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8.2: Verfahren - Biologie

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A. Desinfektionsmittel

Für diese Übung führen Sie einen Diffusionstest mit Filterpapierscheiben durch, um die Wirksamkeit von 5 verschiedenen Arten von Desinfektionsmitteln zu bestimmen.

Materialien: 1 TSA-Platte/Student, Flüssigkulturen von Staphylococcus aureus und Escherichia coli, sterile Wattestäbchen, Filterpapierscheiben, 5 verschiedene Desinfektionsmittel, Pinzetten und Becher mit 70 % Ethanol

Gehen Sie zum Tisch des Ausbilders und schreiben Sie die Namen der 5 Desinfektionsmittel, die Sie testen werden, in die Tabelle unten.

Desinfektionsmittel #NameKonzentrationWirkstoff/Desinfektionsmittelklasse
6Steriles destilliertes Wasser (Kontrolle)

1. Wählen Sie eine der oben aufgeführten Bakterienarten. Mit einem Wattestäbchen impfen a Rasen von Bakterien auf Ihrem TSA-Schild. Entsorgen Sie die Tupfer in dem an Ihrem Tisch bereitgestellten Becher.

2. Beschriften Sie Ihre TSA-Platte mit dem Namen der Mikrobe, die Sie verwenden, und verteilen Sie die Nummern 1-6 gleichmäßig auf der Platte (siehe Demo-Platte, die von Ihrem Lehrer erstellt wurde). Die Zahlen (und die entsprechenden Scheiben) sollten nicht zu nah an den Rändern der Platte liegen.

3. Bringen Sie Ihre beimpfte Platte zum vorderen Tisch, wo Sie mit Desinfektionsmittel getränkte Filterpapierscheiben hinzufügen.

4. Vor jedem Gebrauch sollte die Pinzette wie folgt flammsterilisiert werden:

a) Entfernen Sie die Pinzette aus dem Alkoholbecher. Halten Sie die Spitzen immer nach unten abgewinkelt.

b) Stecken Sie die Pinzette in die Flamme des Bunsenbrenners nur um den Alkohol zu entzünden.

Notiz

Sie erhitzen die Pinzette nicht, sondern entzünden nur den Alkohol.

c) Behalten Sie die Pinzette sorgfältig im Auge (halten Sie sie an einer Stelle fest), bis der gesamte Alkohol abgebrannt ist (dies geht sehr schnell). Um Brände zu vermeiden, halten Sie sie nicht über Alkoholbecher!

d) Sobald der Alkohol abgebrannt ist, nehmen Sie mit der Pinzette eine Filterpapierscheibe aus der Glas-Petrischale.

5. Tauchen Sie die Diskette in Desinfektionsmittel Nr. 1 ein.

Notiz

Berühren Sie einfach die Oberfläche der Flüssigkeit – das Desinfektionsmittel dringt durch Kapillarwirkung in die Scheibe ein. Es ist wichtig, dass die Scheiben nicht zu nass sind, wenn Sie sie auf Ihre TSA-Platte legen.

6. Geben Sie Desinfektionsmittel Nr. 1 auf den entsprechenden Bereich der Agarplatte. Klopfen Sie es vorsichtig mit der Pinzette nach unten, um sicherzustellen, dass es an der Oberfläche des Agars haftet.

7. Wiederholen Sie diesen Schritt für alle Desinfektionsmittel.

Notiz

Wenn Sie ein anderes Produkt testen möchten, lassen Sie einfach eines der Desinfektionsmittel vor dem Raum weg.

8. Fügen Sie eine Filterpapierscheibe, die in steriles Wasser getaucht wurde, in den mit „#6“ gekennzeichneten Bereich der Platte hinzu – dies dient als Ihr negative Kontrolle.

9. Legen Sie die Pinzette nach jedem Gebrauch wieder in das Becherglas mit 70 % Ethanol. Erhitzen Sie sie nach Gebrauch NICHT, bevor Sie sie in die Becher zurückgeben.

10. Platten (wie üblich umgedreht) bis zur nächsten Laborperiode inkubieren.

B. Antibiotika-Empfindlichkeitstests

Jeder Tisch: 3 große (150 mm) Müller-Hinton-Agarplatten, Flüssigkulturen von Staphylococcus aureus, Escherichia coli, und Pseudomonas aeruginosa, sterile Wattestäbchen, antibiotische Dispenser.

1. Arbeiten Sie für diese Übung als Tisch. Die Mueller-Hinton-Agarplatten mit einem sterilen Wattestäbchen mit einem Bakterienrasen für jede aufgeführte Spezies (eine Spezies/Platte) inokulieren. Achten Sie darauf, die gesamte Fläche des Tellers abzudecken. Dies kann am besten erreicht werden, indem die gesamte Oberfläche der Platte dreimal abgewischt wird, die Platte jedes Mal um etwa 60º gedreht wird und das Abwischen beendet wird, indem die gesamte äußere Oberfläche der Platte umgangen wird.

