המחברים רוצים להכיר את תודתם ל6.1 תכנית הצבא האמריקאי לאיכות הסביבה המחקר הבסיסי, מכון למחקר כירורגי של צבא ארה&quot;ב, והתכנית של NSRDEC הרציף שיפור מוצר ומשלוח מחנה הבסיס TecD למימון עבודה זו. אנו מודים לאדם Driks (המרכז רפואי של האוניברסיטה לויולה) למיקרוסקופ שמוצג באיור 6.

1. הכימי מעקר ניידת (PCS) <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ציוד. PCS היא מכשיר חדשני ל, עיקור נייד, אנרגיה שאינה תלויה בנקודה של שימוש רפואי. למטרות אלה, מזוודת פלסטיק מסחרית, פליקן נוקשה קישטה עם תכונות עיצוב מיוחדות כדי להתאים לעיקור (איור 1). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עיצוב ציוד. א) כלי תגובה פעורות פה מקבלים את ריאגנטים כימיים יבשים ומים; ב) שני שסתומים סימון מותקנים במקרה הקיר מקל על לחץ בpsi 1; ג) שסתום יניקה מסוננת מאפשר לאוויר להישאב לשטיפה הקאמרית; ד) צינור במחזור מפיץ את האוויר דרך ההודעה העיקור הקאמרית; התקני ה) scrubber היבש חד פעמי פחם פעיל () engrafted מעל שסתומי הבדיקה לשקע להסיר שאריות ולהבטיח את הבריאות ובטיחות של המשתמש והסביבה; וו) קביים בבסיסו של המקרה להכיל מגש מכשיר כירורגי או מגש מחורר אחר ולמקסם את גז הזרימה במהלךשטיפה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מבצע. הנח את PCS על משטח ישר ולפתוח את המכסה. הנח מגש כירורגית המכיל מכשירים נקיים, לא סטרילי ועטוף בנייר החיטוי כחול על הקביים בתוך התיק. לערבב כימיקלים יבשים ומים (למשל, 93 chlorite נתרן גרם, 63 סולפיט הנתרן גרם, 25 ascorbate מימן נתרן גרם, ו300 מיליליטר מים - תמורות אחרות אפשריות) בכלי התגובה פעורות פה ליזום תגובה כימית, ולאחר מכן לסגור ולנעול את המכסה. בלפי 2 דקות, התגובה מייצרת sterilant שופע דו תחמוצת כלור, חום ולחות. ב25 דקות, חבר משאבה הפועלת על סוללות או באוויר ביד מופעל לשסתום היניקה וזרימת אוויר לתוך החדר עבור כ. 5 דקות (איור 2). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סיום מחזור ושימוש חוזר. לפתוח את התיק ולהסיר את המגש כירורגית של מכשירים סטריליים. השלך את כלי תגובה (מים ומלחים כימיים שפירים). PCS היא זמינה לשימוש חוזר מיידי עם מגש נוסף של מכשירי ניתוח וסט טרי של כימיקלים ומים יבשים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אימות עיקור עם Bio-מחוונים. הנח זמין מסחרי B / T אינדיקטורים בטח ביולוגיים המכילים נבגים ספוגים על נייר (~ 10 5 נבגים / יחידה) של או G. stearothermophilus (המשמש לחום רטוב) או B. atrophaeus (המשמש לעיקור בגז אתילן אוקסיד) בתוך התיק למחזור עיקור. בהשלמת מחזור העיקור CLO 2, להסיר ולהפעיל את המחוונים, אז דגירה אינדיקטורים ל24-48 שעות כדי לאמת את העיקור. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אימות עיקור עם מתלי Spore. הנח תרחיפים מימיים של ג נבגי stearothermophilus (~ 10 5 CFU / מיליליטר) בתוך PCS לחשיפה למחזור עיקור CLO 2. לשחזר G. נבגי stearothermophilus נחשפו לטיפולים דו תחמוצת כלור באנטיביוטיקת Assay בינוני עם 1% עמילן מסיס 8 (אין התאוששות מצביעה על סטריליות). לבחון refractility של treateנבגי ד עם מיקרוסקופ לעומת שלב (נבגים מומתים על ידי CLO 2 שומרים על אופי בהיר שלב 14). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אימות עיקור של משטחים קשים. לחסן משטחים קשים, שאינם נקבוביים עשויים מזכוכית או מתכת עם תרחיפים מימיים (~ 10 5) של stearothermophilus G. נבגים. הנח חומרים מחוסן לתוך PCS לטיפול עם מחזור עיקור CLO 2. דגימת משטחי מטופלים עם מטליות Difco HY-בדוק זמינות מסחרי וקבלת ללא צמיחה מאשרת סטריליות. </li></ol> 2. &quot;D-ביצות&quot; <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ציוד. &quot;D-ביצות&quot; היא מצויד באמצעי ריסוס-הדק מופעל ביד בקבוק כף יד מתקפל. יש בקבוק הפלסטיק גמיש תחתון gusseted לעמוד-up כאשר מלא, והפלסטיק כימי עמיד מקנה מחדש שימושים מרובים לכל מרסס (איור 3). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צור olution S CLO 2 מימיות. D-מייבשים משתמשים 1-10 כמות כוללת גרם מחדש יבשיםסוכנים לייצר עד 800 מיליליטר של 50-500 פתרון עמודים לדקה דו תחמוצת כלור (למשל, chlorite נתרן 4.7 גרם, נתרן סולפיט 1.6 גרם, ו1.3 נתרן ascorbate גרם, עם תמורות אפשריות). השתמש &quot;שליטת קינטיקה,&quot; רומן הערבוב הכולל תהליך 2 שלבים:.. אני טרום ריכוז - המסת כל חומרים כימיים בנפח קטן, וii דילול פוסט תגובה - דילול הפתרון לגמר העבודה בנפח שלה, כדי ליצור כלור מימיים פתרונות דו חמצני בספריי הבקבוק ב2-9 דקות. פתרון החיטוי הוא ריסס כערפל דק או בתרסיס לחיטוי או לטהר משטחים מיועדים. הפתרון דו תחמוצת כלור בD-מייבשים נשאר יציב במשך משמרת מינימום 8 שעות וכל פתרון שנותר יכול להיות מרוקן את כיור או ניקוז רצפה בסוף המשמרת כדי לטהר biofilms. