO</td><td>HX-R5</td><td>Referans elektrot olarak kullanılır, &Phi; 0.30mm</td></tr><tr><td>Platin tel</td><td>Nilaco Cooporation</td><td>PT-351325</td><td>Karşı elektrot olarak kullanılır</td></tr><tr><td>NaHCO3</td><td>Wako</td><td>191-01305</td><td>Cedars Media için kullanılır (CMS)</td></tr> <tr><td>CaCO3</td><td>Wako</td><td>030-00385</td><td>CMS için kullanılır</td></tr><tr><td>NH 4Cl</td><td>Wako</td><td>011-03015</td><td>CMS</td></tr> <tr><td>için kullanılırMgCl<alt>2</alt>&nbsp; &boğa; 6H2O</td><td>Wako</td><td>135-00165</td><td>CMS</td></tr><tr><td>NaOH&nbsp</td> için kullanılır;<td>Wako</td><td>198-13765</td><td>CMS için kullanılır</td></tr><tr><td>Na2SO4</td><td>Wako</td><td>194-03355</td><td>CMS için kullanılır</td></tr><tr><td>K2HPO4</td><td>Wako</td><td>164-04295</td><td>CMS</td></tr><tr><td>CABS</td><td>SANTA CRUZ</td><td>SC-285279</td> için <td>kullanılır CMS</td></tr><tr><td>İnkübatörü</td><td>TOKYO RIKAKIKAI CO., LTD.</td> için kullanılır.<td>LTI-601SD</td><td>Ön yetiştirme için kullanılır</td></tr><tr><td>Otoklav makinesi</td><td>TOMY SEIKO CO., LTD.</td><td>LSX-500</td><td>Elektrokimyasal reaktörün ve ortamın sterilizasyonu için kullanılır</td></tr><tr><td>Temiz tezgah</td><td>SANYO</td><td>MCV-91BNF</td><td>Elektrokimyasal reaktörün ve ortamın diğer mikroplarla kirlenmesini önlemek için kullanılır</td></tr><tr><td>Santrifüj ayırıcı</td><td>Eppendorf</td><td>5430R</td><td>6000 kata kadar dönme hızı; g gereklidir</td></tr><tr><td>Azot gazı jeneratörü</td><td>Puequ CO., LTD.</td><td>PNTN-2</td><td>Azot gazı silindiri gaz jeneratörü yerine de kullanılabilir</td></tr><tr><td>UV-vis spektrometresi</td><td>SHIMADZU</td><td>UV-1800</td><td>Hücre yoğunluğunun optimizasyonu için kullanılır</td></tr><tr><td>Potansiyostat</td><td></td><td>BioLogic VMP3</td><td>Biyofilm oluşumu ve kinetik izotop etkisi deneyleri için kullanılır</td></tr><tr>BIR <td>TR-1A</td><td>GİBİ</td><td>TERMAL SU SIRKÜLATÖRÜ</td><td>Elektrokimyasal reaktörün sıcaklığının korunması için kullanılır</td></tr><tr><td>Faraday kafesi</td><td>HOKUTO DENKO</td><td>HS-201S</td><td>Elektrokimyasal deneyler için kullanılır</td></tr><tr><td>Anaerobik Oda</td><td>COY</td><td>TypeB (Vinil)</td><td>Anaerobik koşullarda deneyler yapmak</td></tr> için <tr><td>Ultraclean DNA Ekstraksiyon kiti</td><td>MoBio</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

anot respiring bakteri yerinde zenginleştirmek için kendini ayakta elektrokimyasal set-up