2. Nachdem alle Platten geimpft sind, zeigt Ihnen Ihr Lehrer, wie Sie den Plattenspender verwenden, um Antibiotika-Disketten auf die Platten einzubringen. Achten Sie darauf, die Spender immer in aufrechter Position zu halten.

A. Sie werden feststellen, dass jede Scheibe, die in die Platte eingeführt wird, mit einem Buchstaben und einer Zahl versehen ist – diese geben sowohl die Art des Antibiotikums als auch die Konzentration an. P10 ist beispielsweise eine Abkürzung für 10 Einheiten Penicillin; PIP-100 ist eine Abkürzung für 100 µg (Mikrogramm) Piperacillin.

3. Kehren Sie zu Ihrem Labortisch zurück und drücken Sie mit der Impföse oder -nadel vorsichtig auf die Scheiben, um sicherzustellen, dass sie an der Agaroberfläche haften.

Notiz

Flammen Sie Ihre Schlaufe zwischen den Platten, um eine Kreuzkontamination zu vermeiden

4. Inkubieren Sie die Mueller-Hinton-Agarplatten (umgedreht) bis zur nächsten Laborperiode.

C. Nachweis der Antibiotikaproduktion mit Streptomyces

Materialien: Sojamehl-Mannitol (SFM)-Platten mit Kulturen von Streptomyces coelicolor und zwei zusätzliche Streptomyces Kulturen, Flüssigkulturen von Escherichia coli, Staphylococcus aureus, und Mycobacterium smegmatis, TSA-Agarplatten (1/Studentenpaar), sterile Wattestäbchen, sterile 1000 µl Pipettenspitzen.

Bevor Sie mit diesem Experiment beginnen, schreiben Sie die Namen der Organismen auf, die Sie hier testen werden, und geben Sie an eine kurze Beschreibung ihres Aussehens.

Belastung #StammnameBeschreibungWeitere Informationen

1. Teilen Sie Ihre Platte in 4 Bereiche (beschriftet mit 1, 2, 3 und – für die Negativkontrolle).

2. Wählen Sie eine Bakterien-Flüssigkultur aus der obigen Liste aus und beimpfen Sie einen Bakterienrasen mit einem sterilen Wattestäbchen. Entsorgen Sie den Tupfer im Becherglas an Ihrem Tisch.

3. Stanzen Sie mit dem großen runden Ende einer sterilen Pipettenspitze ein Loch aus der Mitte jedes der 4 Quadranten, die Sie auf Ihrer TSA-Platte erstellt haben. Entsorgen Sie die Spitze im Desinfektionsmittelbecher.

4. Verwenden Sie eine andere sterile Spitze, um einen Agarpfropfen aus dem Rasen der entsprechenden SFM-Platte auszuschneiden (diese kann Ihr Lehrer für Sie bereitstellen).

5. Übertragen Sie diesen Agarpfropfen in die Vertiefung, die Sie in Ihrer Agarplatte erstellt haben.

6. Wiederholen Sie dies für die anderen beiden Streptomyces Stämme, jedes Mal eine frische sterile Spitze verwenden.

7. Platzieren Sie einen Pfropfen ungeimpften SFM-Agars auf Ihrer Platte im Negativkontrollquadranten.

8. Inkubieren Sie die Platten bei 28 °C bis zur nächsten Laborperiode.


Bewirtschaftungsverfahren in einer Fischerei mit stark schwankenden Beständen und mit widersprüchlichen Zielen: Erfahrungen in der südafrikanischen pelagischen Fischerei

Die pelagische Fischerei in Südafrika zielt hauptsächlich auf Sardellen, Engraulis capensis, und Sardine, Sardinops sagax, die beide im Laufe der Geschichte der Fischerei stark variiert haben. Seit 1988 gibt es in dieser Fischerei Fortschritte in Richtung auf die Verwendung von Bewirtschaftungsverfahren als Grundlage für die Festlegung von Bewirtschaftungsvorschriften, wobei ein Bewirtschaftungsverfahren als ein Regelwerk definiert wird, das durch Simulation abgeleitet und normalerweise für drei bis fünf Jahre angewendet wird, wobei wie der Regulierungsmechanismus eingerichtet ist, welche Daten zu diesem Zweck erhoben werden und wie diese Daten analysiert und verwendet werden. Zu den Vorteilen von Managementverfahren zählen die formale Berücksichtigung von Unsicherheit, die Möglichkeit, Entscheidungsregeln anhand der prognostizierten mittelfristigen Konsequenzen zu wählen und eine Arbeitsersparnis gegenüber jährlichen Bewertungen.