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מיקרוביולוגית אימות - inoculating משטחים נקבוביים. הכן את צלחות פטרי של ביירד פרקר אגר (BPA) המכילות חלמון ביצהtellurite (EYT) ותמצית שמרים (YE) ולחסן משטח אגר עם 0.1 מיליליטר של השעיה CFU / מיליליטר ~ 10 6 של קוקטייל 3-זן של Staphylococcus aureus (S. aureus-100 שמייצר enterotoxin, aureus ס 7 ATCC 14458 שמייצרת enterotoxin B, וS. aureus 993 שמייצר enterotoxin ד &#39;). ס aureus נבחר כאורגניזם היעד משום שהיא מייצרת מושבות שחורות במובהק ברור, אם לא מומת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מיקרוביולוגית אימות - משטחים נקבוביים בדיקה. באמצעות D-המייבשים לרסס פתרון דו תחמוצת כלור בקבוק המכיל, לרסס את פתרון החיטוי על גבי המשטח אגר הנקבובי. להשתמש בכוח עקבי, יציב לוותר כרכים כ שווים של פתרון לכל דופק תרסיס הדק. סובב את הצלחות 90 º בין פולסים רצופים ליישם כיסוי אחיד של פני השטח אגר. גם להשתמש בטכניקה זו עם מקל הוקי זכוכית והפעלת לחץ קל להפיץ chloriפתרון ne דו חמצני על פני אגר עבור שחיקה מכאנית (שווה ערך לניגוב או שפשוף - ראה איור 4). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מיקרוביולוגית אימות - משטחים קשים. לחסן נירוסטה מותאמת אישית מעוקרת (סוג 304) קופונים (4 &quot;x 4&quot;, עם סה&quot;כ שטח פנים 10.16 2 סנטימטר) עם 0.2 מיליליטר נפח תרחיפים מימיים של תאי חיידקים (למשל, S. aureus, Escherichia coli, או חיידקי ליסטריה) ו התפשט inocula אופן אחיד על פני משטח קופון. קופונים אוויר יבשים ל30 דקות בטמפרטורת חדר במכסת מנוע לזרום למינרית. תרים קופונים מחוסנים עם מלקחיים סטריליות ולטבול ב20 מיליליטר פתרון מבחן המכיל דו תחמוצת כלור בשקית מיליליטר מחוך 100. לאחר מגע זמנים של 0.5-5 דקות, להרוות את פתרון Sanitizer על ידי הוספת כמות קטנה של נתרן סולפיט המוצק, ואז ללעוס פתרון עבור 2 דקות במחוך. הסר את השקית ובזרימה למינרית לסגת supernatant וסדר לדלל solution על גבי צלחות אגר שהוכנו מראש, ולאחר מכן דגירה של 24 שעות למנות את הניצולים. </li></ol> 3. PCS עבור פירות וירקות טריים היכולת של טיפולי PCS מופחתים להרוג פתוגנים מזיקים במזון (E. coli וחיידקי L.) על תוצרת טרייה נבדקה באמצעות שיטת ספוט חיסון שבו רמות גבוהות של פתוגנים שהבחינו על גבי המשטחים החיצוניים של פלחי עגבניות. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חיסון. לחסן את המשטחים החיצוניים של 25 דגימות גרם של פלחי עגבניות עם או 10 5 CFU / g ל חיידקי OSY-8578 או עם 10 6 CFU / g א coli ATCC 11229, אז אוויר יבש ביו השכונה סטרילי במשך 15 דקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> טיפול PCS. לאחר מתייבש הבידוד, הנח את פלחי עגבניות (ללבוש כפפות סטריליות) בPCS והמבחן בתנאים שונים של ריכוז דו תחמוצת כלור וזמן חשיפה. במקרים מסוימים, הנח יו אינדיקטורים נבג של ג stearothermophilusnd B. atrophaeus בתוך PCS שילווה את פלחי העגבניות ולאמת את טיפול עיקור (איור 5). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שחזור של חיידקים. לאחר טיפול PCS, למקם את פלחי עגבניות בשקית מחוך עם 50 מיליליטר של חיץ מימיים פוספט (pH 7), ואז ללעוס במשך 2 דקות עם בלנדר מחוך. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פקידה. לוותר על הפתרון הלעוס כמו סדרתי פי 10 דילולים על גבי צלחות אגר תמצית tryptic סויה אגר-שמרים (TSAYE) ואגר מזין (NA) לL. monocyotgenes וא coli, בהתאמה, והתפשט עם מקל הוקי זכוכית, מכסים ודגירת צלחות ב ט = 35 מעלות צלזיוס במשך 24-48 שעה. למנות ניצולים באמצעות מונה מושבה כדי לאשר איון מיקרוביאלי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Inactivating Polyphenoloxidase (&quot;השחמה&quot;) אנזימים. מניחים פרוסות תפוחי uninoculated בצלחות פטרי נפרדות בתוך PCS ולחשוף לכלור דו חמצני (איור 5). לאחר טיפול, להסיר את צלחות פטרי ולחשוף את הפרוסות תפוחי דואר בסביבת הסביבה. תצפית ויזואלית לא הראתה השחמה במשך שבוע שלאחר טיפול עד 1. </li></ol> 4. &quot;D-להדוף כל&quot; <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צור olution S CLO 2 מימיות. D-להדוף כל שימושי כמויות קטנות של כימיקלים יבשים (chlorite וסמיה) במים כדי לייצר פתרון דו תחמוצת כלור ב0.5-3.0 דקות. לדוגמא, לערבב .8-3.3 גרם של חומרים כימיים ב15-1,200 מיליליטר של תמיסה מימית כדי לייצר פתרון כלור דו חמצני. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מיקרוביולוגית אימות - טקסטיל. לחסן רצועות סטרילית של דגימות טקסטיל עם תרחיפים מימיים של anthracis Bacillus סטרן או בצילוס amyloliquefaciens נבגים, ולתת לרצועות טקסטיל אוויר יבש בזרימה למינרית. תרים את רצועות עם מלקחיים סטריליות ולטבול ב20 מיליליטר של תמיסת כלור דו חמצני ב100 מיליליטר מחוך תיק. ב10 דקות, להרוות את התהליך מבלי להשפיע על נבגים על ידי הוספת כמות קטנה של נתרן סולפיט מוצקה, ואז ללעוס רצועת טקסטיל ופתרוןבמשך 2 דקות במחוך. הסר את השקית ובזרימה למינרית סדרו לדלל פתרון על גבי צלחות אגר שהוכנו מראש, ולאחר מכן דגירה של 24 שעות ולמנות לאמת טיהור. </li></ol>