Self-standing Electrochemical Set-up to Enrich Anode-respiring Bacteria On-site

Anaerobik solunum elektron taşıma için çözünmez mineraller (hücre dışı elektron taşıma [EET] anılacaktır) ile birleştiğinde mikrobiyal enerji üretim ve sebat birçok yeraltı ortamlarda, özellikle kritik olduğu düşünülmektedir çözünür elektron alıcısı eksik. EET özellikli mikroplar çeşitli ortamlarda başarılı bir şekilde izole edilmiş iken, bakteri EET yetenekli çeşitliliği hala kötü olduğunu anladım, özellikle zor-için-örnek, düşük enerji veya aşırı ortamlarda, örneğin birçok yeraltı ekosistemler. Burada, bir anot solunum elektron alıcısı olarak kullanarak EET özellikli bakteri zenginleştirmek için yerinde bir elektrokimyasal sistemi açıklanmaktadır. Bu anot bir katot abiyotik oksijen azaltma katalizlerler yeteneğine bağlıdır. Bu yaklaşım elektrot potansiyel poising için bir potansiyostat kullanan electrocultivation yöntemleri ile karşılaştırıldığında, iki elektrot sistem bir harici güç kaynağı gerektirmez. Biz bizim yerinde zenginleştirme Cedars, Kuzey California'da bir karasal serpentinization site alkali bir gölette içinde kullanılan bir örnek mevcut. Mineral azalan bakiyeli bakteri yetiştirmek için önceki girişimleri başarısız, hangi büyük olasılıkla bu site düşük-biyokütle doğası ve/veya mikropların azaltarak metal düşük göreli bolluğu nedeniyle oldu. Bizim iki elektrot zenginleştirme uygulamadan önce çözünmüş oksijen konsantrasyonu dikey profil şiddetindeydi. Bu bize karbon yerleştirmek izin anot ve platin alaşımlı karbon katot anaerobik ve aerobik destek vereceğini derinliklerde işler, sırasıyla hissetti. Yerinde kuluçka, biz daha fazla laboratuvarda anodik elektrot zenginleştirilmiş ve yüzey bağlı karşılaştırıldığında farklı bir mikrobiyal topluluk ya da normalde Cedars gözlenen biyofilm topluluklar doğruladı. Bu zenginleştirme daha sonra Cedars ilk electrogenic mikrop yalıtım için yol açtı. Bu yöntemi yerinde mikrobiyal zenginleştirme, büyük ölçüde düşük biyokütleden veya örnek habitatları zor EET özellikli bakterilerin yalıtım geliştirmek potansiyeline sahiptir.

Geçerli üretim başarıyla yaklaşık 3 ay Şekil 3' te gösterilen bir gerilim veri logger kullanılarak ölçüldü. En uzun istikrarlı kuluçka dönemi bahar, bahar etkileyen güçlü sonbahar yağmurlar nedeniyle için olduğu gibi bu kez seçildi. Daha uzun bir süre daha güçlü biyokütle zenginlik sağlayabilir daha kısa sürede yeterli olabilir. Biz iki elektrot sistem bağlantı elektrokimyasal kuluçka sonra doğruladı ve sistemde korozyon kanıtı yok görülmektedir. Daha yüksek ...

Otel bünyesindeki mikrobiyal zenginleştirme veya in situ yetiştirme teknikleri kültür zor mikrobiyal özellikleri, özellikle düşük-biyokütle veya geochemically aşırı ortamlar üzerinden Yalıtım kolaylaştırabilir. Burada, biz yeteneğine sahip hücre dışı elektron taşıma (EET) mikrobiyal suşları zenginleştirmek için bir harici güç kaynağı'nı kullanmadan bir elektrokimyasal set-up tanımlamak.

Anot respiring bakteri yerinde zenginleştirmek için kendini ayakta elektrokimyasal Set-up

Anaerobic respiration coupled with electron transport to insoluble minerals (referred to as extracellular electron transport [EET]) is thought to be ...

