This research was financially supported by the SIAM Gravitation Grant 024.002.002, the Netherlands Organization for Scientific Research and by the Dutch Technology Foundation (STW - Simon Stevin Meester 2013). The authors want to thank Mario Pronk for providing the granular sludge samples.

Not: AGS atık su arıtma tesisi Utrecht, Hollanda de Nereda pilot reaktör toplanmıştır. Reaktör belediye kanalizasyon ile beslendi. Taneli çamur ml / g VSS 59,5 bir çamur hacim indeksi (AHİ 5 dakika) vardı. çamur aerobik çevrimin sonunda Nisan ayında örnekleri alındı. Örnekleme sonra çamur hemen laboratuara nakledilir elenmiş ve kullanılana kadar -20 ° C&#39;de depolanmıştır. 1. EPS Ekstraksiyon Not: 4000 x g ve 20 dakika süre ile 4 ° C&#39;de santrifüje zerre çamur ve süpernatant süzün. ekstraksiyon için sonradan küçük top granüller toplanır. Granüllerin toplam katı (TS) ve uçucu katı maddeler (VS) standart yöntemlerle 23 ile belirlenmiştir. granül ıslak ağırlığı arasındaki dönüşüm faktörü - pelet doğrudan alınan granül ağırlığı - ve TS çıkarma öncesinde tespit edilmiştir. Tüm ekstraksiyon üç kez yapıldı. NOT: 3 g ıslak granules her ekstraksiyon yöntemi için kullanıldı. üç kez ölçülen TS ve VS değerleri (0.39 g, TS ve 0.34 g VS), ekstraksiyon verimini hesaplamak için kullanılmıştır. <ol><li> Santrifüj çıkarma 11 <ol><li> bir santrifüjleme tüp içine granüller devri 3 g (ıslak ağırlık) ve minerali alınmış su ile 50 ml santrifüj tüpü doldurmak. </li><li> Biraz elle santrifüj tüpü çalkalayın. </li><li> Santrifüj 4,000 x g&#39;de karışım 20 dakika boyunca 4 ° C içeren santrifüj tüpü. </li><li> Bir cam beher içinde supernatant toplamak pelet atılır ve Bölüm 1.7&#39;de tarif edildiği gibi süpernatant ile devam eder. </li></ol></li><li> Sonication çıkarma 10 <ol><li> bir santrifüjleme tüp içine granüller devri 3 g (ıslak ağırlık) ve minerali alınmış su ile 50 ml santrifüj tüpü doldurmak. </li><li> karışıma B 40 ° C&#39;de 2.5 dakika süreyle buz üzerinde darbeli sonikasyon uygulanır. </li><li> santrifüj santrifüj4,000 x g&#39;de karışım 20 dakika boyunca 4 ° C içeren boru. </li><li> Bir cam beher içinde supernatant toplamak pelet atılır ve Bölüm 1.7&#39;de tarif edildiği gibi süpernatant ile devam eder. </li></ol></li><li> Etilendiamintetraasetik asit (EDTA) ekstraksiyon 11 <ol><li> 100 ml&#39;lik bir cam şişeye granüller devri 3 g (ıslak ağırlık) ve% 2 (ağırlık / hacim) EDTA çözeltisi ile 50 ml şişe doldurun. </li><li> Biraz elle şişeyi çalkalayın ve 3 saat süreyle 4 ° C&#39;de buzdolabında saklayın. </li><li> 50 ml&#39;lik bir santrifüj tüpü içine karışımı aktarın. </li><li> Santrifüj 4,000 x g&#39;de karışım 20 dakika boyunca 4 ° C içeren santrifüj tüpü. </li><li> Bir cam beher içinde supernatant toplamak pelet atılır ve Bölüm 1.7&#39;de tarif edildiği gibi süpernatant ile devam eder. </li></ol></li><li> Formamide - sodyum hidroksit çıkarma (NaOH) 13 <ol><li> Bir 100 granüllerin devri 3 g (ıslak ağırlık)ml cam şişe demineralize su ile 50 ml şişe kadar doldurun ve. </li><li> 0.3 ml% 99 formamit ekleyin. </li><li> Biraz elle şişeyi çalkalayın ve 1 saat 4 ° C&#39;de buzdolabında saklayın. </li><li> Granül süspansiyonuna 20 mi, 1 M NaOH ekleyin. </li><li> Biraz elle şişeyi çalkalayın ve 3 saat süreyle 4 ° C&#39;de buzdolabında saklayın. </li><li> iki adet 50 ml&#39;lik santrifüj tüpüne eşit karışımı aktarın. </li><li> Santrifüj 4,000 x g&#39;de