<ol>
	<li>Curtin, M. A., Taub, I. A., Kustin, K., Sao, N., Duvall, J. R., Davies, K., Doona, C. J., Ross, E. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ascorbate-induced+oxidation+of+formate+by+peroxodisulfate:+product+yields,+kinetics+and+mechanism.">Ascorbate-induced oxidation of formate by peroxodisulfate: product yields, kinetics and mechanism.</a> Research on Chemical Intermediates. 30 (6), 647-661 (2004).</li><li>Curtin, M. A., Dwyer, S., Bukvic, D., Doona, C. J., Kustin, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Kinetics+and+mechanism+of+the+reduction+of+sodium+chlorite+by+sodium+hydrogen+ascorbate+in+aqueous+solution+at+near-neutral+pH.">Kinetics and mechanism of the reduction of sodium chlorite by sodium hydrogen ascorbate in aqueous solution at near-neutral pH.</a> International Journal of Chemical Kinetics. 46 (4), 216-219 (2014).</li><li>Doona, C. J., Curtin, M. A., Feeherry, F. E., Kandlikar, S., Baer, D., Kustin, K., Taub, I., McManus, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Portable Chemical Sterilizer., U.S. Patent Number 7,625,533. , (2009).</li><li>Doona, C. J., Curtin, M. A., Taub, I. A., Kustin, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Chemical Combination for the Generation of Disinfectant and Heat., U.S. Patent Number 7,883,640. , (2011).</li><li>Doona, C. J., Feeherry, F. E., Kustin, K., Curtin, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Process for producing aqueous chlorine dioxide for surface disinfection and decontamination., U.S. Patent Application Number 8,337,717. , (2012).</li><li>Doona, C. J., Feeherry, F. E., Kustin, K., Feng, H., Grove, S., Krishnamurthy, K., Lee, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Combining sanitizers and nonthermal processing technologies to improve fresh-cut produce safety. In: Electron beam pasteurization and complementary food processing technologies. , (2014).</li><li>Feeherry, F. E., Doona, C. J., Taub, I. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+water+activity+on+the+growth+kinetics+of+Staphylococcus+aureus+in+ground+bread+crumb.">Effect of water activity on the growth kinetics of Staphylococcus aureus in ground bread crumb.</a> Journal of Food Science. 68 (3), 982 (2003).</li><li>Feeherry, F. E., Munsey, D. T., Rowley, D. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thermal+inactivation+and+injury+of+Bacillus+stearothermophilus+spores.">Thermal inactivation and injury of Bacillus stearothermophilus spores.</a> Applied and Environmental Microbiology. 53 (2), 365 (1987).</li><li>G&#243;mez-L&#243;pez, V. M., Devlieghere, F., Ragaert, P., Debevere, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Shelf-life+extension+of+minimally+processed+carrots+by+gaseous+chlorine+dioxide.">Shelf-life extension of minimally processed carrots by gaseous chlorine dioxide.</a> International Journal of Food Microbiology. 116, 221 (2007).</li><li>Mahmoud, B. S. M., Bhagat, A. R., Linton, R. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inactivation+kinetics+of+inoculated+Escherichia+coli+O157:H7,+Listeria+monocytogenes,+and+Salmonella+enterica+on+strawberries+by+chlorine+dioxide+gas.">Inactivation kinetics of inoculated Escherichia coli O157:H7, Listeria monocytogenes, and Salmonella enterica on strawberries by chlorine dioxide gas.</a> Food Microbiology. 24 (7-8), 736 (2007).</li><li>Mahmoud, B. S. M., Linton, R. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inactivation+kinetics+of+inoculated+Escherichia+coli+O175:H7+and+Salmonella+enterica+on+lettuce+by+chlorine+dioxide+gas.">Inactivation kinetics of inoculated Escherichia coli O175:H7 and Salmonella enterica on lettuce by chlorine dioxide gas.</a> Food Microbiology. 25 (2), 244 (2008).</li><li>Kim, Y. -. J., Lee, S. -. H., Park, J. i., Park, J. o., Chung, M., Kwon, K., Chung, K., Won, M., Song, K. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inactivation+of+Escherichia+coli+O157:H7,+Salmonella+typhimurium,+and+Listeria+monocytogenes+on+stored+iceberg+lettuce+by+aqueous+chlorine+dioxide+treatment.">Inactivation of Escherichia coli O157:H7, Salmonella typhimurium, and Listeria monocytogenes on stored iceberg lettuce by aqueous chlorine dioxide treatment.</a> Journal of Food Science. 73 (9), (2008).</li><li>Park, E. -. J., Gray, P. M., Oh, S. -. W., Kronenberg, J., Kang, D. -. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Efficacy+of+FIT+produce+wash+and+chlorine+dioxide+on+pathogen+control+in+fresh+potatoes.">Efficacy of FIT produce wash and chlorine dioxide on pathogen control in fresh potatoes.</a> Journal of Food Science. 73 (6), (2008).</li><li>Setlow, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bacterial+Spores.">Bacterial Spores.</a> Industrial Pharmaceutical Microbiology. Supplement 10, (2011).</li><li>Setlow, P., Doona, C. J., Feeherry, F. E., Kustin, K., Sisson, D., Chandra, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enhanced+Safety+and+Extended+Shelf+Life+of+Fresh+Produce+for+the+Military.">Enhanced Safety and Extended Shelf Life of Fresh Produce for the Military.</a> Microbial Safety of Fresh Produce. , 263-288 (2009).</li><li>Taub, I. A., Roberts, W., LaGambina, S., Kustin, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanism+of+Dihydrogen+Formation+in+the+Magnesium&#8722;Water+Reaction.">Mechanism of Dihydrogen Formation in the Magnesium&#8722;Water Reaction.</a> Journal of Physical Chemistry. 106 (35), 8070 (2002).</li><li>Young, S. B., Setlow, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanisms+of+killing+of+Bacillus+subtilis+spores+by+hypochlorite+and+chlorine+dioxide.">Mechanisms of killing of Bacillus subtilis spores by hypochlorite and chlorine dioxide.</a> Journal of Applied Microbiology. 95 (1), 54 (2003).</li></ol>

אין לנו שום גילויים נוספים.

