Method Article

미생물 학적으로 방해석 강수량 유도에 의해 중재 Sporosarcina pasteurii

DOI:

10.3791/53253

⸱

April 16th, 2016

 ,  ,  ,  , 
1Department of Mechanical Engineering, University of Alberta, 2Department of Mechanical Engineering, York University, 3Department of Civil and Environmental Engineering, University of Alberta

In This Article

Summary

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Sporosarcina pasteurii 박테리아를 사용한 미생물 유도 방해석 침전(MICP)에 대한 프로토콜이 여기에 제시되어 있습니다. 침전된 탄산칼슘은 광학 현미경 및 주사 전자 현미경(SEM)을 통해 특성화되었습니다. 또한 MICP에 노출되면 스펀지의 압축 강도가 증가하는 것으로 나타났습니다.

Abstract

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여기에서 조사중인 특정 세균 (S.의 pasteurii)는 자연 효소 분해 효소의 분비를 통해 환경을 발생에 요소 (ureolysis)의 가수 분해를 유도하기 위해, 오른쪽 조건, 능력에 고유합니다. ureolysis이 과정은 화학 반응의 체인을 통해, 탄산 칼슘 침전물의 형성을 이끈다. 이것은 미생물 학적 유도 방해석 강수량 (MICP)로 알려져있다. MICP에 대한 적절한 배양 프로토콜은 여기에 자세히 설명되어 있습니다. 마지막으로, 현미경의 다양한 모드 하에서 가시화 실험은 침전 과정의 다양한 양상을 이해하기 위해 수행 하였다. 광학 현미경과 같은 기술은, 주사 전자 현미경 (SEM) 및 X 선 사진 전자 분광법 (XPS)을 화학적으로 최종 제품의 특성을 이용 하였다. 또한, 천연 다공성 매질의 내부에 기공이 막히게하는 석출물의 능력은 어디 스폰지 질적 실험을 통해 증명되었다막대는 길이 스케일의 범위의 기공 망을 모방 하였다. 균체를 함유하는 배양액에 침지 스폰지 바 인해 화학적 침전의 연속 공정에서 얻어진 그 기공의 막힘 경화. 경화 된 바 거의 변형과 동일한 중량을지지 할 수있는 반면, 압축 및인가되는 외력의 작용에 의해 압착된다 제어 스폰지 바 비교했을 때 강화 된 스폰지 바는 우수한 강도를 나타낸다.

Introduction

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Sporosarcina pasteurii이 높은 알칼리성 환경 (pH를 ~ 10) 1 살아남을 수 그람 양성 세균과 (MICP) 2-4 미생물 학적 유도 방해석 강수량라는 현상의 원인 물질이 될 수있는 박테리아 종 중 하나입니다. MICP 탄산 칼슘의 침전은 적합한 환경 조건 하에서 특정 미생물에 의해 유발되는 것을 특징으로하는 공정이다. S. pasteurii 인해 특정 조건에서 MICP의 상당한 볼륨을 유도 가능한 에이전트로의 식별에 최근 몇 년 동안 중요성을 가정하고있다. 이러한 가능성은 사실에서 유래하는 S. pasteurii는 효소 분해 효소의 풍부한 양을 분비하는 고유 한 기능이 있습니다. 이 효소는 물 분자의 존재 하에서 우레아 가속 분해 (광범위하고 풍부한 공급 천연 생화학 화합물)을 촉진하는 촉매로서 작용한다. 반응의 폭포,이 과정 궁극적 통해LY는 음전하 탄산염 이온의 발생을 이끈다. 이러한 이온 차례로 마지막 탄산 칼슘 (방해석)의 침전물을 형성하는 양의 칼슘 등의 금속 이온과 반응; 따라서 라벨 MICP 5-9.

MICP 과정은 수십 10,11 알려져 및 연구되어....

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Protocol

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주 : 이하의 순서로 실험 프로토콜을 수행한다. 세균 배양 프로토콜이 제 1 절에 설명되어 있습니다 (또한 그림 1 참조). 제 2 절 외부 첨가제를 사용하여 배양 배지를 농축하기위한 프로토콜을 설명합니다. 3 장에서는 다중 모드 현미경을위한 프로토콜을 설명합니다. 모든 각 요소의 가중치는 분석 저울을 사용하여 측정 될 수있다. 각 용액의 부피 체적 실린더를 사용하여 측정 될 수있다.

참고 : - 자세한 내용은 제도적 안전 사무실에 문의 2. 적절한 바이오 안전성 프로토콜 섹션 1 따라야합니다.

1. 세균성 문화

  1. 문화 박테리아 - 한천은 중간 준비 플레이트
    1. 이러한 배양 접시, 플라스크로 장비와 재료를 조립, 트리스베이스, 염산, 한천, 밀리 포아 물, 산도 미터 etc.Sterilize 사용하기 전에 121 ° C에서 고압 증기 멸균하여 모든 컨테이너.
    2. 0.1 1 L 준비밀리 포어의 물 1 L로 15.75 g 트리스 -베이스를 혼합하여 트리스​​ 완충액 3 M 수용액. 원래 용액 (pH를 10.4)의 pH 레벨을 낮추기 위해 염산 (50 % 농도)의 2,800 μl를 추가합니....