karışım 20 dakika boyunca 4 ° C içeren santrifüj tüpleri. </li><li> Bir cam beher içinde supernatant toplamak pelet atılır ve Bölüm 1.7&#39;de tarif edildiği gibi süpernatant ile devam eder. </li></ol></li><li> Formaldehit - NaOH çıkarma 11 <ol><li> 100 ml&#39;lik bir cam şişeye granüller devri 3 g (ıslak ağırlık) ve minerali alınmış su ile 50 ml şişe kadar doldurun. </li><li> 0.3 ml% 37 formaldehit ekleyin. </li><li> Biraz el ve mağaza tarafından şişe sallamak1 saat süre ile 4 ° C&#39;de buzdolabında. </li><li> Granül süspansiyonuna 20 mi, 1 M NaOH ekleyin. </li><li> Biraz elle şişeyi çalkalayın ve 3 saat süreyle 4 ° C&#39;de buzdolabında saklayın. </li><li> iki adet 50 ml&#39;lik santrifüj tüpüne eşit karışımı aktarın. </li><li> Santrifüj 4,000 x g&#39;de karışım 20 dakika boyunca 4 ° C içeren santrifüj tüpleri. </li><li> Bir cam beher içinde supernatant toplamak pelet atılır ve Bölüm 1.7&#39;de tarif edildiği gibi süpernatant ile devam eder. </li></ol></li><li> Yüksek sıcaklık - sodyum karbonat ekstraksiyonu (Na 2 CO 3) 9,22,24 <ol><li> Ön ısıtma 150, 80 ° C&#39;ye kadar bir manyetik karıştırıcı ile 1000 ml&#39;lik bir cam beher içinde musluk suyu ml. </li><li> şişesindeki ve minerali giderilmiş su ile 50 ml&#39;ye kadar şişeye doldurmak 250 ml lik bir granül devri 3 g (ıslak ağırlık). </li><li> 0.25 g Na 2 CO 3 susuz veya 0.67 g Na 2 CO 3 • 10H ekleme <sşişe içine UB&gt; 2 O% 0.5 elde etmek için (a / h) 2CO 3 konsantrasyonu, MD. </li><li> su banyosu içine karışımını içeren şişe yerleştirin. buharlaşmasını önlemek için alüminyum folyo ile ayrı ayrı şişeyi ve beher cam örtün. </li><li> 400 rpm&#39;de 35 dakika ve 80 ° C&#39;de karıştırın. </li><li> 50 ml&#39;lik bir santrifüj tüpü içine karışımı aktarın. </li><li> Santrifüj 4,000 x g&#39;de karışım 20 dakika boyunca 4 ° C içeren santrifüj tüpü. </li><li> Süpernatant toplayın ve pelet atın. </li></ol></li><li> Standart yöntemler 23&#39;e göre bütün ekstrelere TS ve VS ölçümü. <ol><li> ((Kesilmiş) MWCO 3,500 Da molekül ağırlığına sahip diyaliz torbası) 11,12 süpernatant atın ve 1.000 ml ultra saf suya karşı 24 saat için dialyze. diyaliz etkisini artırmak için 12 saat sonra diyaliz suyu değiştirin. </li><li> diyaliz süpernatant (1/3 civarında) makul bir kısmını aktarmakTS ve ölçüm 23 VS bir alüminyum çanak. Not: bir gece boyunca 105 ° C de bir örnek kurutun. Boş alüminyum çanak ve kurutulmuş numuneyi içeren alüminyum çanak ağırlık farkı TS içeriğidir. Daha sonra 2 saat 550 ° C de bir örnek ihtiva eden aynı alüminyum tabak yakmak. Boş alüminyum çanak ve yanmış örneği içeren alüminyum çanak arasındaki ağırlık farkı kül içeriğidir. TS ve kül içeriği arasındaki fark VS içeriğidir. </li><li> Her bir ekstre için, 10 ml&#39;lik bir cam bardak diyaliz yüzer kalan kısmını aktarmak. süpernatan içindeki polimer konsantrasyonunu arttırmak için 1-2 ml&#39;lik bir son hacme kadar, 60 ° C&#39;de 2 gün için supernatant koyulaştırılır. </li></ol></li></ol> 2. Aljinat gibi Ekstrasellüler Polimer (ALE) Ekstraksiyon <ol><li> Aşama 1.7.1 göre aşama 1.6.8 &#39;de elde edilen ekstrenin dialyze. </li><li> 250 ml&#39;lik bir cam kabın içine diyaliz edilen ekstre, aktarın. Yavaşly 100 rpm&#39;de ve oda sıcaklığında çıkarma karıştırın. asidik formda ALE elde etmek için 2.2 ± 0.05 bir son pH, 1 M hidroklorik asit (HCI) eklenirken, sürekli, bir pH elektrodu ile, pH değişiklikleri izlemek. </li><li> 