R &amp; D של יסוד זה קבע כיווני מחקר וטכניים חדשים באמצעות שיתופי פעולה עם אקדמיה, משרדי ממשלה אחרים, ובתעשייה שהביאו למסחור של רומן, ידידותי לסביבה (&quot;הירוקה&quot;) טכנולוגיות. דו תחמוצת כלור היא השיטה הראשונה שאושרה על ידי הקרן הלאומית תברואה ב20 שנים לבטוחות יותר, מהיר יו...

תמורת טכנולוגיית PCS שמבו אין מכשיר מסחרי היה קיים בעבר ומייצר דו תחמוצת החיטוי בכלור (CLO 2) שיש לו יכולת מוכחת להרוג פתוגנים וגטטיבי על תוצרת טרייה 3,6,9-13,15 או לטהר נבגי חיידקים. 6, 14,15,17 PCS כבר מעבדה תוקף באופן ספציפי למימוש עיקור נגד תרבויות חיות של stearothermophilus Geobacillus נבגים (GS) (ראה קשורים התייחסות 8) וביו אינדיקטורים נבג של ג stearothermophilus וatrophaeus Bacillus (BA) 6,15,16. PCS גם הותאם לפעול עם תנאים פחות מחמירים כדי להבטיח את בטיחות מזון על ידי inactivating גטטיבי פתוגנים חיידקי ליסטריה וחיידקי Escherichia על תוצרת טרייה, כגון עגבניות שלמות, ולהאריך את חיי המדף של תוצרת לחתוך טרי, למשל , על ידי inactivating אנזים השחמת polyphenoloxidase בתפוחים פרוסים 6,15. כדי ליצור דו תחמוצת כלור, PCS משתמש בכימית מפעיל רומן שמתנהלת באמצעות תגובות חמצון הפחתה ב-pH קרוב לניטראלי, ובכך מבטל את השימוש בחומצות והקשיים הכרוכים במשלוח, אחסון, טיפול, וסילוק פסולת חומצית בצבא מרחיק קדימה פריסות 1,2,4,17. בנוסף לצבא, יכול לשמש גם על ידי PCS ביטחון מולדת / הגנה; אסונות טבע (Superstorm סנדי, צונאמי, הוריקן קתרינה) שלנטרל גישה לכוח, מים ראויים לשתייה, ופינוי פסולת בזמן; באתר על ידי ראשון מגיבי חירום; ובבתי חולים בקהילה או בבתי ספר במהלך הפסקות חשמל (הפסקות חשמל וחום-outs). Isinfectant D - המרסס לoods F וanitation EN vironmentally ידידותי S (D-מייבשים) משתמש גם בכימית מפעיל (3 רכיבים כימיים) ותהליך ערבוב 2 שלבים ( <em&gt; I.. דילול תגובה לתגובה מראש ריכוז ואחריו השני) כדי ליצור מימית דו תחמוצת כלור, בעיקר בבקבוק תרסיס מתקפל לdecontaminating משטחים של אמצעי הצבא, ציוד טיפול במזון וציוד האכלת שדה במטבחי שדה צבא ומרכזי תברואה וחיל ים ספינות, יחידות רפואיות, מקלחות, בתי שימוש ומספר גדול של אנשים בכל מקום לפרוס להתקיים בסמיכות 5,6. בדיקות אימות הראו כי D-מייבשים מבטל את הפתוגן Staphylococcus aureus, הפתוגן במזון משותף, על משטחים נקבוביים 14. &quot;כולם D-ידאג&quot; (isinfectant D לecontamination EN vironmentally ידידותי D, לכל המטרה) מספק (מרכיבים כימיים 2) פשוט אלטרנטיבה נוחה יותר (1 שלב ערבוב), עם צדדיות ללא תחרות לייצור מימית דו תחמוצת כלור כדי לטהר חיידקים נבגים על טקסטיל, לחיטוי פני השטח כדי לקדם את סאניסימטרייה והיגיינה, וכדי לשפר את האיכות ובטיחות מים, עם יתרונות מסוימים ליישומים שדורשים ייצור המהיר של כמויות גדולות של דו תחמוצת כלור פתרונות לדלל באמצעות כמויות קטנות של חומרי מוצא עבור יישומים בטכנולוגיות מחזור קולחים נשטפים רומן שנועדו ליצור מים נקיים, לשתייה ל מחנות בסיס משלוח 2. מגוון של מנגנונים קיימים בהתאם לחוק הפדרלי להעברת הטכנולוגיה כדי להקל על העברת הטכנולוגיות פדרליות לגופי nonfederal כדרך לעודד את הפיתוח ומסחור של טכנולוגיות לתועלת החומרית של האומה. בהתאם לכך, עם הפוטנציאל המתפתח שלהם לשימושים רבים צבאיים ואזרחיים, PCS, D-ביצות, ו-D-להדוף כל טכנולוגיות כבר פטנט והועברו לתעשייה למסחור באמצעות הסכמי רישוי פטנטים ורישיונות מסחריים הערכה. גרסה איטית, שחרור מבוקר של D-מייבשים (המכונה &amp; #8220; D-מייבשי לייט &quot;) הועבר טכנולוגיה לתעשייה מסחרית לצורך שילובם בחומרי אריזה כדי להאריך את חיי המדף של פירות יער טריים, וPCS גם הועבר טכנולוגיה לאקדמיה ובגופים ממשלתיים אחרים לבדיקה השוואתית עם טכנולוגיות אחרות, למחקר על בטיחות מזון עם סחורות תוצרת טרייה, ולשיפור חינוך מדעי לתואר ראשון. העברת הטכנולוגיה של PCS והכימיה שלה הובילה למוצר מסחרי המאושר לעיקור ביו מכסה המנוע עם שיפורים בזמן, עלות, והגנה על סביבה בהשוואה לטיפולים קונבנציונליים פורמלדהיד.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Sodium chlorite</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>244155</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium sulfite</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>239312</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium ascorbate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>A7631</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Potassium phosphate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>P0662</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dextrose</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>D-16</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BT Sure biological indicator (steam)</td>
			<td>Thermo Fisher Sci</td>
			<td>AY759X3</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EZ Test (EtO)</td>
			<td>SGM Biotech Inc</td>
			<td>EZG/6</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Difco Hy-check</td>
			<td>Becton-Dickinson/ Difco</td>
			<td>290002</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tryptic Soy Agar</td>
			<td>Difco</td>
			<td>236950</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nutrient Agar</td>
			<td>Difco</td>
			<td>213000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Baird-Parker Agar</td>
			<td>Difco</td>
			<td>276840</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Egg Yolk-Tellurite</td>
			<td>Difco</td>
			<td>277910</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0.5% Yeast extract</td>
			<td>Difco</td>
			<td>212750</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bacto-Peptone</td>
			<td>Difco</td>
			<td>211677</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bacto-Tryptone</td>
			<td>Difco</td>
			<td>211705</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Agar</td>
			<td>Difco</td>
			<td>214010</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Soluble starch</td>
			<td>Difco</td>
			<td>0178-17</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lab Lemco Beef Extract</td>
			<td>Oxoid</td>
			<td>L29</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Masticator - Classic</td>
			<td>IUL Instruments</td>
			<td>Cat. No. 400</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stomacher bags</td>
			<td>Seward</td>
			<td>Stomacher &#8216;400&#8217; bags</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