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Results

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S.는 alkaliphile (24)는 상대적으로 가혹한 조건에서 살아남을 수있는 pasteurii. 전술 한 배양 프로토콜 및 S. 하였다 때 pasteurii 박테리아 시간 (도 2a)을 통해 탄산 칼슘의 석출을 유도, 챔버 내부에서 성장된다.도 2 (b) 배양액 내의 박테리아 세포 집단의 위상차 광학 현미경 이미지를 나타낸다. 각 셀은 매우 명백 세균 바실러스 클래스의 특성로드 형 모양으로 명확하게 구별 될 수있다. 작은 갈색 화살표는 특히 두 개의 개별 셀을 강조하기 위해 사용되어왔다. 탄산 칼슘의 석출 며칠의 기간에 걸쳐 발생한다.도 2a는 침전물은 원심 분리 튜브의 하단에 정착 방법을 보여준다. 이것은 생생하게와 액체 매질 밑에 앉아 백탁 분말로서 육안으로 볼 수있는노란 액체 반대로 색.......

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Discussion

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중요한 단계 :이 논문은 S.의 가능한 샘플을 배양 상세히 설명 프로토콜 pasteurii. 배양이 readied 한 후에는 적절히 농축되어야한다. 적절한 화학적 환경을 제공하는 실패가 어느 매우 긴 시간 척도 침전 또는 이들 전체 부족 리드 때문에 실험의 성공에 필수적인 중요한 단계이다. S. pasteurii 여러 외부 기관에 매우 민감하며 생화학 적 안정성과 반복성을 보장하는 치료 및 고정밀 도로 배양한다. 농축의 정도 및 투여 량은 지금 강수의 화학적 특성을 지시하는 것으로 알려져있다 따라서뿐만 아니라 정확하게 제어해야합니다.

수정 / 문제 해결 : 여러 측면은 최종 결과에 약간의 차이로 변형 될 수있다. 플레이트 카운트는 일 당 (일련 희석 상술 된 기술에 따라 수행 될 필요) 마일 Misra는 방법 전자. 여기서, 일련의 희석은 바닥면에 그려진 코드 일곱 개.......

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Disclosures

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저자는 공개할 것이 없습니다.

Acknowledgements

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이 협력에 참여하여 지원을 받은 Helmholtz-Alberta Initiative, Helmholtz Association 및 University of Alberta의 파트너에게 감사드립니다. 연구 자금은 헬름홀츠 협회의 이니셔티브 및 네트워킹 기금, 참여 헬름홀츠 센터, 앨버타 환경부의 ecoTrust 프로그램을 통해 앨버타 정부에서 제공합니다.

Tanushree Ghosh 박사는 여러 중요한 단계에서 중요한 의견을

제시한 것에 대해 감사하게 생각합니다.....

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Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
PetridishFisher ScientificFB0875712로 사용되는 Petridish
Fisher ScientificS63268Corning Erlenmeyer
Tris-BasePromegaH5133은 Tris-Buffer
Hydrochloric AcidSigma-AldrichH98921.0 N, Bioreagent, 세포 배양
한천 분말을 만드는 데 사용됩니다.Sigma-AldrichA1296미생물학 테스트, 식물 세포 배양 테스트, 세포 배양 테스트, 분자
생물학용황산 암모늄Sigma-AldrichA4418
효모 추출물 분말Sigma-Aldrich51475
측정 실린더Cole-ParmerCP08559GCCole-Parmer Class A 눈금 실린더 w/Cal Cert, TC; 1,000ml, 1/Pk
분석 저울: OHAUSAX124E, 시약의 무게를 측정하는 데 사용,
오토 클레이브: Brinkmann58619000
오토 클레이브 테이프VWR52428864
알루미늄 호일, Sigma-Aldrich, Z185140에 넣기 전에 플라스크를 밀봉하는 데 사용됩니다
-80 > S. pasteurii의 C 주식, ATCC No. Cat에 대해 언급됩니다. 아니요.
Mline 단일 채널 기계식 피펫터, 가변 볼륨Biohit725010카탈로그 번호 14005976
Micropipette TipFisher Scientific212772B한천 플레이트 긁힘에 사용
인큐베이터바인더80079098미생물학 인큐베이터, BF 시리즈
쉐이킹 인큐베이터VWR14004300VWR 시그니처 벤치 탑 쉐이킹 인큐베이터
인산염 완충액 식염수(PBS) Sigma-AldrichP7059
BD Falcon Express Pipet-Aid Pipetting DeviceBD Biosciences357590카탈로그 번호 53106220
ParafilmSigma-AldrichP7793한천 플레이트를 밀봉하는 데 사용
UreaSigma-AldrichU1250영양 매체
중탄산나트륨Sigma-AldrichS8875영양소 배지에 대한 농축
염화칼슘Sigma-AldrichC1016영양소 배지에 대한 농축
한천 플레이트 Pyrex 플라스크, 플라스크를 오토 클레이브 박테리아 스톡 Cedarlane 11859. 농축

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Gibson, T. An investigation of the Bacillus pasteurii group. Journal of Bacteriology. 28, 491-502 (1934).
  2. Greenfield, L. J. Metabolism and concentration of calcium and magnesium and precipitation of calcium carbona....

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