2.2 pH ayarlandıktan sonra 4,000 x g&#39;de 50 mi santrifüj borusu ve santrifüj içine özü transferi ve 20 dakika boyunca 4 ° C. </li><li> Süpernatantı atın ve jel benzeri pelet toplamak. jel benzeri pelet asidik formda ALE olduğunu. </li><li> pH 8.5 elde edilene kadar el ile cam bir çubuk ile yavaş yavaş jel karıştırılarak yavaşça Aşama 2.4&#39;te elde edilen jel, 0.5 M NaOH (ya da 0.5 M potasyum hidroksit) ekleyin, sodyum (veya potasyum) ALE şeklini elde etmek için. </li></ol> 3. İyonik Hidrojel Formasyonu Testi NOT: çıkarılan EPS iyonik hidrojel oluşumu özelliklerini, 25 kullanılan Ca 2 + iyonları ile bir boncuk oluşum testi olsaydı amacıyla kontrol etmek. <ol><li> Adım 1.7.3 ekstrenin kalınlaşması sonra1-2 ml hacim, yavaş yavaş, bir cam çubuk ile iyice karıştırılır ve 0.5 M NaOH ile 8.5&#39;a pH&#39;ını ayarlamak. </li><li> Aşama 3.1 veya adım 2.5 sodyum ALE özü almak ve yavaş yavaş (CaCI2) çözeltisi, kalsiyum klorür (ağırlık / hacim)% 2.5 bir Pasteur pipeti ile özü damla. NOT: Çıkarılan EPS özelliklerini oluşturan iyonik hidrojel jel varsa, damla şekilli (küresel) boncuklar oluşturulacaktır. Ekstre EPS özelliklerini oluşturan herhangi bir iyonik hidrojel jel varsa, ekstre CaCI2 çözeltisi içinde dağılacaktır. </li></ol> İyonik Hidrojel 4. Stabilite Testi Not: daha AGS yapı oluşumu iyonik EPS hidrojel rolünü anlamak için, kararlılık testleri adım 3.2 toplanan Na 2 CO 3 ekstre iyonik hidrojel boncuklar, üzerinde gerçekleştirilmiştir. <ol><li> CaCI2 çözeltisi içinde 30 dakika için hidrojel boncuk tutun. </li><li> CaCl 2 hidrojel boncuk çıkarmak için bir kaşık kullanın </sub&gt; çözüm ve dört eşit kesirler boncuk ayrıldı. </li><li> 10 ml mağazası fraksiyon 1 4 ° C&#39;de 4 saat boyunca su minerali alınmış. 1.5 - ekstraksiyon yöntemleri 1.3 de tarif edildiği gibi, aşağıdaki stabilite testleri aynı şekilde gerçekleştirilmiştir. </li><li> 10 mi% 2 saklayın fraksiyon 2, 4 ° C&#39;de 3 saat (ağırlık / hacim) EDTA çözeltisi. </li><li> 7.15 ml mağazası fraksiyon 3, 4 ° C&#39;de 1 saat süre ile 60 ul% 99 formamid ile arıtılmış su. Daha sonra 4 ° C&#39;de 3 saat 2.85 mL, 1 M NaOH ve mağaza fraksiyonu 3 ekleyin. </li><li> 7.15 ml mağazası fraksiyon 4, 4 ° C&#39;de 1 saat süre ile 60 ul% 37 formaldehid ile arıtılmış su. Daha sonra 4 ° C&#39;de 3 saat 2.85 mL, 1 M NaOH ve mağaza fraksiyonu 4 ekleyin. </li><li> Boncuklar ekstraksiyon şartlarına dayanıklı olmadığını değerlendirmek için 4.6 - 4.3 anlatılan şartlar altında depolama sırasında boncukların görebilir ayrışma varsa izleyin. </li></ol>

<ol>
	<li>Pronk, M., de Kreuk, M. K., de Bruin, B., Kamminga, P., Kleerebezem, R., van Loosdrecht, M. C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Full+scale+performance+of+the+aerobic+granular+sludge+process+for+sewage+treatment.">Full scale performance of the aerobic granular sludge process for sewage treatment.</a> Water Res. 84, 207-217 (2015).</li><li>Kreuk, M. K., Kishida, N., van Loosdrecht, M. C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Aerobic+granular+sludge+-+state+of+the+art.">Aerobic granular sludge - state of the art.</a> Water Sci. Technol. 55 (8-9), 75 (2007).</li><li>Adav, S. S., Lee, D. J., Show, K. Y., Tay, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Aerobic+granular+sludge:+Recent+advances.">Aerobic granular sludge: Recent advances.</a> Biotechnol. Adv. 26, 411-423 (2008).