We wish to acknowledge the partners in the Helmholtz-Alberta Initiative, the Helmholtz Association and the University of Alberta, for the support resulting from participation in this collaboration. Research funding is provided by the Helmholtz Association's Initiative and Networking Fund, the participating Helmholtz Centers and by the Government of Alberta through Alberta Environment's ecoTrust program.
Dr. Tanushree Ghosh is gratefully acknowledged for her critical inputs at a number of crucial stages.

NOT: Aşağıda açıklanan sırayla deneysel protokol gerçekleştirin. Bakteri kültürü protokolü Bölüm 1 &#39;de tartışılmıştır (aynı zamanda bakınız Şekil 1). Bölüm 2 harici katkı maddeleri kullanılarak kültür ortamı zenginleştirmek için protokol açıklar. Bölüm 3 multi-mode mikroskopi için protokoller açıklanmaktadır. Tüm tek tek bileşenlerin ağırlıkları bir analitik terazi kullanılarak ölçülebilir. her solüsyonun hacmi volümetrik bir silindir kullanılarak ölçülebilir. NOT: - ayrıntılar için kurumsal güvenlik ofisi danışın 2. Uygun biyogüvenlik protokolleri Bölüm 1 için takip edilmelidir. 1. Bakteriyel kültür <ol><li> Kültür Bakteri - Agar Orta Hazırlama Plate <ol><li> Bu Petri kapları, şişe gibi, ekipmanı ve malzemeleri monte, Tris-bazlı, HCI, ağar, ultra saf su, pH-metre etc.Sterilize kullanılmadan önce, 121 ° C&#39;de otoklavda tutarak tüm kaplar. </li><li> 0.1 1 L hazırlanmasıMillipore 1 L su ile 15.75 g Tris-bazlı bir karıştırılmasıyla Tris-tampon 3 M sulu çözeltisi. Orijinal çözeltisi (pH 10.4) pH seviyesini düşürmek için HCI (% 50 konsantrasyon) 2.800 ul ekleyin. PH = 9 ayarlamak için bir pH metre kullanılarak sürekli edin. </li><li> aşağıdaki gibi iki kısma 1 L tampon solüsyonu bölün: <ol><li> Bu çözeltinin 800 ml alın. 400 ml her biri iki kısma eşit olarak bölünür. 8 g (NH4) 2 SO4 diğer çözeltiye çözeltisi ve 16 g maya özütü, bir geçiş. </li><li> çözeltinin kalan (200 ml) alın ve 100 ml her iki bölüme tekrar bölün. 2 g (NH4) 2 SO4 bir ila karıştırın. 4 g maya özütü ve 4 g agar ekleyin. </li></ol></li><li> ayrı ayrı Al folyo ilgili şişeler sarma ve otoklav bantları yapıştırma sonra 4 çözüm otoklavlayın. Not: bir tezgah üstü bir otoklav birimi kullanıldığında, birim, 500 ml (sıcaklık ve basınç otomatları ayarlanmalıdırically) hacminin bir fonksiyonu olarak belirtilmiş. </li><li> otoklav onları dışarı aldıktan sonra bir kenara adım 1.3.1 (aşağıda) için iki 400 ml çözüm ayarlayın. 200 ml&#39;lik bir çözelti için iki kez 100 mi çözüm karıştırın. 12 Petri kapları - 10 içine karışımı dökün. </li></ol></li><li> Kültür Bakteri - Agar Plaka Numune Hazırlama <ol><li> Dondurucu (-80 ° C), bakteri stok çıkarın ve erimesine izin verir. Düzgün çözündükten sonra, bakteriyel stok ve biyogüvenlik kaput içinde agar plaka koyun. </li><li> Sporosarcina pasteurii hisse senedi ile ucu istila - (10 ul iyi bir seçimdir 0.5) en küçük mevcut boyutun mikropipet seçin. Streak mikropipet ucu ile bir agar plakası. 48 saat boyunca 31 ° C&#39;de olmayan bir çalkalama inkübatör içinde çizgili agar plaka yerleştirin. </li><li> 48 saat sonra, inkübatör plaka kaldırmak ve tek koloniler varlığını incelemek görsel. Tek bir koloni varsa, o zaman t yerleştirino başka 24 saat için inkübatör. </li><li> Tek koloniler tespit edilene kadar işlemi tekrarlayın. deneme 7 gün aşmayın. NOT: Tek koloniler bile bir hafta sonra, o adımlar düzgün takip edilmemiş ve tüm süreci adım 1&#39;den tekrarlanması gerektiği sonucuna varılmıştır görünmüyorsa. </li></ol></li><li> Kültür Bakteriler - Final Numune Hazırlama <ol><li> İki 400 mi solüsyon (Tris tamponu + (NH4) karıştırın 2 SO4 ve Tris tamponu + maya özütü (1.5.1) birlikte 800 ml solüsyon. Bir şişe içine Bu çözeltiye 125 ml transfer elde edildi. </li><li> Tek koloniler, yüksek konsantrasyonlu bölgelerin tespit etmek agar levhasının yüzeyi görsel inceleme yapın. Yavaşça dürtmek ve bir mikropipet ucu ile kolonilerin birini kırmak. </li><li> 125 ml&#39;lik bir şişe içine aynı mikropipet ucu batırın ve transfer olsun sağlam çarpma için hücrelerin yeterli sayıda sağlamak için iyice karıştırın. 3 gün - 150 rpm, 2, 30 ° C&#39;de çalkalayıcı bir inkübatör içine yerleştirilir. 2 Sonra - 3 gün, inkübatör şişeyi çıkarın. </li></ol></li><li> Kültür Bakteriler - Final Hücre Sayısı <ol><li> Sayılabilen tek koloniler görünmesini sağlamak için en az on milyon (10 -7) bir seyreltme elde etmek için PBS kullanarak olmayan seyreltilmiş kültür çözeltisi seri seyreltme gerçekleştirin. Agar-plakaları birinde yedi paralel eşit çizgiler çizin. <ol><li> üstten görünür olması için yeterli belirgin Petri kabı, alt yüzeyinde kalın çizgiler çizerek bunu yapın. bir segmentine olmayan seyreltilmiş çözeltinin 3 küçük damla damla. 