In diesem Papier werden die bei der Anwendung von Bewirtschaftungsverfahren und deren Vorläufern in dieser Fischerei gewonnenen Erkenntnisse erörtert. Als Hauptprobleme werden die hohe Variabilität der Abundanz der beiden Bestände, die Entwicklung ihrer relativen Abundanz, die erheblichen Informationsunsicherheiten, der starke Druck zur Erreichung sozioökonomischer Ziele und die Zielkonflikte zwischen der gezielten Sardellen- und der gezielten Sardinenfischerei identifiziert bei der Umsetzung von Verfahren und der Verwaltung der Ressourcen. Es wird jedoch davon ausgegangen, dass der Einsatz von Managementverfahren zu einer stark verbesserten Kommunikation mit der Industrie und zu einem erheblichen Beitrag dieser in den Managementprozess geführt hat. Die Verfahren und die ihnen zugrunde liegenden Simulationen ermöglichten auch die Berücksichtigung der wesentlichen Unsicherheitsquellen im Verständnis der Ressourcendynamik und die Entwicklung robuster Verfahren.

Es wird argumentiert, dass die biologische Unsicherheit die Probleme bei der Anwendung der Verfahren stark verschärfte, aber in naher Zukunft wahrscheinlich nicht deutlich reduziert werden kann. Managementverfahren müssen gegenüber wahrscheinlichen Schwankungen und Unsicherheiten robust sein. Ebenso wichtig sind die Identifizierung und Auswahl erreichbarer Ziele sowie die Zuweisung der Verantwortung für die Festlegung akzeptabler Kompromisse zwischen Naturschutz- und sozioökonomischen Zielen an die politischen Entscheidungsträger und nicht an die Wissenschaftler. Andere Themen, einschließlich der Bedeutung langfristiger Rechte und der Flexibilität bei der Fischereipraxis, werden ebenfalls hervorgehoben


8.2: Verfahren - Biologie

Wie Andrew Kilianski, Chief Intelligence Officer des Joint Program Executive Office für chemische, biologische, radiologische und nukleare Verteidigung, am 23. Juli feststellte Nationale Sicherheit Online-Artikel, &ldquoVerteidigungsbeamte sehen eine zunehmende Bedrohung durch chinesische, russische Chem-Bio-Waffen&rdquo sowohl China als auch Russland entwickeln wissenschaftliche Techniken und Technologien, die “wir haben&rsquot schon einmal gesehen“

Wie im jährlichen Bericht der US-Geheimdienstgemeinschaft zur weltweiten Bedrohungsbewertung an den Sonderausschuss für Geheimdienste des Senats dargelegt, hat insbesondere China seine Wirtschafts- und Ressourceninvestitionen erhöht und das politische Interesse an Forschung und Innovation verstärkt, um, wenn nicht, wachsende Einflussnahme und Macht zu behaupten Hegemonie auf den internationalen wissenschaftlichen, biomedizinischen und technologischen Märkten.

Einer dieser aufstrebenden Bereiche ist die wachsende Möglichkeit, die synthetische Biologie zur Entwicklung neuartiger biologischer Waffen zu nutzen. Im Jahr 2018 verwendete der chinesische Wissenschaftler Dr. He Jiankui die CRISPR/Cas9-Keimbahnbearbeitung, um menschliche Zwillinge mit einer genetisch bedingten Resistenz gegen HIV zu erschaffen. Dies führte zu erheblichen ethischen und rechtlichen Kontroversen und führte schließlich dazu, dass die Weltgesundheitsorganisation (WHO) feststellte und behauptete, dass genetische Veränderungen der menschlichen Keimbahn „unverantwortlich“ sind.&rdquo

China hat jedoch gezeigt, dass es durch die Arbeit an den Grenzen der aktuellen Wissenschaften (dh in einigen Fällen durch die Geltendmachung unterschiedlicher kultureller Werte und ethischer Normen, die die biomedizinische Forschung und ihre Anwendungen leiten und regeln) biologische Fortschritte schaffen, entwickeln und fördern können, die sind für &mdash noch unerreichbar und damit vor &mdash anderen Ländern.

Avantgarde &ndash und die oft umstrittene &ndash Synthetische Biologie vereint Chinas Forschung und waffenfähige Biologika und Toxine. Geneditierung und andere Technologien der synthetischen Biologie (z. B. künstliche Proteine) können verwendet werden, um die Wirksamkeit eines Toxins zu erhöhen, wodurch weniger benötigt wird, um eine gewünschte Wirkung zu erzielen. Diese Wissenschaft könnte verwendet werden, um einen Biowirkstoff mit geringer Toxizität genetisch zu modifizieren, um wirksamer und tödlicher zu werden, oder könnte die Schaffung neuer, einzigartiger &mdashand bisher unbekannter &mdashagent ermöglichen. Wie James Madsen, leitender klinischer Berater und Leiter des klinischen Labors in der Abteilung für chemische Unfallversorgung des medizinischen Forschungsinstituts für chemische Verteidigung der US-Armee, in dem Artikel feststellte: China ist weltweit führend bei Toxin-basierten Biobedrohungen, und solche Bemühungen würden diese Position nur noch fester etablieren.