Bu yöntem, çevresel mikrobiyoloji alanlarında, özellikle düşük biyokütle veya jeokimyasal olarak aşırı koşullarda EET yapabilen mikropların her yerde bulunması hakkındaki temel soruları yanıtlamaya yardımcı olabilir. Yerinde mikrobiyoloji zenginleştirmemizin en büyük avantajı, kültüre alınması zor taksonların yakalanması için aylarca süren izolasyon süresini kolaylaştıran bir güç kaynağına ihtiyaç duymamasıdır. Genel olarak konuşursak, bu yönteme yeni olan kişiler mücadele edecektir çünkü elektrokimyasal sistem üretimi, kesin bir uygulama gerektiren birden fazla adım içerir.Yakıt hücresi tip II elektrot inkübasyon sistemini oluşturmak için, uygun deney uzunluğuna sahip yalıtılmış bir teli, elektrotlardan bir titanyum tel ucu ile birlikte bükün ve bağlantıları suya dayanıklı balmumu ile kaplayın. Ardından, kabloları deniz sınıfı ısıyla daralan makaronlarla daha fazla koruyun ve iki kabloyu bir katot ve bir anot ile bilinen dirençli bir dirençle bağlayın. Zaman içindeki voltaj sıcaklığı günlüğünü ölçmek için, yakıt hücresi reaksiyonundan akım üretiminin tahmin edilmesine izin vermek için direncin uçları arasındaki voltajı kontrol edin.Ve üreticinin spesifikasyonlarına göre zaman içindeki voltaj farkını ölçmek için anot ve katoda giden uygun bağlantıya sahip bir veri kaydı voltmetresi kullanın. Veri kaydediciyi ve elektrik bağlantılarını korumak için, kaydedicinin ve tüm elektrik bağlantılarının etrafına plastik bir torba yerleştirin ve malzemeleri kuvvetli bir rüzgardan korumak için torbayı ve kabloları sıkıca sabitleyin. Doğal ortamdan bir elektrot numunesi almak için, toplamadan en az 30 dakika önce, kapağı kapalı bir cam test tüpü ve test tüpü kapağını anaerobik bir yere yerleştirin.Şişeyi toplama yerine yerleştirdikten sonra, şişenin içindeki tüm hava kabarcıklarının çıkarıldığından emin olun. Yetiştirme süresinin sonunda, titanyum kurşunu elektrottan kesmek için bir tel kesici kullanın. Ve elektrot örneğini yavaşça test tüpüne toplayın.Test tüpünü anaerobik su bölgesi içinde kapatın ve numuneyi hemen dört santigrat derecede saklayın. Mevcut üretimi doğrulamak için, anaerobik bir odada bir elektrokimyasal reaktör oluşturmak için örneklenmiş elektrodu, platin teli ve gümüş/gümüş klorür elektrodu kullanın. Elektrokimyasal hücreyi, çözünür karbonhidrat elektron donörleri ile desteklenmiş Cedars ortamı ile doldurun.Elektrot potansiyelini, gümüş/gümüş klorür, potasyum klorür doymuş referans elektroduna karşı pozitif 0,2 voltta dengeleyin. Ardından, mevcut üretimi ölçün ve 16S ribozomal RNA analizi için elektrotu elektrot hücresinden çıkarın. Mevcut üretimi analiz ederken, numunenin özellikle anaerobik eldiven odası içinde laboratuvardan gelen bakterilerle kontamine olmasını önlemek önemlidir.Gösterildiği gibi bir voltaj veri kaydedici kullanılarak, akım üretimi yaklaşık üç aydır başarıyla ölçülmüştür. Bu iki elektrotlu sistemde tipik olarak yüksek bir akım gözlenir. Burada görülen 1.000 ohm direnç, negatif kontrol 100 kiloohm direncine kıyasla.Bu temsili deneyde, Cedars saha konumumuzdaki ilk ayda kademeli bir akım üretim artışı gözlendi, bu da elektrotun yüzeyinde mikropların büyümesini, birikmesini veya yerleşmesini düşündürdü ve bunu sonraki iki ay boyunca kararlı bir akım üretimi izledi. İlginç bir şekilde, mevcut üretim genellikle elektrokimyasal zenginleştirmenin tüm süresi boyunca yaklaşık 24 saatlik bir döngüde salınır. Gözlenen mikrobiyal topluluklar içinde, elektrot ve elektrot olmayan ilişkili filumlar arasındaki kapsayıcı yapıda belirgin farklılıklar görülebilir.Örneğin, bu deneyde, elektrotla ilişkili mikrobiyal topluluk, kültürlenemeyen soylardan gelen bakterilerin yanı sıra Firmicute basil soylarından gelen bakterilerle oldukça zenginleştirilmiştir. Beta proteobakterilerin hem çevresel kalsitle ilişkili hem de planktonik ilişkili örneklere hakim olduğu ve diğer yandan gama proteobakterilerin elektrotla ilişkili örneklere hakim olduğu bu araştırmada proteobakteri bileşiminde bir kayma da gözlenmiştir. Bu prosedürü denerken, çevresel faktörlerin sahadaki mevcut üretimi etkileyebileceğini unutmamak önemlidir.Geliştirilmesinden sonra, bu teknik, EET yeteneğine sahip bakterileri çeşitli ortamlardan izole etmek için çevresel mikrobiyoloji alanındaki araştırmacıların yolunu açtı. Bu videoyu izledikten sonra, EET özellikli bakterilerin bir güç kaynağına ihtiyaç duymadan yerinde zenginleştirilmesinin nasıl yapıldığını iyi anlamış olmalısınız.