</li><li>Seviour, T., Pijuan, M., Nicholson, T., Keller, J., Yuan, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Understanding+the+properties+of+aerobic+sludge+granules+as+hydrogels.">Understanding the properties of aerobic sludge granules as hydrogels.</a> Biotechnol. Bioeng. 102 (5), 1483-1493 (2009).</li><li>Flemming, H. -. C., Wingender, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+biofilm+matrix.">The biofilm matrix.</a> Nat. Rev. Microbiol. 8 (9), 623-633 (2010).</li><li>Seviour, T., Yuan, Z., van Loosdrecht, M. C. M., Lin, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Aerobic+sludge+granulation:+A+tale+of+two+polysaccharides?.">Aerobic sludge granulation: A tale of two polysaccharides?.</a> Water Res. 46 (15), 4803-4813 (2012).</li><li>Wingender, J., Neu, T. R., Flemming, H. -. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=What+are+Bacterial+Extracellular+Polymeric+Substances.">What are Bacterial Extracellular Polymeric Substances.</a> Microb. Extracell. Polym. Subst. Charact. Struct. Funct. , 27-53 (1999).</li><li>Flemming, H. -. C., Neu, T. R., Wozniak, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+EPS+Matrix:+The+&#34;House+of+Biofilm+Cells.&#34;.">The EPS Matrix: The &#34;House of Biofilm Cells.&#34;.</a> J. Bacteriol. 189 (22), 7945-7947 (2007).</li><li>Lin, Y. M., Sharma, P. K., van Loosdrecht, M. C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+chemical+and+mechanical+differences+between+alginate-like+exopolysaccharides+isolated+from+aerobic+flocculent+sludge+and+aerobic+granular+sludge.">The chemical and mechanical differences between alginate-like exopolysaccharides isolated from aerobic flocculent sludge and aerobic granular sludge.</a> Water Res. 47 (1), 57-65 (2013).</li><li>Fang, H. H. P., Jia, X. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Extraction+of+extracellular+polymer+from+anaerobic+sludges.">Extraction of extracellular polymer from anaerobic sludges.</a> Biotechnol. Tech. 10 (11), 803-808 (1996).</li><li>Liu, H., Fang, H. H. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Extraction+of+extracellular+polymeric+substances+(EPS)+of+sludges.">Extraction of extracellular polymeric substances (EPS) of sludges.</a> J. Biotechnol. 95, 249-256 (2002).</li><li>Comte, S., Guibaud, G., Baudu, M. <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+extraction+method+on+EPS+from+activated+sludge:+An+HPSEC+investigation.">Effect of extraction method on EPS from activated sludge: An HPSEC investigation.</a> J. Hazard. Mater. 140 (1-2), 129-137 (2007).</li><li>Adav, S. S., Lee, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Extraction+of+extracellular+polymeric+substances+from+aerobic+granule+with+compact+interior+structure.">Extraction of extracellular polymeric substances from aerobic granule with compact interior structure.</a> J. Hazard. Mater. 154, 1120-1126 (2008).</li><li>Pan, X., Liu, J., Zhang, D., Chen, X. I., Li, L., Song, W., Yang, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+comparison+of+five+extraction+methods+for+extracellular+polymeric+substances+(EPS)+from+biofilm+by+using+three-dimensional+excitation-emission+matrix+(3DEEM)+fluorescence+spectroscopy.">A comparison of five extraction methods for extracellular polymeric substances (EPS) from biofilm by using three-dimensional excitation-emission matrix (3DEEM) fluorescence spectroscopy.