Der Einsatz synthetischer Biologie und Gen-Editierung zur Stärkung der Entwicklung und Produktion von Biowaffen ist jedoch nicht auf organische Toxine beschränkt. Prionenkrankheiten oder übertragbare spongiforme Enzephalopathien (TSE) sind tödliche neurodegenerative Erkrankungen, die durch die Fehlfaltung und Aggregation von normalen Prionenproteinen verursacht werden, um dann die krankheitsverursachende Isoform zu bilden. Unsere laufende Forschung konzentriert sich auf die Prionenforschung, Werkzeuge und die Möglichkeiten, wie verbesserte Kenntnisse und Fähigkeiten der Genomik und Proteomik aktuelle und kurzfristige zukünftige Methoden und die Durchführbarkeit der Prionensynthese, -modifikation und -pathogenität begeistern und voranbringen können.

Diese Anwendungen aufkommender Trends und Werkzeuge könnten es Biowaffenprogrammen ermöglichen, auf Prionen basierende Wirkstoffe für kinetische Einsätze zu produzieren. Wir glauben jedoch, dass es wahrscheinlicher ist, dass diese Wirkstoffe in nicht-kinetischen Einsätzen verwendet werden, um multidomänen- und multiskalare disruptive Effekte zu verursachen, die zu destruktiven Konsequenzen führen können. Solche nicht-kinetischen Bemühungen rufen die Arten und Ebenen der latenten Manifestationen hervor, die am bedeutsamsten und daher für den strategischen Wettbewerb von größtem Wert sind.

Die neuen Methoden und Werkzeuge der synthetischen Biologie können die Forschung und Entwicklung von Wirkstoffen ermöglichen, die derzeit nicht in der Bio- und Toxinwaffenkonvention aufgeführt sind. Dies macht es schwierig, diese F&E &ndash und die produzierten Agenten &ndash zu überwachen, zu regulieren und zu steuern. Vor diesem Hintergrund haben wir die Aktualisierung, Überarbeitung oder neue Ansätze der geltenden Konventionen/Verträge über biochemische Waffen und Regulierungs- und Governance-Prozesse gefordert, die die sich schnell ändernden Fähigkeiten, die durch neue Techniken und Technologien gefördert werden, besser widerspiegeln und darauf reagieren.

Joseph DeFranco ist Fellow der J5 Donovan Group in Biowarfare and Biosecurity am U.S. Special Operations Command und studiert derzeit Biodefense an der Schar School of Policy and Government, George Mason University, Virginia.

James Giordano ist Professor für Neurologie und Biochemie, Leiter des Neuroethik-Studienprogramms und Co-Direktor des O&rsquoNeill-Pellegrino-Programms für Hirnforschung und globales Recht und Politik am Georgetown University Medical Center. Derzeit ist er Senior Fellow der J5 Donovan Group für Biokriegsführung und Biosicherheit am USSSOM und ernanntes Mitglied des Beratungsgremiums für Neuroethik, Recht und Soziales der Defense Advanced Research Projects Agency.


Frage 1

Die Kandidaten müssen auch in der Lage sein, die Apparate/Instrumente zu verwenden, um Daten (z. B. die Verwendung einer Stoppuhr oder eines Thermometers) genau aufzuzeichnen, insbesondere Volumen, Temperatur, Länge und Zeit.

Die Kandidaten müssen die Ergebnisse auch in a Tabelle mit entsprechenden Überschriften und Einheiten. Die Ergebnisse müssen in der Regel aufbereitet und grafisch dargestellt werden. Die Identifizierung und Kommentierung der wichtigsten Fehlerquellen ist üblich. Ziehen Sie geeignete Schlussfolgerungen, die mit dem erhaltenen Ergebnis übereinstimmen.

Die Kandidaten müssen auch in der Lage sein, ein praktisches Problem zu analysieren und ein geeignetes Verfahren für die Untersuchung zu erstellen. In der Planungsfrage sollten enthalten sein:

  • Ansatz (Eine Zusammenfassung der Untersuchung, insbesondere um zu erwähnen, wie die abhängige Variable gemessen wird)
  • 3 feste abhängige Variable, 3 unabhängige Variable, 1 abhängige Variable
  • Vorgehensweise (eine Reihe von Schritten)
  • Abschluss
  • So erhöhen Sie die Zuverlässigkeit


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