self-standing-electrochemical-set-up-to-enrich-anode-respiring

Research

JoVE Journal

Environment

Çevre

Kaynak: Okamoto, A. ve diğerleri. Anoda Soluyan Bakterileri Yerinde Zenginleştirmek İçin Bağımsız Elektrokimyasal Kurulum. J. Vis. Exp. (2018)Bu video, doğal rezervuarlardan anot soluyan bakterileri (ARB) zenginleştirmek için yerinde elektrokimyasal bir sistemin kullanımını gösteriyor. Anotun oksijensiz derin suya, katodun ise oksijenli yüzey suyuna yerleştirilmesiyle redoks gradyanı oluşturulur. ARB, biyofilmler oluşturur ve elektronları anoda aktarır; anoda da oksijen indirgenerek akım oluşur.

Yerinde Elektrokimyasal Sistem Kullanılarak Anod Soluyan Bakterilerin Zenginleştirilmesi

Kaynak: Tokunou, Y. ve ark., Shewanella oneidensis MR-1'de Deuteryum Kinetik İzotopunun Elektrokimyasal Tespiti Hücre Dışı Elektron Taşınımına Etkisi. J. Vis. Exp. (2018)Bu video, elektrot yüzeylerinde biyofilm oluşumunu simüle etmek için tasarlanmış bir elektrokimyasal reaktör modelinin montajını ve çalışmasını gösteriyor. Kontrollü elektrokimyasal uyarım, mikrobiyal yapışmayı teşvik eder ve bu da bakteriyel monotabakalı biyofilmin kademeli gelişimine yol açar.

Elektrokimyasal Reaktör Kullanarak Bakteriyel Tek Katmanlı Biyofilm Geliştirilmesi

Bir potansiyostat tarafından kontrol edilen üç elektrotlu bir kurulum kullanılarak beslenen kesikli bir reaktörde anodik elektroaktif mikrobiyal biyofilmlerin kronoamperometrik büyümesi gösterilmiştir. Hücre dışı elektron transferi, elektron vericisinin varlığında ve elektron vericisinin yokluğunda döngüsel voltametri kullanılarak karakterize edilir. Temel veri analizi gösterilmiştir.

Büyüme, Bakım ve Temel Karakterizasyonu: Atık Su Elektroaktif mikrobiyel filmlerin Türetilmiş

Bir elektrokimyasal ve bir biyoelektrokimyasal sistem kullanarak amonyum bakımından zengin bir akımdan amonyum ekstraksiyonunu gösteriyoruz. Reaktör kurulumu, işletimi ve veri analizi tartışılmaktadır.

