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Ist es möglich, anaerobe Medien zu reduzierend zu machen?

Ist es möglich, anaerobe Medien zu reduzierend zu machen?


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Ich hatte Mühe, einen Anaerobier zu züchten (P. gingivalis) treffe ich alle Vorsichtsmaßnahmen, um die Kulturbedingungen sauerstofffrei zu halten, ich habe mich gefragt, ob die Bedingungen so reduziert sein können, dass sie das mikrobielle Wachstum eines obligaten Anaerobier hemmen.

Um die flüssigen Medien herzustellen, gehe ich wie folgt vor:

  • TSB ergänzt mit Hefeextrakt
  • plus 0,5g/L L-Cystein HCl als Reduktionsmittel
  • plus Resazurin als Redoxindikator
  • mit Stickstoff erhitzen, bis das Resazurin vollständig farblos ist
  • Hinzufügen von Hämin (5 mg/L) und Vitamin K1 (1 mg/L) aus Stammlösungen (1 mL/L Hämin in Wasser, 200 µL/L Vit K1 in Ethanol)
  • Filter-injizieren Sie dieses Medium in Glasröhrchen, aus denen das Gas entfernt wurde (dies geschieht in einer anaeroben Haube)
  • alle Materialien (Spritzen, Nadeln, Filter, Schläuche) wurden vor der Verwendung in der anaeroben Haube belassen, damit kein Restsauerstoff darin/auf ihnen verbleibt
  • tausche den Headspace gegen ein Gasgemisch von 80:10:10 N2:CO2:H2

Ich bekomme nach über 72 Stunden @ 37 kein Wachstum mehrÖC.

Andere Protokolle, die ich gefunden habe, sind viel vage / lasch in Bezug auf das Entfernen des Sauerstoffs, viele sagen nur, dass das Cystein hinzugefügt werden sollte und die Medien vor der Verwendung 24 Stunden lang in einer anaeroben Haube mit losem Deckel inkubiert werden sollten. Das hat mich denken lassen, dass ich vielleicht zu viel Sauerstoff entferne.

Was denken Sie?


Mir ist aufgefallen, dass Sie keinen pH-Wert angeben, was wichtig sein könnte.

Ich weiß nicht, ob Sie zu viel Reduktionsmittel einfüllen können (ich vermute nicht), aber oft ist ein großer Überschuss erforderlich, da die Gleichgewichtskonstanten für Disulfidaustauschreaktionen typischerweise nahe 1 liegen (siehe Cleland, 1963).

Ich weiß auch nicht, ob einer der folgenden Punkte für Ihr Problem relevant ist (wieder vermute ich nicht), aber ich möchte kurz zwei Aspekte der Verwendung von Thiolen als Reduktionsmittel im Allgemeinen kommentieren.

Erstens kann die oxidierte (Disulfid-)Form von Thiolen mit einem Proteinsulfhydryl reagieren. Am Beispiel von β-Mercaptoethanol (Scopes, 1993, S. 320) kann etwa Folgendes passieren, wo das Reduktionsmittel (reversibel) an Protein gebunden wird. Wenn sich das reaktive Sulfhydryl an einem aktiven Zentrum des Enzyms befindet, kann dies zu einer Inaktivierung führen.

$$ce{2 HSCH2-CH2OH + O2 -> HOCH2CH2-S-S-CH2CH2OH + H2O2 ag{1}}$$

$$ce{HOCH2CH2-S-S-CH2CH2OH + HS-{Protein} <=>HSCH2-CH2OH + HOCH2CH2-S-S-{Protein} ag{2}}$$

Wie bereits erwähnt, liegen die Gleichgewichtskonstanten für Thiolaustauschreaktionen oft nahe eins (Cleland, 1963)., $$ce{R1-SS-R2 + R3-SH <=> R1-SS-R3 + R2-SH ag{ 3}}$$ Aus diesem Grund bevorzugen viele Proteinchemiker Dithiol-Analoga von Threitol (Dithiothreitol, DTT oder Cleland-Reagenz) oder Erythritol als Reduktionsmittel zu verwenden, da die oxidierte Form dieser Verbindungen cyclische Disulfide sind, bei denen die Gleichgewichtskonstante nach rechts verschoben (siehe Cleland, 1963).

Es stellt sich auch die Frage der Stabilität.

Die Halbwertszeit von Thiolen in Lösung ist deutlich pH- und temperaturabhängig, wie die folgende Tabelle zeigt. Die Halbwertszeit von β-Mercaptoethanol bei pH 6,5 und 20℃ ist größer als 100 Stunden, bei pH 8,5 und 20℃ beträgt sie jedoch nur 4 Stunden.

Die obige Tabelle wurde von Stevens, R, Stevens, L & Price, N.C. (1983) übernommen. Die Stabilitäten verschiedener Thiolverbindungen, die bei der Proteinreinigung verwendet werden, veröffentlicht in (der jetzt nicht mehr existierenden) Biochemical Education. Der vollständige Artikel ist als PDF auf der Wiley-Website frei verfügbar


Medizinische Labore Geisinger Anleitung zur Probenentnahme in der Mikrobiologie

Anaerobe Transportmedien (ATM): Bestellung beim GML-Kundendienst. Bei Raumtemperatur lagern. Nicht dem Sonnenlicht aussetzen. Verfallsdatum beachten.