</a> Water SA. 36 (1), 111-116 (2010).</li><li>D'Abzac, P., Bordas, F., Van Hullebusch, E., Lens, P. N. L., Guibaud, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Extraction+of+extracellular+polymeric+substances+(EPS)+from+anaerobic+granular+sludges:+Comparison+of+chemical+and+physical+extraction+protocols.">Extraction of extracellular polymeric substances (EPS) from anaerobic granular sludges: Comparison of chemical and physical extraction protocols.</a> Appl. Microbiol. Biotechnol. 85 (5), 1589-1599 (2010).</li><li>Comte, S., Guibaud, G., Baudu, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Relations+between+extraction+protocols+for+activated+sludge+extracellular+polymeric+substances+(EPS)+and+EPS+complexation+properties:+Part+I.+Comparison+of+the+efficiency+of+eight+EPS+extraction+methods.">Relations between extraction protocols for activated sludge extracellular polymeric substances (EPS) and EPS complexation properties: Part I. Comparison of the efficiency of eight EPS extraction methods.</a> Enzyme Microb. Technol. 38 (1-2), 237-245 (2006).</li><li>Adav, S. S., Lee, D. J., Tay, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Extracellular+polymeric+substances+and+structural+stability+of+aerobic+granule.">Extracellular polymeric substances and structural stability of aerobic granule.</a> Water Res. 42, 1644-1650 (2008).</li><li>Caudan, C., Filali, A., Lefebvre, D., Sp&#233;randio, M., Girbal-Neuhauser, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Extracellular+polymeric+substances+(EPS)+from+aerobic+granular+sludges:+Extraction,+fractionation,+and+anionic+properties.">Extracellular polymeric substances (EPS) from aerobic granular sludges: Extraction, fractionation, and anionic properties.</a> Appl. Biochem. Biotechnol. 166 (7), 1685-1702 (2012).</li><li>Fr&#248;lund, B., Palmgren, R., Keiding, K., Nielsen, P. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Extraction+of+extracellular+polymers+from+activated+sludge+using+a+cation+exchange+resin.">Extraction of extracellular polymers from activated sludge using a cation exchange resin.</a> Water Res. 30 (8), 1749-1758 (1996).</li><li>Nielsen, P. H., Jahn, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Extraction+of+EPS.">Extraction of EPS.</a> Microb. Extracell. Polym. Subst. Charact. Struct. Funct. , 49-72 (1999).</li><li>Lin, Y. M., Nierop, K. G. J., Girbal-Neuhauser, E., Adriaanse, M., van Loosdrecht, M. C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sustainable+polysaccharide-based+biomaterial+recovered+from+waste+aerobic+granular+sludge+as+a+surface+coating+material.">Sustainable polysaccharide-based biomaterial recovered from waste aerobic granular sludge as a surface coating material.</a> Sustain. Mater. Technol. 4, 24-29 (2015).</li><li>Lin, Y. M., Wang, L., Chi, Z. M., Liu, X. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bacterial+Alginate+Role+in+Aerobic+Granular+Bio-particles+Formation+and+Settleability+Improvement.">Bacterial Alginate Role in Aerobic Granular Bio-particles Formation and Settleability Improvement.</a> Sep. Sci. Technol. 43 (7), 1642-1652 (2008).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. , (1998).</li><li>Mchugh, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> A guide to the seaweed industry. , (2003).