1:10 seyreltme elde etmek için fosfat tamponlu salin (PBS) 9 ml olmayan sulandırılmış çözeltisi 1 ml. </li></ol></li><li> bir pipet ile bu yeni seyreltilmiş çözeltinin küçük bir kısım (~ 0.1 mi) almak ve bir sonraki bölüm 3 daha fazla küçük damla bırakın. yeni bir balona ve daha fazla seyreltilmiş on kat (10x) tarafından yeni seyreltilmiş çözüm aktarınPBS ekleyerek. Bu 10 -2 veya 1 seyreltme aşağı getiriyor: 100. <ol><li> Bir sonraki segmentte 100 çözüm: bu 1 kullanın. 1000 tüm yol: arka arkaya yeni şişelere aktarılması ve sürekli 10 -3 veya 1 den daha seyreltik örnekleri elde etmek PBS ile birlikte on kat (10x) seyreltilmesi o taze seyreltilmiş çözümlerin küçük hacimleri ile işlemek bu işlemi tekrarlayın geçen segmentine aşağı 10 -7 veya 01:10 milyon. </li></ol></li><li> 31 ° C&#39;de 2 gün 1 - plaka inkübe edildikten sonra agar plakası içinde bulunan hücrelerin sayısını saymak için birim (CFU) plak sayısı koloni oluşturan gerçekleştirin. Bu sulandırılmamış örnekteki bakteri sayısının nicel ölçü verir. NOT: CFU değeri her koloni ayrı ve tek bir canlı mikrobiyal hücre tarafından kurulan olduğunu varsayarak besleyici ortam, sıcaklık ve zaman belirli koşullar altında koloniler meydana getirmesi sistemin kabiliyetine dayanan ölçülür. </li><li> mühürfilmin kendi kendine kapanan ve mağaza gelecekteki kullanım için bir buzdolabı içinde aranan kalan petri tabaklarına konulur. </li></ol></li></ol> Yağış Hızlandırmak için Besin Zenginleştirilmesi 2. Protokol <ol><li> Aktarım çok steril santrifüj tüplerine hazırlanan kültür sıvısı (hücreler + ortam) 9 mi, 10 ml hacim, her. </li><li> Üre: 2 g / L, amonyum klorür: taze ortam aşağıdaki konsantrasyonlarda dört bileşenden oluşan dış zenginleşme 100 ml stok çözelti hazırlayın, 1 g / L sodyum bikarbonat: 212 mg / L, kalsiyum klorür: 280 mg / L&#39;dir. Dikkatli bir analitik terazi kullanılarak tüm malzemeyi ölçülmesi ve otoklav taze bir beher içinde, orta ve yer (121 ° C, 15 psi, 15 dk) ile tüm ama üre karıştırılır. <ol><li> Otoklav sonra, taze ortam 1 ml üre (2 mg), gerekli miktarda karıştırmak ve zenginleştirme işlemi tamamlamak için 0.22 um şırınga filtresi ile donatılmış bir şırınga içinden geçmektedir. </li><li> 1 ekleHazırlanan kültür sıvısı (hücreler + ortam) 9 ml ihtiva eden steril santrifüj tüplerine katkı maddeleri ile, bu zenginleştirici ml (adım 2.1). Not: Tüm bu bileşenlerin, yüksek sıcaklıklarda bozunur olan üre, bir otoklav içinde sterilize edilemez. Diğer bileşenler otoklavlanmış sonra Böylece, (121 ° C, 15 psi, 15 dk), üre, 0.22 um&#39;lik bir şırınga filtre ile en son eklenmektedir. </li></ol></li><li> Vortex her tüp iyice mekanik bir vorteks cihazı kullanılarak. 30 ° C &#39;de olmayan bir çalkalama inkübatöründe zenginleştirilmiş sıvı (hücreler + ortam + katkı maddeleri) yerleştirin. yağış başlatılması için düzenli olarak tüm birimleri izleyin. çökeltme başlangıcı çıplak gözle tespit sonra hafif bir mikroskop kullanarak mikroskobik gözlemler başlar. deneylerin başlamasından itibaren 36 saat - Bu, genellikle 30 arasındadır. </li></ol> Çok modlu Mikroskopi 3. Protokol <ol><li> yüksek Magnificat sıvının küçük bir hacim (~ 1 mi) aktarmakiyon parlak bir alan modu ile ilk gözlemler yapmak için coverglass sistemi mikroskopisi odacıklı. Ile başlayan en düşük büyütme (4X) ile tüm gözlemleri başlatın. hangi kapsama alanı ve çökeltilerin dağılımı hakkında dolayısıyla küresel geniş bir bilgi alanı sağlar. </li><li> yağış önemli hacimlerde özellikle alanları seçin ve giderek büyütmeyi artırarak (20X, 40X, 60X) yakınlaştırmak. NOT: Düzgün (nedeniyle çok yakın kırılma endeksleri) Ekstrasellüler Polimer Madde parlak alanının altındaki (EPS) hücreleri gidermek için imkansız yana gerektiğinde, faz-kontrast modunu açın. Bu modda, (toplu hücre farklı bir faz olarak) hücre membranlarının sadece ana hatları böylece görsel farklılaşma sağlayan görebilir. </li><li> Son olarak, kırmızı ölü bileşenleri boyama yaparken seçici yeşil canlı bileşenleri boyalar Live / Dead leke bazı odaları leke. Standart protokollere 28 Bakınız &lt;/ Sup&gt;. </li><li> floresan modu anahtarı düzgün kırmızı ve yeşil bölgeler arasında ayrım. Kırmızı (540 Uyarma dalga boyu ile kırmızı filtre küp - 660 nm - 580 nm, 600 595 nm ve Bariyer filtre Dichroic ayna) - 480 nm Dichroic aynanın 440 Uyarma dalga boyu ile ve Yeşil (GFP Uzun-pass Yeşil filtre küp 510 nm) filtre küp 505 nm ve Bariyer filtresi floresan mikrograflar kolaylaştırmak için kullanılır. </li><li> Bir kez tüm multi-mode verileri mümkün olan en iyi kontrast ve netlik elde etmek için en iyi görüntü ve elle bindirme (bireysel aydınlık, faz-kontrast ve floresan görüntüleri) seçin, toplanmıştır. </li><li> Kristal yapıları anlamak için kurutulmuş katı numuneler üzerinde SEM gerçekleştirin. Bu köklü ve standart prosedürdür. 22 fonksiyonel gruplar (karbonatlar) kimyasal imzalarını tespit XPS gerçekleştirin. Bu aynı zamanda köklü ve standart prosedürdür. 23 </li></ol>