Elektrokimyasal ve Bioelectrochemically Kaynaklı Amonyum Kurtarma

Mikrobiyal sülfat indirgemesi, çevresel biyoteknolojide büyük önem taşıyan bir süreçtir. Sülfidojenik reaktörlerin başarısı, diğer faktörlerin yanı sıra çamurun mikrobiyal bileşimine bağlıdır. Burada, indirgeyici klorsuzlaştırma amaçları için bir UASB reaktöründeki hidrotermal menfez çökeltilerinden sülfidojenik çamur geliştirmek için bir protokol sunuyoruz.

Bir Yukarı Akış Anaerobik Çamur Battaniyesi Reaktörde Deniz tortulları ve Trikloretilen Azaltma gelen Sulfidogenic Çamur Gelişimi

Fizyolojik olarak ilgili koşullar altında yaşayan mikrobiyal biyofilmler elektriksel iletkenlik ölçüm için bir protokol sunulmuştur.

Elektron taşıma yaşayan biyofilmler ile karakterize

Burada bir protokol proton taşıma dış membran cytochromes Shewanella Corynebacterium Bay-1'karmaşık yoluyla ekstraselüler elektron taşıma oranı katkısını çalışmaya bütün hücreli elektrokimyasal deneyler mevcut.

Elektrokimyasal algılama döteryum Kinetik izotop etkisi üzerinde ekstraselüler elektron taşıma Shewanella Corynebacterium Bay-1

Burada, üç elektrotlu, iki odacıklı bir biyoelektrokimyasal sistem kullanarak laktik asit bakterilerinde aracılı hücre dışı elektron transferini (EET) karakterize etmek için bir protokol sunuyoruz. Bu yöntemi Lactiplantibacillus plantarum ve redoks aracısı 1,4-dihidroksi-2-naftoik asit ile gösteriyoruz ve aracılı EET'yi değerlendirmek için kullanılan elektrokimyasal tekniklerin kapsamlı bir tanımını sunuyoruz.

Laktik Asit Bakterilerinde Üç Elektrotlu, İki Odacıklı Biyoelektrokimyasal Sistem ile Aracılı Hücre Dışı Elektron Transferinin Karakterize Edilmesi

Kayın kabuğu hastalık kabuğu mantar giriş noktaları oluşturmak kayın ölçek böceğin faaliyetlerini besleme tarafından başlatılır. Ölçek böceğe karşı dirençli olan ağaçlar aynı zamanda hastalık dirençli bulunmaktadır. Burada biz kayın ölçekli direnci için bireysel kayın ağaçları ekrana geliştirilen protokol mevcut.

Kayın Ölçek Böcek Direnç Amerikan kayını (Screen A Tekniği<em&gt; Cryptococcus fagisuga</em&gt; Lind.)

Bir laboratuvar ölçekli dikey akış yoluyla sütununda bir Prekambriyen demirli deniz upwelling sistemini simüle. Amaç O 2 ve Fe (II) ve nasıl jeokimyasal profillerini anlamaya siyanobakteriler üretmek O 2 olarak gelişmeye oldu. Sonuçlar, fotosentetik üretilen O 2, Fe (II) oksitlenmeye karşı Kemoklin kurulmasını göstermektedir.

Prekambriyen Deniz upwelling Sistemi Fotosentetik Bakteri Büyüme Keşfet bakımından zengin bir Demir (II) Laboratuar Simülasyonu

Keşfedin, güç kaynağı gerektirmeyen elektrokimyasal bir yöntemle zor kültürlenebilen mikropları zenginleştirmeyi. Bu teknik, düşük biyokütleli veya jeokimyasal aşırı ortamlardan hücre dışı elektron taşıma yeteneğine sahip bakterilerin izolasyonunu kolaylaştırır.

Anot respiring bakteri yerinde zenginleştirmek için kendini ayakta elektrokimyasal Set-up

Daha fazla video keşfet