</li><li>Lin, Y., de Kreuk, M., van Loosdrecht, M. C. M., Adin, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+alginate-like+exopolysaccharides+isolated+from+aerobic+granular+sludge+in+pilot-plant.">Characterization of alginate-like exopolysaccharides isolated from aerobic granular sludge in pilot-plant.</a> Water Res. 44 (11), 3355-3364 (2010).</li><li>Zorel, J. A., Aquino, S. F., Sanson, a. L., Castro-Borges, W., Silva, S. Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+EPS+extraction+protocols+from+anaerobic+sludge+for+gel-based+proteomic+studies.">Evaluation of EPS extraction protocols from anaerobic sludge for gel-based proteomic studies.</a> Water Sci. Technol. 72 (4), 535 (2015).</li><li>Ruiz-Hernando, M., Cabanillas, E., Labanda, J., Llorens, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultrasound,+thermal+and+alkali+treatments+affect+extracellular+polymeric+substances+(EPSs)+and+improve+waste+activated+sludge+dewatering.">Ultrasound, thermal and alkali treatments affect extracellular polymeric substances (EPSs) and improve waste activated sludge dewatering.</a> Process Biochem. 50 (3), 438-446 (2015).</li><li>Seviour, T., Pijuan, M., Nicholson, T., Keller, J., Yuan, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gel-forming+exopolysaccharides+explain+basic+differences+between+structures+of+aerobic+sludge+granules+and+floccular+sludges.">Gel-forming exopolysaccharides explain basic differences between structures of aerobic sludge granules and floccular sludges.</a> Water Res. 43, 4469-4478 (2009).</li><li>de Kerchove, A. J., Elimelech, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Formation+of+polysaccharide+gel+layers+in+the+presenceof+Ca2++and+K++ions:+Measurements+and+mechanisms.">Formation of polysaccharide gel layers in the presenceof Ca2+ and K+ ions: Measurements and mechanisms.</a> Biomacromolecules. 8 (1), 113-121 (2007).</li><li>Jiang, H. L., Tay, J. H., Liu, Y., Tay, S. T. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ca2++augmentation+for+enhancement+of+aerobically+grown+microbial+granules+in+sludge+blanket+reactors.">Ca2+ augmentation for enhancement of aerobically grown microbial granules in sludge blanket reactors.</a> Biotechnol. Lett. 25 (2), 95-99 (2003).</li><li>Liang, Z., Li, W., Yang, S., Du, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Extraction+and+structural+characteristics+of+extracellular+polymeric+substances+(EPS),+pellets+in+autotrophic+nitrifying+biofilm+and+activated+sludge.">Extraction and structural characteristics of extracellular polymeric substances (EPS), pellets in autotrophic nitrifying biofilm and activated sludge.</a> Chemosphere. 81 (5), 626-632 (2010).</li><li>Guo, X., Liu, J., Xiao, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+the+damage+of+cell+wall+and+cell+membrane+for+various+extracellular+polymeric+substance+extractions+of+activated+sludge.">Evaluation of the damage of cell wall and cell membrane for various extracellular polymeric substance extractions of activated sludge.</a> J. Biotechnol. 188, 130-135 (2014).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