<ol>
	<li>Gibson, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+investigation+of+the+Bacillus+pasteurii+group.">An investigation of the Bacillus pasteurii group.</a> Journal of Bacteriology. 28, 491-502 (1934).</li><li>Greenfield, L. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Metabolism+and+concentration+of+calcium+and+magnesium+and+precipitation+of+calcium+carbonate+by+a+marine+bacterium.">Metabolism and concentration of calcium and magnesium and precipitation of calcium carbonate by a marine bacterium.</a> Annals of the New York Academy of Sciences. 109, 23-45 (1963).</li><li>Phillips, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Engineered+applications+of+ureolytic+biomineralization:+a+review.">Engineered applications of ureolytic biomineralization: a review.</a> Biofouling. 29, 715-733 (2013).</li><li>Dhami, N. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biomineralization+of+calcium+carbonates+and+their+engineered+applications:+a+review.">Biomineralization of calcium carbonates and their engineered applications: a review.</a> Frontiers in microbiology. 4, 314 (2013).</li><li>Cuthbert, M. O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Controls+on+the+rate+of+ureolysis+and+the+morphology+of+carbonate+precipitated+by+S.+Pasteurii+biofilms+and+limits+due+to+bacterial+encapsulation.">Controls on the rate of ureolysis and the morphology of carbonate precipitated by S. Pasteurii biofilms and limits due to bacterial encapsulation.</a> Ecological Engineering. 41, 32-40 (2012).</li><li>Okwadha, G. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optimum+conditions+for+microbial+carbonate+precipitation.">Optimum conditions for microbial carbonate precipitation.</a> Chemosphere. 81, 1143-1148 (2010).</li><li>Stocks-Fischer, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microbiological+precipitation+of+CaCO3.">Microbiological precipitation of CaCO3.</a> Soil Biology and Biochemistry. 31, 1563-1571 (1999).</li><li>Lauchnor, E. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bacterially+induced+calcium+carbonate+precipitation+and+strontium+coprecipitation+in+a+porous+media+flow+system.">Bacterially induced calcium carbonate precipitation and strontium coprecipitation in a porous media flow system.</a> Environmental science &amp; technology. 47, 1557-1564 (2013).</li><li>Al Qabany, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Factors+Affecting+Efficiency+of+Microbially+Induced+Calcite+Precipitation.">Factors Affecting Efficiency of Microbially Induced Calcite Precipitation.</a> Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering. 138, 992-1001 (2012).</li><li>Morita, R. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Calcite+precipitation+by+marine+bacteria.">Calcite precipitation by marine bacteria.</a> Geomicrobiology Journal. 2, 63-82 (2009).</li><li>Chafetz, H. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Marine+peloids:+A+product+of+bacterially+induced+carbonate+precipitation.">Marine peloids: A product of bacterially induced carbonate precipitation.</a> Journal of Sedimentary Petrology. 56, 812-817 (1986).</li><li>Whiffin, V. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Microbial CaCO3 precipitation for the production of biocement. , (2004).</li><li>Paassen, L. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Scale+up+of+BioGrout:+a+biological+ground+reinforcement+method.">Scale up of BioGrout: a biological ground reinforcement method.</a> Proceedings of the 17th International Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering. , 2328-2333 (2009).</li><li>Cunningham, A. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microbially+enhanced+geologic+containment+of+sequestered+supercritical+CO2.">Microbially enhanced geologic containment of sequestered supercritical CO2.</a> Energy Procedia. 1, 3245-3252 (2009).</li><li>Mitchell, A. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biofilm+enhanced+geologic+sequestration+of+supercritical+CO2.">Biofilm enhanced geologic sequestration of supercritical CO2.</a> International Journal of Greenhouse Gas Control. 3, 90-99 (2009).</li><li>Cunningham, A. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reducing+the+risk+of+well+bore+leakage+of+CO2+using+engineered+biomineralization+barriers.">Reducing the risk of well bore leakage of CO2 using engineered biomineralization barriers.</a> Energy Procedia. 4, 5178-5185 (2011).</li><li>Jonkers, H. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Application+of+bacteria+as+self-healing+agent+for+the+development+of+sustainable+concrete.">Application of bacteria as self-healing agent for the development of sustainable concrete.</a> Ecological Engineering. 36, 230-235 (2010).</li><li>Tobler, D. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transport+of+Sporosarcina+pasteurii+in+sandstone+and+its+significance+for+subsurface+engineering+technologies.">Transport of Sporosarcina pasteurii in sandstone and its significance for subsurface engineering technologies.</a> Applied Geochemistry. 42, 38-44 (2014).</li><li>Mortensen, B. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+environmental+factors+on+microbial+induced+calcium+carbonate+precipitation.">Effects of environmental factors on microbial induced calcium carbonate precipitation.</a> Journal of applied microbiology. 111, 338-349 (2011).</li><li>Phillips, A. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Potential+CO2+leakage+reduction+through+biofilm-induced+calcium+carbonate+precipitation.">Potential CO2 leakage reduction through biofilm-induced calcium carbonate precipitation.</a> Environmental science &amp; technology. 47, 142-149 (2013).</li><li>vander Heide, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> X-ray Photoelectron Spectroscopy: An introduction to Principles and Practices. , (2011).</li><li>Wiley, W. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Requirement+of+an+alkaline+pH+and+ammonia+for+substrate+oxidation+by+Bacillus+pasteurii.">Requirement of an alkaline pH and ammonia for substrate oxidation by Bacillus pasteurii.</a> Journal of Bacteriology. 84, (1962).</li><li>Tagliaferri, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Observing+strain+localisation+processes+in+bio-cemented+sand+using+x-ray+imaging.">Observing strain localisation processes in bio-cemented sand using x-ray imaging.</a> Granular Matter. 13, 247-250 (2011).</li><li>Kumar, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microscale+confinement+features+can+affect+biofilm+formation.">Microscale confinement features can affect biofilm formation.</a> Microfluidics and Nanofluidics. 14, 895-902 (2012).</li><li>Valiei, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+web+of+streamers:+biofilm+formation+in+a+porous+microfluidic+device.">A web of streamers: biofilm formation in a porous microfluidic device.</a> Lab on a chip. 12, 5133-5137 (2012).</li><li>. LIVE/DEAD Bacterial Viability kit, Two-color bacterial viability assay Available from: <a target="_blank" href="https://tools.lifetechnologies.com/content/sfs/manuals/mp07007.pdf">https://tools.lifetechnologies.com/content/sfs/manuals/mp07007.pdf</a> (2004)</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

Kritik Adımlar: Bu yazının S. uygulanabilir bir örneğini kültürü için detaylı protokolleri açıklar pasteurii. Kültür hazırlandılar sonra, uygun olarak zenginleştirilmiş olmalıdır. Uygun kimyasal ortamı sağlamak için bir başarısızlık ya çok uzun zaman ölçekleri yağış veya bunun tam eksikliği yol açar, çünkü bu deney başarısı için çok önemli bir adımdır. S. pasteurii birkaç dış ajanslar oldukça duyarlıdır ve biyokimyasal sağla...