the portable chemical sterilizer (pcs), d-fens, and d-fend all: novel chlorine dioxide decontamination technologies for the military

צבא האמור יש צורך ב, טכנולוגית מעקר הלא קיטור שדה נייד שיכול לשמש את צוותים כירורגיים קדימה, חברות שיניים, וטרינריה שירות תמיכת פלוגות, בתי חולים תומכים לחימה, ומעבדות רפואיות פינת לעקר מכשירי ניתוח ולעקר פתולוגי דגימות לפני הסילוק בחדרי ניתוח, באזורי טיפול חירום, ויחידות לטיפול נמרץ. אנסמבל של רומן, טכנולוגיות דו תחמוצת כלור &quot;נקי וירוק&quot; הבא הם מגוונים וגמיש כדי להתאים לפגוש מספר הצרכים הצבאיים חיוניים לטיהור 6,15. באופן ספציפי, terilizer C ortable P S hemical (PCS) הומצא כדי לענות על הצרכים של שדה קרב דחוף ולסגור את פערי יכולת קריטיים עבור אנרגיה עצמאות, ניידות קלה, ניידות מהירה, ועמידות מחוספסת בפריסות קדימה בעוצמה גבוהה 3. כפריצת דרך טכנולוגית מהפכני בsterilizat כירורגיתטכנולוגית יונים, PCS היא שדה החיטוי מודרני הנשען על באתר, נקודה של שימוש, ב- רצון דור של דו תחמוצת כלור במקום קיטור. שני (2) יחידות PCS לעקר 4 מגשים כירורגית בשעה 1, שהוא שווה ערך התפוקה של החיטוי אחד גדול אדים (שזכה לכינוי &quot;ברטה&quot; בפריסות בגלל גודל שלה מסורבל, מגושמים ממדים ומשקל). עם זאת, PCS פועל באמצעות 100% פחות חשמל (0 לעומת 9 כ&quot;ס) ו98% פחות מים (10 לעומת 640 עוז.), מפחית באופן משמעותי במשקל על ידי 95% (לעומת 20 450 £, מעלית 4 איש) וקובייה על ידי 96% (לעומת 2.1 60.2 רגל 3), ולמעשה מבטלת את האתגרים הקשים בפריסות קדימה של תיקונים ותחזוקת פעולה אמינה, הרמת ושינוע, וחשמל הנדרש לאוטוקלאב קיטור.

PCS לתפעול קל נועד להשיג עקרות ידי inactivating השעיות נבגי חיידקים או ביו אינדיקטורים נבגי חיידקים בטיפולי 30 דקות מעורבים הייצור המבוקר של דו תחמוצת כלור על ידי כימיה מפעיל ייחודית. באופן ספציפי, מחקרי אימות מיקרוביולוגית וידא שPCS השיג עקרות ידי inactivating יו אינדיקטורים המכי?...

Watch this Scientific Journal Video about The Portable Chemical Sterilizer PCS, D-FENS, and D-FEND ALL: Novel Chlorine Dioxide Decontamination Technologies for the Military at JoVE.com

The Portable Chemical Sterilizer PCS, D-FENS, and D-FEND ALL: Novel Chlorine Dioxide Decontamination Technologies for the Military

Terilizer C ortable P S hemical (PCS) הוא, טכנולוגיה מהפכנית, אנרגיה עצמאית כמעט ללא מים עיקור ליחידות רפואיות בצבא. PCS מייצר דו תחמוצת כלור מחומרים כימיים יבשים מעורבבים עם מים באתר, ובשלב של שימוש (פולו) במזוודת פלסטיק ב- רצונו. Isinfectant D - המרסס לoods F וanitation EN vironmentally ידידותי S (D-מייבשים) וisinfectant D לecontamination D vironmentally ידידותי EN, לכל המטרה (D-להדוף ALL) מימית דו תחמוצת כלור לייצר בבקבוק תרסיס מתקפל והתגלמויות פוטנציאליות אחרות. טכנולוגיות טיהור תכליתית אלה להרוג חיידקים ביישומים דואלי שימוש מגוונים עצום עבור צרכנים צבאיים ואזרחיים.