  1. PROBENENTNAHME
  1. Sammlung von flüssigen oder eitrigen Proben.
  1. Probe mit steriler Spritze und Nadel aus der Tiefe der Wunde entnehmen. Nach Möglichkeit sollte die Haut vor der Nadelpunktion desinfiziert werden. In der Spritze eingeschlossene Luft sollte ausgestoßen werden, indem Spritze und Nadel aufrecht gehalten werden. Lassen Sie die Luft an der Spitze der Spritze in einen alkoholgetränkten Schwamm ab. Mit Schwamm oder Schild auf der Nadel beiseite stellen.
  2. Verpackung auseinanderziehen und Transport entfernen. Gummiöffnung im Deckel nicht berühren oder verunreinigen.
  3. Injizieren Sie bis zu 5 ml Flüssigkeit durch die Gummiöffnung in das Transportmedium. Wenn mehr als 5 ml Flüssigkeit aufgenommen werden, das gesamte Volumen (bis zu 50 ml) in einen sterilen Probenbecher mit Schraubverschluss geben.
  4. Transport zum Labor.
  5. Flüssigkeit wird im ATM, sterilen Becher oder sterilen Röhrchen abgegeben. Dies ist auch für aerobe Routinekulturen, Pilz- und AFB-Kulturen akzeptabel.
  1. Wenn ein Gewebe klein genug ist, um problemlos in das ATM-Röhrchen zu passen, nehmen Sie einfach die Kappe des Röhrchens ab und halten Sie das Röhrchen aufrecht, lassen Sie das Gewebe auf die Agaroberfläche fallen und setzen Sie die Röhrchenkappe wieder auf.
  2. Wenn ein Taschentuch zu groß ist, um in den Geldautomaten zu passen, legen Sie es auf ein mit physiologischer Kochsalzlösung befeuchtetes Stück steriler Gaze in einem sterilen Auffangbecher mit Schraubverschluss.
  3. Gewebe, das in ATM oder in einem sterilen Becher eingereicht wird, ist auch für die routinemäßige aerobe, Pilz- und AFB-Kultur akzeptabel.

C. Entnahme durch ESwab (Tupfer sind nicht die bevorzugte Entnahmemethode für anaerobe Kulturen).

  1. Packung auseinanderziehen und Tupfer entfernen.
  2. Mit dem Tupfer die Probe unter aseptischen Verfahren entnehmen, um oberflächliche Verunreinigungen zu vermeiden. Es kann erforderlich sein, die Wundränder zu trennen oder eine kleine Lanze in einen geschlossenen Abszess zu stechen, bevor die Spitze des Tupfers tief in die Wunde eingeführt wird. Achten Sie darauf, die angrenzenden Hautränder nicht zu berühren.
  3. Entfernen Sie die Röhrchenkappe, während Sie das Röhrchen aufrecht halten.
  4. Legen Sie den Tupfer in das Röhrchen und brechen Sie ihn an der Kerblinie ab.
  5. Setzen Sie die Kappe wieder auf das Röhrchen und ziehen Sie die Kappe fest.
  6. Legen Sie nicht mehr als einen Tupfer in jedes ESwab-Röhrchen.
  7. Entfernen Sie die flüssigen Medien nicht aus dem Röhrchen.

Achten Sie darauf, alle Proben ordnungsgemäß zu beschriften und sofort ins Labor zu bringen.

  1. Innerhalb des Krankenhauses: So schnell wie möglich zum Mikrobiologielabor transportieren. Wenn
    durch das Schlauchsystem gesendet werden, achten Sie darauf, den Geldautomaten ausreichend zu dämpfen, um
    Bruch verhindern.
  2. Per Kurier: Transport so schnell wie möglich. Bewahren Sie die Probe im Zimmer auf
    Temperatur bis zu 72 Stunden, wenn ein Transport am selben Tag nicht möglich ist.

Verweise:
Koneman EW, 1988. Farbatlas und Lehrbuch der Diagnostischen Mikrobiologie. JD Lippincott, Philadelphia.


Abstrakt

Bioremediation hat das Potenzial, kontaminierte Umgebungen kostengünstig und dennoch effektiv wiederherzustellen, aber ein Mangel an Informationen über die Faktoren, die das Wachstum und den Stoffwechsel von Mikroorganismen in kontaminierten Umgebungen steuern, schränkt ihre Umsetzung oft ein. Es sind jedoch rasche Fortschritte im Verständnis der Bioremediation in Sicht. Forscher haben jetzt die Möglichkeit, Mikroorganismen zu kultivieren, die für die Bioremediation wichtig sind, und können ihre Physiologie mit einer Kombination aus genomgestützten experimentellen und Modellierungstechniken bewerten. Darüber hinaus bieten neue umweltgenomische Techniken die Möglichkeit für ähnliche Studien an noch nicht kultivierten Organismen. Die Kombination von Modellen, die die Aktivität von Mikroorganismen, die an der Bioremediation beteiligt sind, mit bestehenden geochemischen und hydrologischen Modellen vorhersagen kann, sollte die Bioremediation von einer weitgehend empirischen Praxis in eine Wissenschaft verwandeln.


Bodenkunde: Baue eine Winogradsky-Säule

Einführung
Unser Planet recycelt und verwendet alles, was er braucht, um das Leben zu unterstützen. Es ist ein erstaunliches, riesiges Recyclingsystem namens biogeochemischer Kreislauf. Sie können dies tatsächlich im kleinen Maßstab modellieren, indem Sie eine Plastikflasche und Schlamm verwenden, um eine sogenannte Winogradsky-Säule zu bauen. In dieser Aktivität bauen Sie Ihre eigenen Winogradsky-Säulen und untersuchen, wie sich die Einbeziehung verschiedener Nährstoffe darauf auswirkt, welche Bodenmikroorganismen gedeihen und welche versagen.

Hintergrund
Um zu leben und zu wachsen, brauchen Organismen bestimmte Nährstoffe in der Nähe, damit sie essen können, genau wie wir. Die meisten dieser Nährstoffe werden kontinuierlich durch einen biogeochemischen Kreislauf transportiert, der Nährstoffe und andere Chemikalien durch die lebenden und nicht lebenden Teile der Erde transportiert dann von einem Tier gefressen. Der biogeochemische Kreislauf ist ein geschlossenes System, was bedeutet, dass die Nährstoffe nicht verloren gehen oder entstehen, sondern kontinuierlich wiederverwendet und recycelt werden.

In einem bestimmten Ökosystem können mehrere biogeochemische Zyklen ablaufen. Einige wichtige Nährstoffe, die durch ein Ökosystem recycelt werden, sind Sauerstoff, Kohlenstoff und Schwefel. Verschiedene Bodenmikroben spielen eine Schlüsselrolle beim Recycling dieser und anderer Nährstoffe. Ein Werkzeug, das der Mikrobiologe Sergei Winogradsky erfunden hat, um diese Prozesse zu untersuchen, war eine lange, versiegelte Säule aus schlammigem Boden, die heute Winogradsky-Säule genannt wird. Innerhalb eines davon bilden sich unterschiedliche Gradienten. Beispielsweise befindet sich im Laufe der Zeit am Kopf der Kolonne mehr Sauerstoff als am Boden. Diese Gradienten beeinflussen, wo verschiedene Mikroben innerhalb der Säule leben können.