Sporosarcina pasteurii yüksek alkali ortamlarda (pH ~ 10) 1 hayatta mümkün gram pozitif bir bakteridir ve (MICP) 2-4 Mikrobiyolojik Kaynaklı Kalsit Yağış adında bir fenomenin bir etkeni olabilir bakteri türlerinden biridir. MICP kalsiyum karbonat çökelmesi uygun çevre koşulları altında, belirli mikropların neden olduğu bir işlemdir. S. pasteurii nedeniyle belirli koşullar altında MICP önemli miktarlarda uyarılması için olası bir ajan olarak tanımlanması son yıllarda önem kazanmıştır. Bu olasılık aslında kaynaklanıyor S. pasteurii üreaz enzimi bol miktarda salgılar eşsiz bir yeteneği vardır. Bu enzim, su moleküllerinin varlığında, üre hızlandırılmış bir lizis (yaygın ve bol kaynağı ile doğal olarak meydana gelen biyokimyasal bileşiği) teşvik bir katalizör olarak hareket eder. reaksiyon kaskadı, bu işlem nihai sayesindely negatif yüklü karbonat iyonlarının oluşmasına sebep olur. Bu iyonlar, sırayla, son olarak da, kalsiyum karbonat (kalsit) çökeltilerinin oluşturmak üzere kalsiyum gibi artı yüklü metal iyonları ile reaksiyona; dolayısıyla etiket MICP 5-9. MICP süreci birkaç on 10,11 bilinen ve incelenmiştir. Geçtiğimiz birkaç yıl içinde, MICP mühendislik ve aşağıdan yukarıya yeşil inşaat 12, büyük ölçekli yapıların 13,14 ve karbon tutumu ve depolanması 15,16 artırılması da dahil olmak üzere çevresel geniş bir uygulama yelpazesi için incelenmiştir. Örneğin, Cunnigham 17 ve. Al bir Berea kumtaşı çekirdek ihtiva eden yüksek basınçlı bir uygun sıcaklık akış reaktörü tasarlanmıştır. Reaktör bakteri S ile aşılandı fridgidimarina ve yüksek basınçlı süper kritik karbon dioksit, enjeksiyon, gözenek hacim içinde biyokütle büyük birikim koşullarındaumes geçirgenliği fazla% 95 azalmaya yol olan gözlenmiştir. Jonkers ve Schlangen 18 betonda kendi kendini iyileştirme sürecine bakteri bazı özel suşları etkisini incelediler. yüzey boşluklarının giren gözenekli bir şebeke taşınan Harici su da MICP ile yapısal mukavemet yardımcı atıl bakteri aktive etmesi bekleniyor. Tobler 19 ve diğ. S. ureolytic aktivitesini karşılaştırdık büyük ölçekli MCIP lehine koşullar altında yerli yeraltı suyu ureolytic mikrokozmos ile pasteurii ve bulundu S. pasteurii yerli topluluklar önce üreaz aktivitesini yoksun bile kalsit yağış artırmak için tutarlı bir yeteneği vardır. Mortensen 20 et.al toprak tipi, amonyum klorür, tuzluluk, oksijen konsantrasyonu ve MICP üzerindeki hücrelerin parçalanması konsantrasyonu gibi dış faktörlerin etkilerini inceledik. Biyolojik tedavi süreci resp ile çok sağlamdır Onların gösteriEKT parametre uzayında geniş bir varyasyon için üstlenilen bakterileri güçlendirmek için uygun bir zenginleştirme sürecini sağlanan çeşitli büyük ölçekli iyileştirme uygulamaları için bu sürecin uygunluk kanıtlar. Phillips 21 ve. El S. enjekte edildikten sonra bir kum sütun ve bir kumtaşı çekirdek geçirgenliği ve gücü değişiklikleri incelemek için deneyler tasarlanmıştır pasteurii kültürler. kırılma mukavemeti üç kez artarken 4 kez - Onlar geçirgenlik 2 azalırken bulundu. S. pasteurii ve MICP rolü aktif bir araştırma ve kimyasal çökelme mekanizması ile ilgili çeşitli konularda konu hala tam olarak anlaşılmış değildir vardır. Bunun ışığında, kadar doğru bir kültür S. uygun bir zenginleştirilmiş stok tutarlı standart protokoller bir dizi olması çok önemlidir MICP elde pasteurii. Burada, tekrarlanabilirlik ve yeniden sağlayacak titiz bir protokol özetlemektedir. bu manuscript S. kültür ayrıntılı protokollerini anlatır pasteurii ve uygun çökelmesine neden olmak için bir kültür ortamı zenginleştirmek. süreç optik ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve X-Işını Foto elektron Spektroskopisi (XPS) gibi çeşitli mikroskobik teknikler sayesinde incelenmiştir. Yazının odak noktası MICP süreci üzerinde olduğunu. köklü standart protokolleri olmak SEM ve SIMS gibi prosedürleri, ayrı ayrı tarif edilmez.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="705">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:224px;">Petridish</td>
			<td style="width:108px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:119px;">FB0875712</td>
			<td style="width:255px;">Petridishes being used as Agar plate</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:224px;">Pyrex Flasks</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td style="width:119px;">S63268</td>
			<td style="width:255px;">Corning Erlenmeyer</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:224px;">Tris-Base</td>
			<td style="width:108px;">Promega</td>
			<td style="width:119px;">H5133</td>
			<td style="width:255px;">being used to make Tris-Buffer</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:224px;">Hydrochloric Acid</td>
			<td style="width:108px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">H9892</td>
			<td style="width:255px;">1.0 N, Bioreagent, suitable for cell culture</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:224px;">Agar Powder</td>
			<td style="width:108px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">A1296</td>
			<td style="width:255px;">microbiology tested, plant cell culture tested, cell culture tested, powder</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Ammonium Sulphate</td>
			<td style="width:108px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">A4418</td>
			<td style="width:255px;">for Molecular Biology</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:224px;">Yeast extract powder</td>
			<td style="width:108px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">51475</td>
			<td style="width:255px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:224px;">Measuring Cylinder</td>
			<td style="width:108px;">Cole-Parmer</td>
			<td style="width:119px;">CP08559GC</td>
			<td style="width:255px;">Cole-Parmer Class A Graduated Cylinder w/Cal Cert,TC;1000ml,1/Pk</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:224px;">Analytical Balance</td>
			<td style="width:108px;">OHAUS</td>
			<td style="width:119px;">AX124E</td>
			<td style="width:255px;">being used to measure weight of reagents</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:224px;">Autoclave</td>
			<td style="width:108px;">Brinkmann</td>
			<td style="width:119px;">58619000</td>
			<td style="width:255px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:224px;">Autoclave Tape</td>
			<td style="width:108px;">VWR</td>
			<td style="width:119px;">52428864</td>
			<td style="width:255px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:224px;">Aluminum Foil</td>
			<td style="width:108px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">Z185140</td>
			<td style="width:255px;">being used to seal the flask before placing it in Autoclave</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:224px;">Bacterial Stock</td>
			<td style="width:108px;">Cedarlane</td>
			<td style="width:119px;">11859</td>
			<td style="width:255px;">-80&#176;C stock of S. pasteurii, ATCC No. is mentioned against Cat. No.</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:224px;">Mline Single-Channel Mechanical Pipettors, Variable Volume</td>
			<td style="width:108px;">Biohit</td>
			<td style="width:119px;">725010</td>
			<td style="width:255px;">Marketed by VWR under catalog number 14005976</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:224px;">Micropipette Tip</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td style="width:119px;">212772B</td>
			<td style="width:255px;">Used for scratching Agar plates</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:224px;">Incubator</td>
			<td style="width:108px;">Binder</td>
			<td style="width:119px;">80079098</td>
			<td style="width:255px;">Microbiology Incubator,BF Series</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:224px;">Shaking Incubator</td>
			<td style="width:108px;">VWR</td>
			<td style="width:119px;">14004300</td>
			<td style="width:255px;">VWR Signature Benchtop Shaking Incubators</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Phosphate Buffer Saline (PBS)&#160;</td>
			<td style="width:108px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">P7059</td>
			<td style="width:255px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:224px;">BD Falcon Express Pipet-Aid Pipetting Device</td>
			<td style="width:108px;">BD Biosciences</td>
			<td style="width:119px;">357590</td>
			<td style="width:255px;">Marketed by VWR under catalog number 53106220</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:224px;">Parafilm</td>
			<td style="width:108px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">P7793</td>
			<td style="width:255px;">Being used to seal Agar plates</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:224px;">Urea</td>
			<td style="width:108px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">U1250</td>
			<td>Enrichment for nutrient medium</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:224px;">Sodium Bicarbonate</td>
			<td style="width:108px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">S8875</td>
			<td>Enrichment for nutrient medium</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:224px;">Calcium chloride</td>
			<td style="width:108px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">C1016</td>
			<td>Enrichment for nutrient medium</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