הכימיה מעקר ניידת (PCS), D-הביצות, ו-D-אדאג הכל: דו תחמוצת כלור רומן טיהור טכנולוגיות עבור הצבא

There is a stated Army need for a field-portable, non-steam sterilizer technology that can be used by Forward Surgical Teams, Dental Companies, Veterinary ...

the-portable-chemical-sterilizer-pcs-d-fens-d-fend-all-novel-chlorine

Research

JoVE Journal

Bioengineering

The Portable Chemical Sterilizer (PCS), D-FENS, and D-FEND ALL: Novel Chlorine Dioxide Decontamination Technologies for the Military

14.4K Views.  United States Army-Natick Soldier RD&E Center, Warfighter Directorate.  Terilizer C ortable P S hemical (PCS) הוא, טכנולוגיה מהפכנית, אנרגיה עצמאית כמעט ללא מים עיקור ליחידות רפואיות בצבא. PCS מייצר דו תחמוצת כלור מחומרים כימיים יבשים מעורבבים עם מים באתר, ובשלב של שימוש (פולו) במזוודת פלסטיק ב- רצונו. Isinfectant D - המרסס לoo...

Video: The Portable Chemical Sterilizer PCS, D-FENS, and D-FEND ALL: Novel Chlorine Dioxide Decontamination Technologies for the Military

A Microfluidic Chip for the Versatile Chemical Analysis of Single Cells

We present a microfluidic device that enables the quantitative determination of intracellular biomolecules in multiple single cells in parallel. For this purpose, the cells are passively trapped in the middle of a microchamber. Upon activation of the control layer, the cell is isolated from the surrounding volume in a small chamber. The surrounding volume can then be exchanged without affecting the isolated cell. However, upon short opening and closing of the chamber, the solution in the chamber can be replaced within a few hundred milliseconds. Due to the reversibility of the chambers, the cells can be exposed to different solutions sequentially in a highly controllable fashion, e.g. for incubation, washing, and finally, cell lysis. The tightly sealed microchambers enable the retention of the lysate, minimize and control the dilution after cell lysis. Since lysis and analysis occur at the same location, high sensitivity is retained because no further dilution or loss of the analytes occurs during transport. The microchamber design therefore enables the reliable and reproducible analysis of very small copy numbers of intracellular molecules (attomoles, zeptomoles) released from individual cells. Furthermore, many microchambers can be arranged in an array format, allowing the analysis of many cells at once, given that suitable optical instruments are used for monitoring. We have already used the platform for proof-of-concept studies to analyze intracellular proteins, enzymes, cofactors and second messengers in either relative or absolute quantifiable manner.

In this article we present a microfluidic chip for single cell analysis. It allows the quantification of intracellular proteins, enzymes, cofactors, and second messengers by means of fluorescent assays or immunoassays.&#160;

שבב microfluidic לניתוח הכימי תכליתי של תאים בודדים

We present a microfluidic device that enables the quantitative determination of intracellular biomolecules in multiple single cells in parallel. For this ...

Lignin Down-regulation of Zea mays via dsRNAi and Klason Lignin Analysis

To facilitate the use of lignocellulosic biomass as an alternative bioenergy resource, during biological conversion processes, a pretreatment step is needed to open up the structure of the plant cell wall, increasing the accessibility of the cell wall carbohydrates. Lignin, a polyphenolic material present in many cell wall types, is known to be a significant hindrance to enzyme access. Reduction in lignin content to a level that does not interfere with the structural integrity and defense system of the plant might be a valuable step to reduce the costs of bioethanol production. In this study, we have genetically down-regulated one of the lignin biosynthesis-related genes, cinnamoyl-CoA reductase (ZmCCR1) via a double stranded RNA interference technique. The ZmCCR1_RNAi construct was integrated into the maize genome using the particle bombardment method. Transgenic maize plants grew normally as compared to the wild-type control plants without interfering with biomass growth or defense mechanisms, with the exception of displaying of brown-coloration in transgenic plants leaf mid-ribs, husks, and stems. The microscopic analyses, in conjunction with the histological assay, revealed that the leaf sclerenchyma fibers were thinned but the structure and size of other major vascular system components was not altered. The lignin content in the transgenic maize was reduced by 7-8.7%, the crystalline cellulose content was increased in response to lignin reduction, and hemicelluloses remained unchanged. The analyses may indicate that carbon flow might have been shifted from lignin biosynthesis to cellulose biosynthesis. This article delineates the procedures used to down-regulate the lignin content in maize via RNAi technology, and the cell wall compositional analyses used to verify the effect of the modifications on the cell wall structure.

Lignin Down-regulation of Zea mays via dsRNAi and Klason Lignin Analysis

A double stranded RNA interference (dsRNAi) technique is employed to down-regulate the maize cinnamoyl coenzyme A reductase (ZmCCR1) gene to lower plant lignin content. Lignin down-regulation from the cell wall is visualized by microscopic analyses and quantified by the Klason method. Compositional changes in hemicellulose and crystalline cellulose are analyzed.

ליגנין Down-תקנה של<em&gt; Zea mays</em&gt; באמצעות dsRNAi וKlason ליגנין ניתוח

To facilitate the use of lignocellulosic biomass as an alternative bioenergy resource, during biological conversion processes, a pretreatment step is ...

A Novel Bioreactor for High Density Cultivation of Diverse Microbial Communities

A novel reactor design, coined a high density bioreactor (HDBR), is presented for the cultivation and study of high density microbial communities. Past studies have evaluated the performance of the reactor for the removal of COD1 and nitrogen species2-4 by heterotrophic and chemoautotrophic bacteria, respectively. The HDBR design eliminates the requirement for external flocculation/sedimentation processes while still yielding effluent containing low suspended solids. In this study, the HDBR is applied as a photobioreactor (PBR) in order to characterize the nitrogen removal characteristics of an algae-based photosynthetic microbial community. As previously reported for this HDBR design, a stable biomass zone was established with a clear delineation between the biologically active portion of the reactor and the recycling reactor fluid, which resulted in a low suspended solid effluent. The algal community in the HDBR was observed to remove 18.4% of total nitrogen species in the influent. Varying NH4+ and NO3- concentrations in the feed did not have an effect on NH4+ removal (n=44, p=0.993 and n=44, p=0.610 respectively) while NH4+ feed concentration was found to be negatively related with NO3- removal (n=44, p=0.000) and NO3- feed concentration was found to be positively correlated with NO3- removal (n=44, p=0.000). Consistent removal of NH4+, combined with the accumulation of oxidized nitrogen species at high NH4+ fluxes indicates the presence of ammonia- and nitrite-oxidizing bacteria within the microbial community.