Materialien
&bull Vier saubere Plastikwasserflaschen à 500 Milliliter. Flaschen mit glatten Seiten (keine Rippen) und einer höheren und schmaleren Form sollten am besten funktionieren.
&Stierschere
&Stiermesser (optional)
&Stier Permanentmarker
&Stier Herrscher
&bull Gummistiefel und alte Kleidung, die schlammig werden kann (optional)
&Stier Zugang zu einem schlammigen Bach, Teich, See oder Sumpf
&Stierhandschuhe
&Stierschaufel oder Kelle
&Stier Zwei Eimer
&bull Zeitung oder Normalpapier (geschreddert)
&Stier Ein Ei
&Stier Zwei Schüsseln
&bull Zwei große Rührschüsseln
&Stier Messbecher
&bull Wide Stick, zum Packen von Schlamm in die Flaschen
&bull Mess-Teelöffel
&bull Verstellbare Schreibtischlampe mit 13-Watt-Kompaktleuchtstofflampe (optional)
&bull Eine leere Oberfläche, wie z. B. auf einem Schreibtisch oder Tisch, die eine warme Raumtemperatur (etwa 72 bis 78 Grad Fahrenheit) hat. Es sollte kein direktes Sonnenlicht erhalten, aber wenn Sie keine Schreibtischlampe verwenden, sollte sich der Bereich in der Nähe eines sehr sonnigen Fensters befinden.
&Stier Plastikfolie
& Bull Plastikmülltüten oder Einkaufstüten
&Stier Vier Gummibänder
&Stier Karton oder braune Papiertüte
&Stier Taschenlampe

Vorbereitung
&bull Entfernen Sie so gut es geht alle Verpackungen von Ihren vier Wasserflaschen.
&bull Schneiden Sie die Flaschenverschlüsse vorsichtig ab. Möglicherweise müssen Sie dazu eine Schere und ein Messer verwenden, und möglicherweise muss ein Erwachsener helfen. Schneiden Sie das Oberteil genau dort ab, wo die Flasche beginnt, sich in der Nähe des Oberteils nach innen zu krümmen. Bewahren Sie die abgeschnittenen Spitzen auf, um sie später als Trichter zu verwenden.
&stier Machen Sie mit einem Permanentmarker eine kleine Markierung, wo Ihre Flasche zu etwa 85 Prozent gefüllt wäre. Wenn deine Flasche beispielsweise 15 cm groß ist, würdest du etwa 15 cm über dem Boden eine Markierung machen. Sie werden die Flaschen bis zu diesem Niveau mit Schlamm füllen.
&bull Beschriften Sie jede Flasche mit dem, was dem Schlamm hinzugefügt wird. Einer wird Zeitungspapier hinzugefügt, einem wird Eigelb hinzugefügt und zwei enthalten nur einfachen Schlamm (ohne hinzugefügt). Eine der schlichten Flaschen wird im Dunkeln aufbewahrt, die anderen drei Flaschen werden dem Licht ausgesetzt.
&bull Sammeln Sie etwas Schlamm aus einem schlammigen Bach, Teich, See oder Sumpf. Seien Sie im Wasser vorsichtig und haben Sie immer die Aufsicht eines Erwachsenen. (Vielleicht möchten Sie zuerst Gummistiefel und alte Kleidung anziehen, die schlammig werden kann.) Ziehen Sie Handschuhe an und füllen Sie einen Eimer mit etwa einer halben bis zu einer Gallone Schlamm, wobei Sie ihn hauptsächlich direkt unter der Wasseroberfläche schöpfen.
&bull Sammeln Sie im anderen Eimer etwas Wasser (höchstens eine halbe Gallone) von derselben Stelle.
&bull Bringen Sie Ihre Eimer nach Hause und waschen Sie sie bei Bedarf ab! (Bis Sie sie verwenden, halten Sie Ihre Eimer im Schatten, damit sie nicht zu heiß werden.)