microbiologically induced calcite precipitation mediated by sporosarcina pasteurii

Burada soruşturma kapsamında, özellikle bakteri (S. pasteurii) doğal bir enzim üreaz salgılama yoluyla ortamlarda meydana gelen üre (ureolysis) hidrolizini uyardığı, doğru koşullar altında, kendi yeteneği eşsizdir. ureolysis bu işlem olup, kimyasal reaksiyonlar zinciri yoluyla, kalsiyum karbonat çökeltilerinin oluşmasına neden olur. Bu Mikrobiyolojik Kaynaklı Kalsit Yağış (MICP) olarak da bilinir. MICP için uygun kültür protokolleri burada ayrıntılı. Son olarak, mikroskopi farklı mod altında görselleştirme deneyleri yağış sürecinin çeşitli yönlerini anlamak için yapılmıştır. optik mikroskop gibi teknikleri, Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ve X-Işını Foto elektron spektroskopisi (XPS) kimyasal olarak son ürünü karakterize etmek için kullanılmıştır. Dahası, doğal gözenekli ortamın içinde gözeneklerini tıkar bu çökeltilerin yeteneği nerede sünger niteliksel bir deney yoluyla gösterilmiştirçubuklar uzunluk ölçekleri bir dizi olan bir gözenek ağı taklit etmek için kullanıldı. bakteriyel hücreler ihtiva eden kültür ortamı içinde daldırma bir sünger çubuğu nedeniyle kimyasal çöktürme sürekli işlemle elde edilen gözeneklerinin tıkanması sertleşir. sertleştirilmiş çubuk küçük deformasyon ile aynı ağırlığı desteklemek mümkün iken, sıkıştırılmış ve uygulanan bir dış yük altında sıkılmış olur bir kontrol sünger bar karşılaştırıldığında bu sertleştirilmiş sünger çubuk üstün güç sergiler.

S. bir alkaliphile 24 nispeten sert koşullar yaşayabilir olmaktan pasteurii. Yukarıda belirtilen kültür protokolü, S. takip edildiğinde pasteurii bakteri zaman (Şekil 2A) üzerinde kalsiyum karbonat çökelmesine yol açar, bir bölme içine yetiştirilir. Şekil 2 (b) kültür ortamı içinde, bakteriyel hücre popülasyonunun bir faz-kontrast optik mikroskopik bir görüntüsünü gösterir. Bireys...

Watch this Scientific Journal Video about Microbiologically Induced Calcite Precipitation Mediated by Sporosarcina pasteurii at JoVE.com

Microbiologically Induced Calcite Precipitation Mediated by Sporosarcina pasteurii

Protocols for microbiologically induced calcite precipitation (MICP) using the bacterium Sporosarcina pasteurii are presented here. The precipitated calcium carbonate was characterized through optical microscopy and scanning electron microscopy (SEM). It is also shown that exposure to MICP increases the compressive strength of sponge.

Mikrobiyolojik Kalsit Yağış Bağlı tarafından Aracılı<em&gt; Sporosarcina pasteurii</em

The particular bacterium under investigation here (S. pasteurii) is unique in its ability, under the right conditions, to induce the hydrolysis of urea ...

microbiologically-induced-calcite-precipitation-mediated-sporosarcina

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Microbiologically Induced Calcite Precipitation Mediated by Sporosarcina pasteurii

21.7K Görüntüleme.  University of Alberta. Protocols for microbiologically induced calcite precipitation (MICP) using the bacterium Sporosarcina pasteurii are presented here. The precipitated calcium carbonate was characterized through optical microscopy and scanning electron microscopy (SEM). It is also shown that exposure to MICP increases the compressive strength of sponge.