A novel reactor design, coined a high density bioreactor (HDBR), is presented for the cultivation and study of high density microbial communities. Here, the HDBR is successfully applied in a photobioreactor (PBR) configuration for the study of nitrogen metabolism by a mixed high density algal community.

Bioreactor רומן לטיפוח צפיפות גבוה של קהילות חיידקים מגוונות

A novel reactor design, coined a high density bioreactor (HDBR), is presented for the cultivation and study of high density microbial communities. Past ...

Synthesis of Hydrogels with Antifouling Properties As Membranes for Water Purification

Hydrogels have been widely utilized to enhance the surface hydrophilicity of membranes for water purification, increasing the antifouling properties and thus achieving stable water permeability through membranes over time. Here, we report a facile method to prepare hydrogels based on zwitterions for membrane applications. Freestanding films can be prepared from sulfobetaine methacrylate (SBMA) with a crosslinker of poly(ethylene glycol) diacrylate (PEGDA) via photopolymerization. The hydrogels can also be prepared by impregnation into hydrophobic porous supports to enhance the mechanical strength. These films can be characterized by attenuated total reflection Fourier transform infrared spectroscopy (ATR-FTIR) to determine the degree of conversion of the (meth)acrylate groups, using goniometers for hydrophilicity and differential scanning calorimetry (DSC) for polymer chain dynamics. We also report protocols to determine the water permeability in dead-end filtration systems and the effect of foulants (bovine serum albumin, BSA) on membrane performance.

This paper reports practical methods to prepare hydrogels in freestanding films and impregnated membranes and to characterize their physical properties, including water transport properties.

סינתזה של הידרוג עם מאפייני Antifouling ופלטות לטיהור מים

Hydrogels have been widely utilized to enhance the surface hydrophilicity of membranes for water purification, increasing the antifouling properties and ...

Fabrication of Extracellular Matrix-derived Foams and Microcarriers as Tissue-specific Cell Culture and Delivery Platforms

Cell function is mediated by interactions with the extracellular matrix (ECM), which has complex tissue-specific composition and architecture. The focus of this article is on the methods for fabricating ECM-derived porous foams and microcarriers for use as biologically-relevant substrates in advanced 3D in vitro cell culture models or as pro-regenerative scaffolds and cell delivery systems for tissue engineering and regenerative medicine. Using decellularized tissues or purified insoluble collagen as a starting material, the techniques can be applied to synthesize a broad array of tissue-specific bioscaffolds with customizable geometries. The approach involves mechanical processing and mild enzymatic digestion to yield an ECM suspension that is used to fabricate the three-dimensional foams or microcarriers through controlled freezing and lyophilization procedures. These pure ECM-derived scaffolds are highly porous, yet stable without the need for chemical crosslinking agents or other additives that may negatively impact cell function. The scaffold properties can be tuned to some extent by varying factors such as the ECM suspension concentration, mechanical processing methods, or synthesis conditions. In general, the scaffolds are robust and easy to handle, and can be processed as tissues for most standard biological assays, providing a versatile and user-friendly 3D cell culture platform that mimics the native ECM composition. Overall, these straightforward methods for fabricating customized ECM-derived foams and microcarriers may be of interest to both biologists and biomedical engineers as tissue-specific cell-instructive platforms for in vitro and in vivo applications.

The tissue-specific extracellular matrix (ECM) is a key mediator of cell function. This article describes methods for synthesizing pure ECM-derived foams and microcarriers that are stable in culture without the need for chemical crosslinking for applications in advanced 3D in vitro cell culture models or as pro-regenerative bioscaffolds.

ייצור של תאי מטריקס הנגזרות קצפים Microcarriers כמו תרבית תאי רקמות ספציפיות פלטפורמות משלוח

Cell function is mediated by interactions with the extracellular matrix (ECM), which has complex tissue-specific composition and architecture. The focus ...

Production of E. coli-expressed Self-Assembling Protein Nanoparticles for Vaccines Requiring Trimeric Epitope Presentation

Self-assembling protein nanoparticles (SAPNs) function as repetitive antigen displays and can be used to develop a wide range of vaccines for different infectious diseases. In this article we demonstrate a method to produce a SAPN core containing a six-helix bundle (SHB) assembly that is capable of presenting antigens in a trimeric conformation. We describe the expression of the SHB-SAPN in an E. coli system, as well as the necessary protein purification steps. We included an isopropanol wash step to reduce the residual bacterial lipopolysaccharide. As an indication of the protein identity and purity, the protein reacted with known monoclonal antibodies in Western blot analyses. After refolding, the size of the particles fell in the expected range (20 to 100 nm), which was confirmed by dynamic light scattering, nanoparticle tracking analysis, and transmission electron microscopy. The methodology described here is optimized for the SHB-SAPN, however, with only slight modifications it can be applied to other SAPN constructs. This method is also easily transferable to large scale production for GMP manufacturing for human vaccines.

Production of E. coli-expressed Self-Assembling Protein Nanoparticles for Vaccines Requiring Trimeric Epitope Presentation

A detailed method is provided here describing the purification, refolding, and characterization of self-assembling protein nanoparticles (SAPNs) for use in vaccine development.

ייצור של E. coli-הביע עצמית הרכבה חלקיקי חלבון עבור חיסונים הדורשים Trimeric אפירופה מצגת

Self-assembling protein nanoparticles (SAPNs) function as repetitive antigen displays and can be used to develop a wide range of vaccines for different ...