Verfahren
&bull In einer Schüssel etwa ein Viertel Blatt Zeitungspapier oder Normalpapier in dünne Streifen schneiden und dann die Streifen in kleine Rechtecke schneiden. Diese werden eine Kohlenstoffquelle für die Mikroben im Schlamm sein. Wie wird sich das Hinzufügen von Kohlenstoff Ihrer Meinung nach auf die Mikroben auswirken, die in der Winogradsky-Säule wachsen?
&bull In eine zweite Schüssel ein Eigelb (roh oder hartgekocht) geben. Wenn es hart gekocht ist, zerdrücken Sie das Eigelb zu einem Brei. Wenn es roh ist, waschen Sie sich nach der Handhabung unbedingt die Hände, da rohe Eier Salmonellenbakterien enthalten können. Das Eigelb wird eine Schwefelquelle für die Mikroben im Schlamm sein. Was glauben Sie, wie sich die Zugabe von Schwefel auf die Mikroben auswirkt, die in einer Winogradsky-Säule wachsen?
&bull Zieh ein paar Handschuhe an und hol deinen Eimer mit deinem Schlamm. Gib unter Rühren langsam das Wasser, das du gesammelt hast, in die Erde, bis deine Mischung wie ein Milchshake wird. Achten Sie auch beim Rühren darauf, alle Stöcke, Blätter und Steine ​​aus dem Schlamm herauszusuchen.
&bull In einer großen Rührschüssel etwas mehr als zwei Tassen Schlamm und etwa ein Drittel des Eigelbs vermischen. Verwenden Sie einen abgeschnittenen Flaschendeckel als Trichter und gießen Sie etwa einen Zoll des mit Eigelb vermischten Schlamms in die Flasche, die mit Eigelb hinzugefügt ist. Klopfen Sie mit der Flasche auf eine harte Oberfläche, um den Schlamm zu verdichten, und verwenden Sie einen breiten Stock, um den Schlamm zu verdichten. Fügen Sie weiterhin etwa einen Zoll Schlamm hinzu und verpacken Sie ihn, bis Sie die 85-Prozent-Marke erreicht haben, die Sie gemacht haben. Stelle die Flasche beiseite.
&bull In einer anderen großen Rührschüssel etwas mehr als zwei Tassen Schlamm aus dem Eimer (ummischen, wenn sich Wasser abgesetzt hat) und einen Teelöffel der zerfetzten Zeitung oder des Papiers vermischen. Verwenden Sie einen abgeschnittenen Flaschendeckel als Trichter, gießen und packen Sie jeweils etwa einen Zoll des Schlamms in die korrekt beschriftete Flasche, bis Sie die 85-Prozent-Marke erreicht haben. Stelle die Flasche beiseite.
&bull Nehmen Sie die beiden verbleibenden Flaschen, die Sie mit reinem Schlamm beschriften sollten. In die beiden Flaschen trichtern und Schlamm direkt aus dem Schlammeimer einfüllen (ummischen, wenn sich Wasser abgesetzt hat), bis sie zu 85 Prozent gefüllt sind.
&bull Nach etwa 30 Minuten Sitzen sollte das Wasser in jeder Flasche etwa 0,2 bis 0,8 Zoll tief auf dem Schlamm sein. Gib nach Bedarf vorsichtig mehr Wasser hinzu oder entferne etwas davon. Lassen Sie oben mindestens 0,2 Zoll freien Platz.
&bull Suchen Sie eine leere, ebene Fläche, wie z. B. einen Schreibtisch oder eine Tischplatte, die eine warme Raumtemperatur (ca. 72 bis 78 Grad F) hat. Es sollte kein direktes Sonnenlicht erhalten. Wenn Sie keine Schreibtischlampe verwenden, sollte sich der Bereich in der Nähe eines sehr sonnigen Fensters befinden. Bedecke die Oberfläche mit Plastikmüll oder Einkaufstüten, um sie zu schützen.
&bull Bewegen Sie Ihre Flaschen vorsichtig an die Oberfläche und achten Sie darauf, sie nicht zu verschütten! Decken Sie jede Flasche mit Plastikfolie ab, die mit Gummibändern gesichert ist. Ihre Winogradsky-Säulen sind jetzt bereit zum Testen!
&Stier Wenn Sie keine Schreibtischlampe verwenden, ordnen Sie die drei Winogradsky-Säulen (die Licht empfangen) so an, dass sie viel Licht erhalten, aber nicht direktem Licht ausgesetzt sein sollten. Wenn Sie eine Lampe verwenden, ordnen Sie die drei Säulen so an, dass sie 20 Zoll von der Glühbirne entfernt sind. Bei Flaschen, die von einer Lampe beleuchtet werden, schreiben Sie ein kleines "L" auf die der Lampe zugewandten Seiten der Flaschen. Was denkst du, wird auf den Seiten passieren, die dem Licht zugewandt sind?
&bull Stellen Sie die Winogradsky-Säule mit einfachem Schlamm ein, der bei Raumtemperatur kein Licht auf einer Oberfläche empfängt. Dann entweder einen Karton kopfüber über die Säule legen oder in eine braune Papiertüte stecken, damit kein Licht auf die Flasche fällt. Was wird Ihrer Meinung nach in der Säule passieren, die kein Licht empfängt?
&bull Lassen Sie die Winogradsky-Säulen für die nächsten sechs bis acht Wochen dort, wo Sie sie aufgestellt haben. Wenn Sie eine verwenden, lassen Sie die Schreibtischlampe 24 Stunden am Tag eingeschaltet. (Wenn sich ein Plastikfoliendeckel löst, befestigen Sie ihn einfach wieder mit einem Gummiband.) Beobachten Sie die Säulen einmal pro Woche und suchen Sie nach Farbveränderungen in ihnen. Jeder Farbbereich sollte eine Gruppe der gleichen Mikrobenart sein. Wenn Sie die Säulen beobachten, versuchen Sie, das Licht auszuschalten und eine helle Taschenlampe auf die Säulen zu richten. Dies kann Ihnen helfen, die Farben besser zu sehen. Welche Farben sehen Sie in den Spalten? Wo in den Spalten erscheinen sie? Wie unterscheiden sich die Spalten voneinander? Sehen Sie Würmer, Garnelen, Schnecken oder andere größere Organismen in den Säulen? Wie verändern sich die Spalten im Laufe der Zeit? Was denken Sie, haben Ihre Ergebnisse damit zu tun, was den Spalten hinzugefügt (oder nicht hinzugefügt) wurde?
&bull-Tipp: Sie sollten nach ein bis zwei Wochen auf einigen Spalten eine grüne Färbung sehen. Möglicherweise müssen Sie genau danach suchen. Wenn Sie keine grüne Färbung sehen, erhalten die Säulen möglicherweise nicht genügend Licht. Sie könnten versuchen, sie näher an die Lichtquelle zu bringen.
&Stier Extra: Wiederholen Sie diese Aktivität, aber testen Sie dieses Mal mehrere Flaschen für jede Bedingung. Testen Sie beispielsweise drei Winogradsky-Säulen mit Eigelb. Wie reproduzierbar sind Ihre Ergebnisse? Gibt es große Unterschiede zwischen den verschiedenen Spalten, die auf die gleiche Weise eingerichtet wurden?
&Stier Extra: Sie können versuchen, verschiedene Schlamm- oder Bodenquellen zu testen, um zu sehen, ob das mikrobielle Wachstum von Ort zu Ort unterschiedlich ist. Sie könnten sogar etwas Strandsand probieren. Was glauben Sie, sagen Ihnen Ihre Ergebnisse über die Bodenqualität und die Mikroben, die an jedem von Ihnen getesteten Standort leben?
&Stier Extra: Testen Sie verschiedene Arten von Zusatzstoffen, um nach Mikroben zu suchen, die in einzigartigen und herausfordernden Umgebungen leben. Sie können beispielsweise steigende Salzmengen in einer Reihe von Winogradsky-Säulen testen, um Salzliebhaber (sogenannte Halophile) zu testen, oder Säulen bei unterschiedlichen Temperaturen aufstellen, um Mikroben zu finden, die Hitze (in der Nähe eines Wärmeabzugs) oder Kälte (im Kühlschrank) mögen. . Können Sie Mikroben auswählen, die unter extremeren Bedingungen leben?