Video: Microbiologically Induced Calcite Precipitation Mediated by Sporosarcina pasteurii

Gold Nanostar Synthesis with a Silver Seed Mediated Growth Method

The physical, chemical and optical properties of nano-scale colloids depend on their material composition, size and shape 1-5. There is a great interest in using nano-colloids for photo-thermal ablation, drug delivery and many other biomedical applications 6. Gold is particularly used because of its low toxicity 7-9. A property of metal nano-colloids is that they can have a strong surface plasmon resonance 10. The peak of the surface plasmon resonance mode depends on the structure and composition of the metal nano-colloids. Since the surface plasmon resonance mode is stimulated with light there is a need to have the peak absorbance in the near infrared where biological tissue transmissivity is maximal 11, 12.
We present a method to synthesize star shaped colloidal gold, also known as star shaped nanoparticles 13-15 or nanostars 16. This method is based on a solution containing silver seeds that are used as the nucleating agent for anisotropic growth of gold colloids 17-22. Scanning electron microscopy (SEM) analysis of the resulting gold colloid showed that 70 % of the nanostructures were nanostars. The other 30 % of the particles were amorphous clusters of decahedra and rhomboids. The absorbance peak of the nanostars was detected to be in the near infrared (840 nm). Thus, our method produces gold nanostars suitable for biomedical applications, particularly for photo-thermal ablation.

We synthesized star shaped gold nanostars using a silver seed mediated growth method. The diameter of the nanostars ranges from 200 to 300 nm and the number of tips vary from 7 to 10. The nanoparticles have a broad surface plasmon resonance mode centered in the near infrared.

Gümüş Tohum aracılığı Büyüme Yöntemi ile Altın Nanostar Sentezi

The physical, chemical and optical properties of nano-scale colloids depend on their material composition, size and shape 1-5. There is a great interest ...

Biyomühendislik

Site-specific Bacterial Chromosome Engineering: &#934;C31 Integrase Mediated Cassette Exchange (IMCE)

The bacterial chromosome may be used to stably maintain foreign DNA in the mega-base range1. Integration into the chromosome circumvents issues such as plasmid replication, plasmid stability, plasmid incompatibility, and plasmid copy number variance. This method uses the site-specific integrase from the Streptomyces phage (&Phi;) C312,3. The &Phi;C31 integrase catalyzes a direct recombination between two specific DNA sites: attB and attP (34 and 39 bp, respectively)4. This recombination is stable and does not revert5. A "landing pad" (LP) sequence consisting of a spectinomycin- resistance gene, aadA (SpR), and the E. coli &szlig;-glucuronidase gene (uidA) flanked by attP sites has been integrated into the chromosomes of Sinorhizobium meliloti, Ochrobactrum anthropi, and Agrobacterium tumefaciens in an intergenic region, the ampC locus, and the tetA locus, respectively. S. meliloti is used in this protocol. Mobilizable donor vectors containing attB sites flanking a stuffer red fluorescent protein (rfp) gene and an antibiotic resistance gene have also been constructed. In this example the gentamicin resistant plasmid pJH110 is used. The rfp gene6 may be replaced with a desired construct using SphI and PstI. Alternatively a synthetic construct flanked by attB sites may be sub-cloned into a mobilizable vector such as pK19mob7. The expression of the &Phi;C31 integrase gene (cloned from pHS628) is driven by the lac promoter, on a mobilizable broad host range plasmid pRK78139.
A tetraparental mating protocol is used to transfer the donor cassette into the LP strain thereby replacing the markers in the LP sequence with the donor cassette. These cells are trans-integrants. Trans-integrants are formed with a typical efficiency of 0.5%. Trans-integrants are typically found within the first 500-1,000 colonies screened by antibiotic sensitivity or blue-white screening using 5-bromo-4-chloro-3-indolyl-beta-D-glucuronic acid (X-gluc). This protocol contains the mating and selection procedures for creating and isolating trans-integrants.

A quick and efficient method to integrate foreign DNA of interest into pre-made acceptor strains, termed landing pad strains, is described. The method allows site-specific integration of a DNA cassette into the engineered landing pad locus of a given strain, through conjugation and expression of the &#934;C31 integrase.

Siteye özgü Bakteriyel Kromozom Mühendislik: ΦC31 integraz Aracılı Kaset Borsası (IMCE)

The bacterial chromosome may be used to stably maintain foreign DNA in the mega-base range1. Integration into the chromosome circumvents issues such as ...

Harvesting Murine Alveolar Macrophages and Evaluating Cellular Activation Induced by Polyanhydride Nanoparticles

Biodegradable nanoparticles have emerged as a versatile platform for the design and implementation of new intranasal vaccines against respiratory infectious diseases. Specifically, polyanhydride nanoparticles composed of the aliphatic sebacic acid (SA), the aromatic 1,6-bis(p-carboxyphenoxy)hexane (CPH), or the amphiphilic 1,8-bis(p-carboxyphenoxy)-3,6-dioxaoctane (CPTEG) display unique bulk and surface erosion kinetics1,2 and can be exploited to slowly release functional biomolecules (e.g., protein antigens, immunoglobulins, etc.) in vivo3,4,5. These nanoparticles also possess intrinsic adjuvant activity, making them an excellent choice for a vaccine delivery platform6,7,8.
	In order to elucidate the mechanisms governing the activation of innate immunity following intranasal mucosal vaccination, one must evaluate the molecular and cellular responses of the antigen presenting cells (APCs) responsible for initiating immune responses. Dendritic cells are the principal APCs found in conducting airways, while alveolar macrophages (AM&#632;) predominate in the lung parenchyma9,10,11. AM&#632; are highly efficient in clearing the lungs of microbial pathogens and cell debris12,13. In addition, this cell type plays a valuable role in the transport of microbial antigens to the draining lymph nodes, which is an important first step in the initiation of an adaptive immune response9. AM&#632; also express elevated levels of innate pattern recognition and scavenger receptors, secrete pro-inflammatory mediators, and prime na&iuml;ve T cells12,14. A relatively pure population of AM&#632; (e.g., greater than 80%) can easily be obtained via lung lavage for study in the laboratory. Resident AM&#632; harvested from immune competent animals provide a representative phenotype of the macrophages that will encounter the particle-based vaccine in vivo. Herein, we describe the protocols used to harvest and culture AM&#632; from mice and examine the activation phenotype of the macrophages following treatment with polyanhydride nanoparticles in vitro.

Herein, we describe protocols for harvesting murine alveolar macrophages, which are resident innate immune cells in the lung, and examining their activation in response to co-culture with polyanhydride nanoparticles.

Polianhidrid Nanopartiküller Bağlı Mürin Alveoler Makrofajlar Hasat ve Değerlendirme Hücresel Etkinleştirme

Biodegradable nanoparticles have emerged as a  versatile platform for the design and implementation of new intranasal vaccines  against respiratory ...