Bioparticle Microarrays for Chemotactic and Molecular Analysis of Human Neutrophil Swarming in vitro

Neutrophil swarming is a cooperative process by which neutrophils seal off a site of infection and promote tissue reorganization. Swarming has classically been studied in vivo in animal models showing characteristic patterns of cell migration. However, in vivo models have several limitations, including intercellular mediators that are difficult to access and analyze, as well as the inability to directly analyze human neutrophils. Because of these limitations, there is a need for an in vitro platform that studies swarming with human neutrophils and provides easy access to the molecular signals generated during swarming. Here, a multistep microstamping process is used to generate a bioparticle microarray that stimulates swarming by mimicking an in vivo infection. The bioparticle microarray induces neutrophils to swarm in a controlled and stable manner. On the microarray, neutrophils increase in speed and form stable swarms around bioparticle clusters. Additionally, supernatant generated by the neutrophils was analyzed and 16 proteins were discovered to have been differentially expressed over the course of swarming. This in vitro swarming platform facilitates direct analysis of neutrophil migration and protein release in a reproducible, spatially controlled manner.

This protocol generates bioparticle microarrays that provide spatially controlled neutrophil swarming. It provides easy access to the mediators that neutrophils release during migration and allows for quantitative imaging analysis.

ביו-מאמר מיקרומערכים למיקרוטקטיקה וניתוח מולקולרי של נויטרופילים אנושיים

Neutrophil swarming is a cooperative process by which neutrophils seal off a site of infection and promote tissue reorganization. Swarming has classically ...

Preparing Protein Producing Synthetic Cells using Cell Free Bacterial Extracts, Liposomes and Emulsion Transfer

The bottom-up assembly approach for construction of synthetic cells is an effective tool for isolating and investigating cellular processes in a cell mimicking environment. Furthermore, the development of cell-free expression systems has demonstrated the ability to reconstitute the protein production, transcription and translation processes (DNA&#8594;RNA&#8594;protein) in a controlled manner, harnessing synthetic biology. Here we describe a protocol for preparing a cell-free expression system, including the production of a potent bacterial lysate and encapsulating this lysate inside cholesterol-rich lipid-based giant unilamellar vesicles (GUVs) (i.e., stable liposomes), to form synthetic cells. The protocol describes the methods for preparing the components of the synthetic cells including the production of active bacterial lysates, followed by a detailed step-by-step preparation of the synthetic cells based on a water-in-oil emulsion transfer method. These facilitate the production of millions of synthetic cells in a simple and affordable manner with a high versatility for producing different types of proteins. The obtained synthetic cells can be used to investigate protein/RNA production and activity in an isolated environment, in directed evolution, and also as a controlled drug delivery platform for on-demand production of therapeutic proteins inside the body.

This protocol describes the method, materials, equipment and steps for bottom-up preparation of RNA and protein producing synthetic cells. The inner aqueous compartment of the synthetic cells contained the S30 bacterial lysate encapsulated within a lipid bilayer (i.e., stable liposomes), using a water-in-oil emulsion transfer method.

הכנת חלבון הפקת תאים סינתטיים באמצעות שולפת תא חינם בקטריאלי, ליפוזומים והעברת אמולסיה

The bottom-up assembly approach for construction of synthetic cells is an effective tool for isolating and investigating cellular processes in a cell ...

Photodegradable Hydrogel Interfaces for Bacteria Screening, Selection, and Isolation

Biologists have long attempted to understand the relationship between phenotype and genotype. To better understand this connection, it is crucial to develop practical technologies that couple microscopic cell screening with cell isolation at high purity for downstream genetic analysis. Here, the use of photodegradable poly(ethylene glycol) hydrogels for screening and isolation of bacteria with unique growth phenotypes from heterogeneous cell populations is described. The method relies on encapsulating or entrapping cells with the hydrogel, followed by culture, microscopic screening, then use of a high-resolution light patterning tool for spatiotemporal control of hydrogel degradation and release of selected cells into a solution for retrieval. Applying different light patterns allows for control over the morphology of the extracted cell, and patterns such as rings or crosses can be used to retrieve cells with minimal direct UV light exposure to mitigate DNA damage to the isolates. Moreover, the light patterning tool delivers an adjustable light dose to achieve various degradation and cell release rates. It allows for degradation at high resolution, enabling cell retrieval with micron-scale spatial precision. Here, the use of this material to screen and retrieve bacteria from both bulk hydrogels and microfabricated lab-on-a-chip devices is demonstrated. The method is inexpensive, simple, and can be used for common and emerging applications in microbiology, including isolation of bacterial strains with rare growth profiles from mutant libraries and isolation of bacterial consortia with emergent phenotypes for genomic characterizations.

The use of photodegradable hydrogels to isolate bacterial cells by utilizing a high-resolution light pattering tool is reported. Essential experimental procedures, results, and advantages of the process are reviewed. The method enables rapid and inexpensive isolation of targeted bacteria showing rare or unique functions from heterogeneous communities or populations.

ממשקי הידרוג'ל הניתנים לצילום להקרנת חיידקים, בחירה ובידוד

Biologists have long attempted to understand the relationship between phenotype and genotype. To better understand this connection, it is crucial to ...

Light-Controlled Fermentations for Microbial Chemical and Protein Production

Microbial cell factories offer a sustainable alternative for producing chemicals and recombinant proteins from renewable feedstocks. However, overburdening a microorganism with genetic modifications can reduce host fitness and productivity. This problem can be overcome by using dynamic control: inducible expression of enzymes and pathways, typically using chemical- or nutrient-based additives, to balance cellular growth and production. Optogenetics offers a non-invasive, highly tunable, and reversible method of dynamically regulating gene expression. Here, we describe how to set up light-controlled fermentations of engineered Escherichia coli and Saccharomyces cerevisiae for the production of chemicals or recombinant proteins. We discuss how to apply light at selected times and dosages to decouple microbial growth and production for improved fermentation control and productivity, as well as the key optimization considerations for best results. Additionally, we describe how to implement light controls for lab-scale bioreactor experiments. These protocols facilitate the adoption of optogenetic controls in engineered microorganisms for improved fermentation performance.

Optogenetic control of microbial metabolism offers flexible dynamic control over fermentation processes. The protocol here shows how to set up blue light-regulated fermentations for chemical and protein production at different volumetric scales.