Beobachtungen und Ergebnisse
Hatten die im Licht stehenden Säulen an den dem Licht zugewandten Seiten Bereiche mit grüner Färbung, während die Säule im Dunkeln dunkelbraun blieb? Haben die drei beleuchteten Säulen Farbmuster erzeugt, die sich etwas voneinander unterscheiden?

Im Laufe der Zeit sollten sich in den Winogradsky-Säulen Gradienten verschiedener Nährstoffe gebildet haben. Diese Gradienten beeinflussen, wo verschiedene Mikroben innerhalb der Säulen wachsen. Im Laufe der Zeit befindet sich beispielsweise oben in einer Säule mehr Sauerstoff als unten, und dies bedeutet, dass sich Mikroben, die Sauerstoff vertragen oder produzieren können, oben befinden. Mikroben, die freien Sauerstoff nicht vertragen (sogenannte anaerobe Bakterien), befinden sich weiter unten. Ebenso müssen Mikroben, die Licht benötigen, um Energie zu erzeugen (über Photosynthese oder einen ähnlichen Prozess), dort leben, wo sie Licht in die Säule bekommen können.

Nach etwa ein bis zwei Wochen, je nach Lichteinfall der Säulen, sollten die Lichtsäulen an den beleuchteten Seiten etwas Grün verfärben. Das liegt vor allem an Cyanobakterien und Algen, die Licht brauchen. Die Säule im Dunkeln sollte dunkelbraun bleiben. In der Säule, die Eigelb enthielt, haben Sie möglicherweise im Laufe der Zeit Bereiche mit dunklerer grüner, violetter und/oder schwarzer Färbung in der Nähe des Bodens gesehen. Diese Färbungen könnten Gruppen bestimmter anaerober Bakterien sein: grüne Schwefelbakterien, violette Schwefelbakterien und sulfatreduzierende Bakterien , bzw. Sulfatreduzierende Bakterien fressen tatsächlich Schwefel und produzieren Schwefelwasserstoffgas, das von den grünen und violetten Schwefelbakterien gefressen wird. In der Spalte, die Zeitung enthielt, haben Sie vielleicht einige Bereiche in Braun, Orange, Rot oder Violett in der Nähe der Mitte gesehen. Diese Färbungen könnten Gruppen von violetten Nichtschwefelbakterien sein, die eine Kohlenstoffquelle benötigen, um zu gedeihen. Sie haben vielleicht Würmer, Schnecken, Garnelen oder andere kleine Organismen im Wasser gesehen, aber wahrscheinlich nicht viele (wenn überhaupt) in der Flasche mit dem Eigelb, denn Schwefelwasserstoff ist für die meisten Organismen giftig!

Aufräumen
Achten Sie darauf, Ihre Hände und alles andere zu waschen, was mit dem rohen Ei in Kontakt gekommen ist, da sie Salmonellen übertragen können. Waschen Sie sich auch die Hände, nachdem Sie den Schlamm angefasst haben. Wenn Sie mit Ihren Winogradsky-Säulen fertig sind, können Sie den Schlamm mit Erlaubnis nach draußen kippen (z. B. in einen Komposter oder zurück in eine schlammige Gegend).

Mehr zu erkunden
Aufbau einer Winogradsky-Säulen-Videodemonstration von NASA Quest
Die Winogradsky-Säule, aus Mikrobielles Leben
Winogradsky-Säulen von der Pennsylvania State University
Anbau einer Bodenmenagerie von Science Buddies

Diese Aktivität wurde Ihnen in Zusammenarbeit mit Science Buddies angeboten


Elektronentransportkette

Das meiste ATP aus Glucose wird in der Elektronentransportkette erzeugt. Es ist der einzige Teil der Zellatmung, der direkt Sauerstoff verbraucht, jedoch ist dies bei einigen Prokaryonten ein anaerober Weg. Bei Eukaryoten findet dieser Weg in der inneren Mitochondrienmembran statt. Bei Prokaryonten kommt es in der Plasmamembran vor.

Die Elektronentransportkette besteht aus 4 Proteinen entlang der Membran und einer Protonenpumpe. Ein Cofaktor transportiert Elektronen zwischen den Proteinen I–III. Wenn NAD aufgebraucht ist, überspringen Sie I: FADH2 beginnt am II. Bei der Chemiosmose bringt eine Protonenpumpe Wasserstoff aus dem Inneren der Mitochondrien nach außen, wodurch der „Motor“ gedreht wird und die Phosphatgruppen daran haften. Die Bewegung ändert sich von ADP zu ATP, wodurch 90% des ATP aus dem aeroben Glukosekatabolismus gewonnen werden.


Diskussion – analytische Ansätze zur Quantifizierung von Biomasse

Das mikrobielle Wachstum während einer Kultivierung sollte überwacht werden. Die Quantifizierung von Biomasse kann durch die Verwendung von Offline-, Atline- und/oder Online-Ansätzen gezielt werden. Die Verwendung der direkten Offline-Zellzählung, einschließlich mikroskopischer Zählung, elektronischer Zählung und FACS, impliziert die Möglichkeit, Mikroben in flüssigen Medien zu zählen, obwohl nur ein repräsentatives Probenvolumen verwendet wird, um die Anzahl der Zellen zu bestimmen. Direkte Zellzähltechniken erleichtern die Bestimmung von Mikroben in flüssigen Medien, ohne dass eine Trübung im Vergleich zur Lichtstreutechnik erforderlich ist. Unter idealen Bedingungen sollten die Eigenschaften des Mediums die Quantifizierung von Mikroben im Medium nicht beeinflussen, obwohl Medienkomponenten die Quantifizierung von Mikroben behindern könnten, z. Fermenter- oder Gülleproben, da sie meist dunkel und hochviskos sind. Um Dunkelheit oder Viskosität zu überwinden, können Proben verdünnt werden, die später bei der Bestimmung der Zellmenge berücksichtigt werden müssen. Wenn eine Verdünnung nicht anwendbar ist, können indirekte Biomasse-Bestimmungstechniken verwendet werden, die auf Substratverbrauch, Produktbildung oder Biomasse-Lebensfähigkeitsuntersuchungen basieren. Darüber hinaus können auch komplexe Medienverbindungen oder polymere Substanzen eine ordnungsgemäße Quantifizierung erschweren (Reischl et al. 2018b). Die mikroskopische Zählung ist kostengünstiger als die elektronische Zählung und FACS, obwohl die Fehleranfälligkeit erhöht ist. Die Bestimmung des Wachstums durch die Methode der wahrscheinlichsten Zahl ist einfach durchzuführen. Obwohl es einige Nachteile gegenüber der direkten Zellzählung hat, sind Kontaminationen nicht nachweisbar, Zellen werden nicht gezählt und nur die Menge lebensfähiger Zellen wird geschätzt. Die Wachstumsbestimmung auf festen Medien könnte über Koloniezählung durchgeführt werden. Die Koloniezählung erlaubt keine Aufklärung über die tatsächliche Zellzahl. Stattdessen wird das Wachstum durch Kolonien angezeigt, die gezählt werden müssen. Anstatt Kolonien zu zählen, kann die Nass- und Trockengewichtsbestimmung erläutert werden. Diese Methode gibt nur einen Einblick in die Gewichtszunahme oder -abnahme und keine genaue Bestimmung der Zellzahl. Zusätzlich sollten OD-Messungen durchgeführt werden. Bei der Durchführung von OD-Messungen muss auch die Absorption des Mediums berücksichtigt werden. Je nach Einsatzzweck und verfügbarem Budget sind unterschiedliche Anwendungen möglich.