Observing and Quantifying Fibroblast-mediated Fibrin Gel Compaction

Cells embedded in collagen and fibrin gels attach and exert traction forces on the fibers of the gel. These forces can lead to local and global reorganization and realignment of the gel microstructure. This process proceeds in a complex manner that is dependent in part on the interplay between the location of the cells, the geometry of the gel, and the mechanical constraints on the gel. To better understand how these variables produce global fiber alignment patterns, we use time-lapse differential interference contrast (DIC) microscopy coupled with an environmentally controlled bioreactor to observe the compaction process between geometrically spaced explants (clusters of fibroblasts). The images are then analyzed with a custom image processing algorithm to obtain maps of the strain. The information obtained from this technique can be used to probe the mechanobiology of various cell-matrix interactions, which has important implications for understanding processes in wound healing, disease development, and tissue engineering applications.

Time-lapse microscopy and image processing techniques were used to observe and analyze fibroblast-mediated gel compaction and fibrin fiber realignment in an environmentally controlled bioreactor over a 48 hr&#160;period.

Fibroblast aracılı Fibrin Jel Sıkıştırmayı Gözlemleme ve Ölçme

Cells embedded in collagen and fibrin gels attach and exert traction forces on the fibers of the gel. These forces can lead to local and global ...

Characteristics of Precipitation-formed Polyethylene Glycol Microgels Are Controlled by Molecular Weight of Reactants

This work describes the formation of poly(ethylene glycol) (PEG) microgels via a photopolymerized precipitation reaction. Precipitation reactions offer several advantages over traditional microsphere fabrication techniques. Contrary to emulsion, suspension, and dispersion techniques, microgels formed by precipitation are of uniform shape and size, i.e.&#160;low polydispersity index, without the use of organic solvents or stabilizers. The mild conditions of the precipitation reaction, customizable properties of the microgels, and low viscosity for injections make them applicable for in vivo purposes. Unlike other fabrication techniques, microgel characteristics can be modified by changing the starting polymer molecular weight. Increasing the starting PEG molecular weight increased microgel diameter and swelling ratio. Further modifications are suggested such as encapsulating molecules during microgel crosslinking. Simple adaptations to the PEG microgel building blocks are explored for future applications of microgels as drug delivery vehicles and tissue engineering scaffolds.

This work describes the formation of poly(ethylene glycol) (PEG) microgels via a photopolymerized precipitation reaction. Increasing the PEG molecular weight increased microgel diameter and swelling ratio. Simple adaptations to the PEG microgel precipitation reaction are explored for future applications of microgels as drug delivery vehicles and tissue engineering scaffolds.

Yağış oluşturulmuş polietilen glikol mikrojellerinin özellikleri reaktiflerin molekül ağırlığı ile kontrol edilir

This work describes the formation of poly(ethylene glycol) (PEG) microgels via a photopolymerized precipitation reaction. Precipitation reactions offer ...

Investigating the Three-dimensional Flow Separation Induced by a Model Vocal Fold Polyp

The fluid-structure energy exchange process for normal speech has been studied extensively, but it is not well understood for pathological conditions. Polyps and nodules, which are geometric abnormalities that form on the medial surface of the vocal folds, can disrupt vocal fold dynamics and thus can have devastating consequences on a patient&#39;s ability to communicate. Our laboratory has reported particle image velocimetry (PIV) measurements, within an investigation of a model polyp located on the medial surface of an in&#160;vitro driven vocal fold model, which show that such a geometric abnormality considerably disrupts the glottal jet behavior. This flow field adjustment is a likely reason for the severe degradation of the vocal quality in patients with polyps. A more complete understanding of the formation and propagation of vortical structures from a geometric protuberance, such as a vocal fold polyp, and the resulting influence on the aerodynamic loadings that drive the vocal fold dynamics, is necessary for advancing the treatment of this pathological condition. The present investigation concerns the three-dimensional flow separation induced by a wall-mounted prolate hemispheroid with a 2:1 aspect ratio in cross flow, i.e. a model vocal fold polyp, using an oil-film visualization technique. Unsteady, three-dimensional flow separation and its impact of the wall pressure loading are examined using skin friction line visualization and wall pressure measurements.

Vocal fold polyps can disrupt vocal fold dynamics and thus can have devastating consequences on a patient&#39;s ability to communicate. Three-dimensional flow separation induced by a wall-mounted model polyp and its impact on the wall pressure loading are examined using particle image velocimetry, skin friction line visualization, and wall pressure measurements.

Model Vocal Fold Polip'in Neden Olduğu Üç Boyutlu Akış Ayrımının Araştırılması

The fluid-structure energy exchange process for normal speech has been studied extensively, but it is not well understood for pathological conditions. ...

Synthesis of an Intein-mediated Artificial Protein Hydrogel

We present the synthesis of a highly stable protein hydrogel mediated by a split-intein-catalyzed protein trans-splicing reaction. The building blocks of this hydrogel are two protein block-copolymers each containing a subunit of a trimeric protein that serves as a crosslinker and one half of a split intein. A highly hydrophilic random coil is inserted into one of the block-copolymers for water retention. Mixing of the two protein block copolymers triggers an intein trans-splicing reaction, yielding a polypeptide unit with crosslinkers at either end that rapidly self-assembles into a hydrogel. This hydrogel is very stable under both acidic and basic conditions, at temperatures up to 50 &#176;C, and in organic solvents. The hydrogel rapidly reforms after shear-induced rupture. Incorporation of a &#34;docking station peptide&#34; into the hydrogel building block enables convenient incorporation of &#34;docking protein&#34;-tagged target proteins. The hydrogel is compatible with tissue culture growth media, supports the diffusion of 20 kDa molecules, and enables the immobilization of bioactive globular proteins. The application of the intein-mediated protein hydrogel as an organic-solvent-compatible biocatalyst was demonstrated by encapsulating the horseradish peroxidase enzyme and corroborating its activity.

We present the synthesis of a split-intein-mediated protein hydrogel. The building blocks of this hydrogel are two protein copolymers each containing a subunit of a trimeric protein that serves as a crosslinker and one half of a split intein. Mixing of the two protein copolymers triggers an intein trans-splicing reaction, yielding a polypeptide unit that self-assembles into a hydrogel. This hydrogel is highly pH- and temperature-stable, compatible with organic solvents, and easily incorporates functional globular proteins.

Bir Intein aracılı yapay protein Hidrojel sentezi

We present the synthesis of a highly stable protein hydrogel mediated by a split-intein-catalyzed protein trans-splicing reaction. The building blocks of ...