Online-Biomassemessungen bieten die Möglichkeit, das mikrobielle Wachstum in Echtzeit zu überwachen. Optische Sensoren detektieren Zellen direkt, daher hängen von optischen Sensoren erzeugte Signale stark von der Zellmorphologie ab, was auch zu fehlerhaften Antworten führen kann. Während optische Fluoreszenzsensoren die von Mikroben emittierte Lebenszeit-Fluoreszenz messen, können hier nur lebensfähige Mikroben nachgewiesen werden (Coppella und Rao 1990 Farabegoli et al. 2003). Die niederfrequente elektrochemische Impedanzspektroskopie (EIS) kann als Online-Prozesswerkzeug verwendet werden, um die Konzentrationen lebensfähiger Zellen während der Kultivierung zu überwachen. Das mikrobielle Wachstum könnte auch quantifiziert werden, indem eine Modellierungsstrategie verwendet wird, um die Zunahme der Biomasse während des Kultivierungsprozesses abzuschätzen. Diese Strategie ist kosteneffizient, da nicht jeder Parameter (z. B. Biomasse, Substrat und Produkt) von einem einzigen Gerät erfasst werden muss. Da der Platz für Messgeräte in Kultivierungsgefäßen begrenzt ist, könnte diese Modellierungsstrategie die Überwachung des Kultivierungsprozesses verbessern. Das ADM1-Modell wurde speziell für die Modellierung von Bioprozessen der anaeroben Vergärung entwickelt. Diese Modellierungsstrategie wird gut angewendet und weitere Fortschritte sind beabsichtigt.


Schwefelindol-Motilitätsmedien (SIM)


Dies ist ein Differentialmedium. Es testet die Fähigkeit eines Organismus, verschiedene Dinge zu tun: Schwefel reduzieren, Indol produzieren und durch den Agar schwimmen (beweglich sein). SIM wird häufig verwendet, um Mitglieder von . zu unterscheiden Enterobakterien.

Schwefel kann zu H . reduziert werden2S (Schwefelwasserstoff) entweder durch Abbau der Aminosäure Cystein durch das Enzym Cystein-Desulfurase oder durch Reduktion von Thiosulfat bei anaerober Atmung. Wenn Schwefelwasserstoff entsteht, bildet sich im Medium eine schwarze Farbe. Proteus mirabilis ist positiv für H2S-Produktion. Der ganz links abgebildete Organismus ist positiv für die Schwefelwasserstoffproduktion.

Bakterien, die das Enzym Tryptophanase besitzen, können die Aminosäure Tryptophan in Indol umwandeln. Indol reagiert mit zugesetztem Kovac’-Reagens unter Bildung von Kolophoniumfarbstoff, der eine rote Farbe hat (Indol +). Escherichia coli ist indolpositiv. Der zweite von links abgebildete Organismus ist E. coli und ist indolpositiv.

SIM-Röhrchen werden mit einem einzigen Stich auf den Boden des Röhrchens geimpft. Wenn ein Organismus beweglich ist, strahlt das Wachstum von der Stichmarke aus und lässt das gesamte Röhrchen trüb erscheinen. Pseudomonas aeruginosa und die Belastung von Proteus mirabilis mit denen wir arbeiten, sind beweglich.


Testosteron – was es tut und was nicht?

Was fällt Ihnen ein, wenn Sie an Testosteron denken? Machos? Aggressives, ungeduldiges Verhalten vom Typ A? Wut auf der Straße? Gewalt?

Die Rolle von Testosteron bei schlechtem Verhalten ist weitgehend ein Mythos. Darüber hinaus spielt Testosteron andere wichtige Rollen bei Gesundheit und Krankheit, die Sie überraschen können. Wussten Sie zum Beispiel, dass Testosteron eine Schlüsselrolle bei Prostatakrebs spielt? Oder brauchen auch Frauen Testosteron? Testosteron hat mehr zu bieten, als sich schlecht zu benehmen.

Die Rolle von Testosteron

Testosteron ist das wichtigste Sexualhormon bei Männern und spielt eine Reihe wichtiger Rollen, wie zum Beispiel:

  • Die Entwicklung von Penis und Hoden
  • Die Vertiefung der Stimme in der Pubertät
  • Das Auftreten von Gesichts- und Schamhaaren ab der Pubertät im späteren Leben kann eine Rolle bei der Glatzenbildung spielen
  • Muskelgröße und Kraft
  • Knochenwachstum und -stärke
  • Sexualtrieb (Libido)
  • Spermienproduktion

Heranwachsende Jungen mit zu wenig Testosteron erfahren möglicherweise keine normale Maskulinisierung. Zum Beispiel können sich die Genitalien nicht vergrößern, Gesichts- und Körperbehaarung können spärlich sein und die Stimme kann sich nicht normal vertiefen.

Testosteron kann auch helfen, die normale Stimmung aufrechtzuerhalten. Möglicherweise gibt es noch andere wichtige Funktionen dieses Hormons, die noch nicht entdeckt wurden.

Signale, die vom Gehirn an die Hypophyse an der Basis des Gehirns gesendet werden, steuern die Testosteronproduktion bei Männern. Die Hypophyse leitet dann Signale an die Hoden weiter, um Testosteron zu produzieren. Eine „Feedback-Schleife“ reguliert die Hormonmenge im Blut eng. Wenn der Testosteronspiegel zu hoch ansteigt, sendet das Gehirn Signale an die Hypophyse, um die Produktion zu reduzieren.

Wenn Sie dachten, Testosteron sei nur bei Männern wichtig, täuschen Sie sich. Testosteron wird in den Eierstöcken und der Nebenniere produziert. Es ist eines von mehreren Androgenen (männlichen Sexualhormonen) bei Frauen. Es wird angenommen, dass diese Hormone wichtige Auswirkungen haben auf:

  • Eierstockfunktion
  • Knochenstärke
  • Sexualverhalten, einschließlich normaler Libido (obwohl die Beweise nicht schlüssig sind)

Das richtige Gleichgewicht zwischen Testosteron (zusammen mit anderen Androgenen) und Östrogen ist wichtig für die normale Funktion der Eierstöcke. Während die Einzelheiten ungewiss sind, ist es möglich, dass Androgene auch eine wichtige Rolle bei der normalen Gehirnfunktion (einschließlich Stimmung, Sexualtrieb und kognitiver Funktion) spielen.

Wusstest du schon?

Testosteron wird im Körper aus Cholesterin synthetisiert. Aber ein hoher Cholesterinspiegel bedeutet nicht, dass Ihr Testosteron hoch ist. Der Testosteronspiegel wird von der Hypophyse im Gehirn zu sorgfältig kontrolliert, um dies zu erreichen.

Die Gefahren von zu viel Testosteron

Zu viel natürlich vorkommendes Testosteron zu haben ist kein häufiges Problem bei Männern. Das mag Sie überraschen, wenn man bedenkt, was die Leute als offensichtlichen Beweis für einen Testosteronüberschuss betrachten: Wut im Straßenverkehr, Kämpfe zwischen Vätern bei Spielen der Little League und sexuelle Promiskuität.

Ein Teil davon kann auf die Schwierigkeit zurückzuführen sein, "normale" Testosteronspiegel und "normales" Verhalten zu definieren. Der Testosteronspiegel im Blut variiert dramatisch im Laufe der Zeit und sogar im Laufe eines Tages. Darüber hinaus kann das, was wie ein Symptom eines Testosteronüberschusses (siehe unten) aussieht, tatsächlich nichts mit diesem Hormon zu tun haben.

Tatsächlich stammt das meiste, was wir über ungewöhnlich hohe Testosteronspiegel bei Männern wissen, von Sportlern, die anabole Steroide, Testosteron oder verwandte Hormone verwenden, um die Muskelmasse und die sportliche Leistung zu steigern.

Zu den Problemen im Zusammenhang mit ungewöhnlich hohen Testosteronspiegeln bei Männern gehören:

  • Niedrige Spermienzahl, Schrumpfen der Hoden und Impotenz (scheint seltsam, nicht wahr?)
  • Herzmuskelschäden und erhöhtes Herzinfarktrisiko
  • Prostatavergrößerung mit Schwierigkeiten beim Wasserlassen
  • Leber erkrankung
  • Akne
  • Flüssigkeitsretention mit Schwellung der Beine und Füße
  • Gewichtszunahme, möglicherweise teilweise im Zusammenhang mit gesteigertem Appetit
  • Bluthochdruck und Cholesterin
  • Schlaflosigkeit
  • Kopfschmerzen
  • Erhöhte Muskelmasse
  • Erhöhtes Risiko von Blutgerinnseln
  • Wachstumsstörungen bei Jugendlichen
  • Untypisch aggressives Verhalten (wenn auch nicht gut untersucht oder eindeutig nachgewiesen)
  • Stimmungsschwankungen, Euphorie, Reizbarkeit, Urteilsstörungen, Wahnvorstellungen

Bei Frauen ist das polyzystische Ovarialsyndrom (PCOS) vielleicht die häufigste Ursache für einen hohen Testosteronspiegel. Diese Krankheit ist weit verbreitet. Es betrifft 6% bis 10% der prämenopausalen Frauen.

Die Eierstöcke von Frauen mit PCOS enthalten mehrere Zysten. Zu den Symptomen zählen unregelmäßige Perioden, verminderte Fruchtbarkeit, übermäßige oder raue Haare im Gesicht, an den Extremitäten, am Rumpf und im Schambereich, männlicher Kahlheit, dunkler, dicker Haut, Gewichtszunahme, Depressionen und Angstzuständen. Eine Behandlung für viele dieser Probleme ist Spironolacton, ein Diuretikum (Wassertablette), das die Wirkung männlicher Sexualhormone blockiert.

Frauen mit hohen Testosteronspiegeln aufgrund von Krankheiten oder Drogenkonsum können zusätzlich zu vielen Problemen, die Männer haben können, eine Verringerung der Brustgröße und eine Vertiefung der Stimme erfahren.

Zu wenig Testosteron

In den letzten Jahren haben sich Forscher (und Pharmaunternehmen) auf die Auswirkungen von Testosteronmangel, insbesondere bei Männern, konzentriert. Tatsächlich sinkt der Testosteronspiegel mit zunehmendem Alter der Männer sehr allmählich, etwa 1% bis 2% pro Jahr – im Gegensatz zu dem relativ schnellen Abfall des Östrogens, der die Menopause verursacht. Die Hoden produzieren weniger Testosteron, es gibt weniger Signale von der Hypophyse, die den Hoden sagen, dass sie Testosteron bilden sollen, und ein Protein (das als Sexualhormon bindendes Globulin (SHBG) bezeichnet wird) nimmt mit dem Alter zu. All dies reduziert die aktive (freie) Form von Testosteron im Mehr als ein Drittel der Männer über 45 haben möglicherweise einen niedrigeren Testosteronspiegel, als als normal angesehen werden könnte (obwohl die Definition eines optimalen Testosteronspiegels, wie bereits erwähnt, schwierig und etwas umstritten ist).