Using Cell-substrate Impedance and Live Cell Imaging to Measure Real-time Changes in Cellular Adhesion and De-adhesion Induced by Matrix Modification

Cell-matrix adhesion plays a key role in controlling cell morphology and signaling. Stimuli that disrupt cell-matrix adhesion (e.g., myeloperoxidase and other matrix-modifying oxidants/enzymes released during inflammation) are implicated in triggering pathological changes in cellular function, phenotype and viability in a number of diseases. Here, we describe how cell-substrate impedance and live cell imaging approaches can be readily employed to accurately quantify real-time changes in cell adhesion and de-adhesion induced by matrix modification (using endothelial cells and myeloperoxidase as a pathophysiological matrix-modifying stimulus) with high temporal resolution and in a non-invasive manner. The xCELLigence cell-substrate impedance system continuously quantifies the area of cell-matrix adhesion by measuring the electrical impedance at the cell-substrate interface in cells grown on gold microelectrode arrays. Image analysis of time-lapse differential interference contrast movies quantifies changes in the projected area of individual cells over time, representing changes in the area of cell-matrix contact. Both techniques accurately quantify rapid changes to cellular adhesion and de-adhesion processes. Cell-substrate impedance on microelectrode biosensor arrays provides a platform for robust, high-throughput measurements. Live cell imaging analyses provide additional detail regarding the nature and dynamics of the morphological changes quantified by cell-substrate impedance measurements. These complementary approaches provide valuable new insights into how myeloperoxidase-catalyzed oxidative modification of subcellular extracellular matrix components triggers rapid changes in cell adhesion, morphology and signaling in endothelial cells. These approaches are also applicable for studying cellular adhesion dynamics in response to other matrix-modifying stimuli and in related adherent cells (e.g., epithelial cells).

Here, we present a protocol to continuously quantify cell adhesion and de-adhesion processes with high temporal resolution in a non-invasive manner by cell-substrate impedance and live cell imaging analyses. These approaches reveal the dynamics of cell adhesion/de-adhesion processes triggered by matrix modification and their temporal relationship to adhesion-dependent signaling events.

Matrix Modifikasyon Bağlı Hücresel Yapışma ve De-yapışma Real-time Değişiklikleri Tedbir Hücre-substrat Empedans ve Canlı Hücre Görüntüleme kullanma

Cell-matrix adhesion plays a key role in controlling cell morphology and signaling. Stimuli that disrupt cell-matrix adhesion (e.g., myeloperoxidase and ...

Detection of Exosomal Biomarker by Electric Field-induced Release and Measurement (EFIRM)

Exosomes are microvesicular structures that play a mediating role in intercellular communication. It is of interest to study the internal cargo of exosomes to determine if they carry disease discriminatory biomarkers. For performing exosomal analysis, it is necessary to develop a method for extracting and analyzing exosomes from target biofluids without damaging the internal content.
Electric field-induced release and measurement (EFIRM) is a method for specifically extracting exosomes from biofluids, unloading their cargo, and testing their internal RNA/protein content. Using an anti-human CD63 specific antibody magnetic microparticle, exosomes are first precipitated from biofluids. Following extraction, low-voltage electric cyclic square waves (CSW) are applied to disrupt the vesicular membrane and cause cargo unloading. The content of the exosome is hybridized to DNA primers or antibodies immobilized on an electrode surface for quantification of molecular content.
The EFIRM method is advantageous for extraction of exosomes and unloading cargo for analysis without lysis buffer. This method is capable of performing specific detection of both RNA and protein biomarker targets in the exosome. EFIRM extracts exosomes specifically based on their surface markers as opposed to size-based techniques.
Transmission electron microscopy (TEM) and assay demonstrate the functionality of the method for exosome capture and analysis. The EFIRM method was applied to exosomal analysis of 9 mice injected with human lung cancer H640 cells (a cell line transfected to express the exosome marker human CD63-GFP) in order to test their exosome profile against 11 mice receiving saline controls. Elevated levels of exosomal biomarkers (reference gene GAPDH and protein surface marker human CD63-GFP) were found for the H640 injected mice in both serum and saliva samples. Furthermore, saliva and serum samples were demonstrated to have linearity (R = 0.79). These results are suggestive for the viability of salivary exosome biomarkers for detection of distal diseases.

Detection of Exosomal Biomarker by Electric Field-induced Release and Measurement EFIRM

Exosomes are microvesicular structures found within biofluids that potentially carry important disease discriminatory biomarkers. Here, a novel method is used to specifically extract exosomes and rapidly test the exosomal cargo for both RNA/protein targets following the disruption of exosomes using non-uniform electric cyclic square waves.

Elektrik Alan-kaynaklı Release ve Ölçme (EFIRM) tarafından Exosomal Biomarker Algılama

Exosomes are microvesicular structures that play a mediating role in intercellular communication. It is of interest to study the internal cargo of ...

Light-mediated Formation and Patterning of Hydrogels for Cell Culture Applications

Click chemistries have been investigated for use in numerous biomaterials applications, including drug delivery, tissue engineering, and cell culture. In particular, light-mediated click reactions, such as photoinitiated thiol&#8722;ene and thiol&#8722;yne reactions, afford spatiotemporal control over material properties and allow the design of systems with a high degree of user-directed property control. Fabrication and modification of hydrogel-based biomaterials using the precision afforded by light and the versatility offered by these thiol&#8722;X photoclick chemistries are of growing interest, particularly for the culture of cells within well-defined, biomimetic microenvironments. Here, we describe methods for the photoencapsulation of cells and subsequent photopatterning of biochemical cues within hydrogel matrices using versatile and modular building blocks polymerized by a thiol&#8722;ene photoclick reaction. Specifically, an approach is presented for constructing hydrogels from allyloxycarbonyl (Alloc)-functionalized peptide crosslinks and pendant peptide moieties and thiol-functionalized poly(ethylene glycol) (PEG) that rapidly polymerize in the presence of lithium acylphosphinate photoinitiator and cytocompatible doses of long wavelength ultraviolet (UV) light. Facile techniques to visualize photopatterning and quantify the concentration of peptides added are described. Additionally, methods are established for encapsulating cells, specifically human mesenchymal stem cells, and determining their viability and activity. While the formation and initial patterning of thiol-alloc hydrogels are shown here, these techniques broadly may be applied to a number of other light and radical-initiated material systems (e.g., thiol-norbornene, thiol-acrylate) to generate patterned substrates.

We describe a sequential process for light-mediated formation and subsequent biochemical patterning of synthetic hydrogel matrices for three-dimensional cell culture applications. The construction and modification of hydrogels with cytocompatible photoclick chemistry is demonstrated. Additionally, facile techniques to quantify and observe patterns and determine cell viability within these hydrogels are presented.

Hücre Kültürü Uygulamaları için Hidrojeller Işık aracılı Oluşumu ve Desenlendirme

Click chemistries have been investigated for use in numerous biomaterials applications, including drug delivery, tissue engineering, and cell culture. In ...