Zu den Symptomen eines Testosteronmangels bei erwachsenen Männern gehören:

  • Reduzierte Körper- und Gesichtsbehaarung
  • Verlust von Muskelmasse
  • Geringe Libido, Impotenz, kleine Hoden, reduzierte Spermienzahl und Unfruchtbarkeit
  • Erhöhte Brustgröße
  • Hitzewallungen
  • Reizbarkeit, Konzentrationsschwäche und Depression
  • Verlust der Körperbehaarung
  • Brüchige Knochen und erhöhtes Frakturrisiko

Einige Männer mit Testosteronmangel haben Symptome oder Zustände im Zusammenhang mit ihrem niedrigen Testosteronspiegel, die sich verbessern, wenn sie einen Testosteronersatz einnehmen. Zum Beispiel kann ein Mann mit Osteoporose und niedrigem Testosteron die Knochenstärke erhöhen und sein Frakturrisiko mit Testosteronersatz reduzieren.

So überraschend es auch sein mag, Frauen können auch von Symptomen eines Testosteronmangels gestört werden. Zum Beispiel kann eine Erkrankung der Hypophyse zu einer verminderten Testosteronproduktion durch die Nebennierenerkrankung führen. Sie können geringe Libido, verminderte Knochenstärke, Konzentrationsschwäche oder Depression erfahren.

Wusstest du schon?

Es gibt Zeiten, in denen ein niedriger Testosteronspiegel nicht so schlimm ist. Das bekannteste Beispiel ist wohl Prostatakrebs. Testosterone may stimulate the prostate gland and prostate cancer to grow. That's why medications that lower testosterone levels (for example, leuprolide) and castration are common treatments for men with prostate cancer. Men taking testosterone replacement must be carefully monitored for prostate cancer. Although testosterone may make prostate cancer grow, it is not clear that testosterone treatment actually causes cancer.

Diseases and Conditions That Affect Testosterone

Men can experience a drop in testosterone due to conditions or diseases affecting the:

  • Testes – direct injury, castration, infection, radiation treatment, chemotherapy, tumors
  • Pituitary and hypothalamus glands – tumors, medications (especially steroids, morphine or related drugs and major tranquilizers, such as haloperidol), HIV/AIDS, certain infections and autoimmune conditions

Genetic diseases, such as Klinefelter syndrome (in which a man has an extra x-chromosome) and hemochromatosis (in which an abnormal gene causes excessive iron to accumulate throughout the body, including the pituitary gland) can also affect testosterone.

Women may have a testosterone deficiency due to diseases of the pituitary, hypothalamus or adrenal glands, in addition to removal of the ovaries. Estrogen therapy increases sex hormone binding globulin and, like aging men, this reduces the amount of free, active testosterone in the body.

Testosterone Therapy

Currently, testosterone therapy is approved primarily for the treatment of delayed male puberty, low production of testosterone (whether due to failure of the testes, pituitary or hypothalamus function) and certain inoperable female breast cancers.

However, it is quite possible that testosterone treatment can improve symptoms in men with significantly low levels of active (free) testosterone, such as:

  • Generalisierte Schwäche
  • Wenig Energie
  • Disabling frailty
  • Depression
  • Problems with sexual function
  • Problems with cognition.

However, many men with normal testosterone levels have similar symptoms so a direct connection between testosterone levels and symptoms is not always clear. As a result, there is some controversy about which men should be treated with supplemental testosterone.

Testosterone therapy may make sense for women who have low testosterone levels und symptoms that might be due to testosterone deficiency. (It's not clear if low levels ohne symptoms are meaningful treatment risks may outweigh benefits.) However, the wisdom and effectiveness of testosterone treatment to improve sexual function or cognitive function among postmenopausal women is unclear.

People with normal testosterone levels are sometimes treated with testosterone at the recommendation of their doctors or they obtain the medication on their own. Some have recommended it as a "remedy" for aging. For example, a study from Harvard Medical School in 2003 found that even among men who started out with normal testosterone results noted loss of fat, increased muscle mass, better mood, and less anxiety when receiving testosterone therapy. Similar observations have been noted among women. However, the risks and side effects of taking testosterone when the body is already making enough still discourages widespread use.

The Bottom Line

Testosterone is so much more than its reputation would suggest. Men and women need the proper amount of testosterone to develop and function normally. However, the optimal amount of testosterone is far from clear.

Checking testosterone levels is as easy as having a blood test. The difficult part is interpreting the result. Levels vary over the course of the day. A single low level may be meaningless in the absence of symptoms, especially if it was normal at another time. We need more research to know when to measure testosterone, how best to respond to the results and when it's worthwhile to accept the risks of treatment.

Image: Zerbor/Dreamstime


UV-Hydrogen Peroxide Processes

2.6.4 Dyes

Azo dyes are hard to be biodegraded in conventional biological wastewater treatment processes. A successful approach to treat these contaminants in water is their mineralization by AOPs, mainly UV/H 2Ö2.

Chang et al. (2010) proposed a kinetic model for dye decomposition, which consisted of varying peroxide concentration, dye concentration, pH and UV irradiation power. They considered pseudo-steady state for hydroxyl and hydroperoxyl free radicals and calculated reaction rates in different pathways thus validating the model with coefficients found in literature, and using nonlinear regression. The main conclusion of this evaluation was that with increasing H2Ö2 concentration or dye concentration, the reaction rate could be increased, but it can also accelerate the consumption of hydroxyl radicals and hinder the process, if the concentrations are too high.


Verweise

  1. Bailey & Scott’s Diagnostic Microbiology 13th Edition: Citrate Utilization
  2. Clinical Microbiology Procedures Handbook 2nd Edition: Citrate Utilization Test (Simmons)
  3. Microbe Online
  4. Hardy Diagnostics
  5. Your Article Library
  6. Austin Community College
  7. University of Windsor

1 thought on &ldquoCitrate Utilization Test- Principle, Media, Procedure and Result&rdquo

Hi, may I know what might be the possible reason that e coli caused the blue color of the citrate test ?


Schau das Video: Pulsunterschiede bei der anaeroben Schwelle beim Radfahren und Laufen? (Juni 2022).


Bemerkungen:

  1. Yerodin

    viel spaß zum lachen

  2. Tibault

    Bomb beobachten Sie alle!

  3. Markell

    Bitte ausführlicher erzählen.

  4. Faenos

    Es übersteigt mein Verständnis!



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