Protokol bölümüne Açıklamalar EPS / ALE ekstraksiyonu 50 ml hacimde ve granüller 3 g tarif edilmiştir. Bu değerler rehber olarak tasarlanmıştır. yüksek granül konsantrasyonları Ekstraksiyonları çıkarılan EPS verimini azaltabilir. ALE ekstre etme esnasında, sıcaklık 30 dakika boyunca 80 ° C &#39;de sabit tutulmalıdır. ısıtmak için karışım için gerekli olan süre (yaklaşık 5 dakika) protokolüne dahil edilir. Ayrıca, ekstraksiyon etkinliği şişe dibinin çapı ile aynı büyüklükte bir manyetik karıştırma çubuğu kullanılarak geliştirilmiştir. Bu EPS çıkarma teşvik iyi karıştırma özellikleri ve freze etkilere neden olur. Daha sonra protokol bölümüne, (adımlarda 1.1-1.6 toplanan süpernatant) tüm çekimi TS ve VS verimleri belirlenmiştir. Diyaliz ekstraksiyon için kullanılan kimyasal maddeler nedeniyle olası hataları azaltmak için önceden TS ve ölçüm VS yapılması gerekmektedir. bir3.500 Da MWCO diyaliz çanta içinde EPS makromolekülleri koruyarak bu kimyasalların kaldırmak için tavsiye edilir. Diyaliz poşeti özü hacminden daha büyük bir hacme sahip olmalıdır. Ekstresinin hacmi (% 40&#39;a varan oranda hacim artışına EDTA çıkarılması için, örneğin) diyaliz sırasında artacak çünkü bu gereklidir. Diyaliz kimyasal yok etme öncesinde ve diyalizden sonra numune pH ölçümü ile belirlenebilir. Alternatif olarak, diyaliz su iletkenlik ölçümleri iyon kaldırma ölçüde göstermektedir. Toplam çıkarılan EPS ALE elde (1.6 adımlar ve 2) diyaliz adım isteğe bağlıdır için. Bununla birlikte, diyaliz üç faydası vardır: o yağış için gerekli HCl miktarı, o özü asit kütle transferi geliştirir ve elde edilen ALE kül içeriğini azaltır azaltır. ALE çökeltilmesi için, Extrac çok daha büyük bir hacme sahip, bir cam beher kullanılması önerilirt. Na 2 CO 3 normalde çıkarma aşırı doz almaktadır. Örnek köpük olarak, önce, diyaliz değil, ilk Na2 CO3 ile reaksiyona girecek ilave HCI, karbon dioksit oluşumu ile sonuçlanarak, özü ve sol. HCI ilavesi sırasında, boşaltma kabın alt aynı boyutta bir manyetik karıştırıcı ile yavaş yavaş karıştırılır. Bu boyut ve yavaş karıştırma bir karıştırma çubuğu da çökelti yapısını bozmadan karıştırılması ile sonuçlanacaktır. Asidik jel kümeleri özü içinde oluşturulmuş ise, beher elle hafifçe döndürülmüştür gerekmektedir. Yağış de numunedeki asit homojen bir dağılım elde edilirken özü büyük bir hacim artışına bilmek 1 M kadar bir asit konsantrasyonu ile gerçekleştirilmiştir. Daha yüksek asit konsantrasyonları bölgesel pH düşüşü ve asidik jel kümeleri oluşumu ile sonuçlanabilir. 2.0&#39;den düşük bir pH değerine muhtemelen yapısal değişikliklere, elde edilebilir ALE miktarını azaltırdüşük bir pH değerinde polimer. 2.20 ± 0.05 nihai pH tutmak önemlidir. Sınırlamalar ALE ekstraksiyon yöntemi genel olarak AGS veya biyofilm gelen EPS yapısal hücre dışı polimerler ayıklamak amaçlayan ve mevcut tüm EPS ayıklamak için tasarlanmamıştır. Tüm EPS çıkarmak için birden fazla ekstraksiyon yöntemi bir kombinasyonu gereklidir. Bir çift ve dört çıkarma uygulayarak VS EPS verim artışı ile gösterildiği gibi üstelik, tek çıkarma tüm yapısal EPS ayıklamak olmaz. ALE çıkarma ısı ve alkalin koşulları ile sürekli karıştırma birleştirerek, sert bir EPS ekstraksiyon yöntemidir. Bu nedenle, bazı hücre içi madde EPS ile ekstre edilmiştir mümkündür. Hücre lizizi, fiziksel ve kimyasal ekstraksiyon teknikleri (sonikasyon 31,32 NaOH 31,32 EDTA 11,32 CER 32, ısı 32 ve yüksek kesme hızları m kaynaklanabilir, ancak) 19 ixing, geri EPS hücre içi malzemesinin varlığının hala teyit edilmesi gereklidir. kurtarıldı EPS hücre içi malzeme analiz değildi içerip içermediğini çıkarılan EPS iyonik jel oluşturucu özelliği, bu araştırmanın ana odak noktasıdır. Gelecekteki araştırmalar çıkarılan EPS hücre içi malzeme tanımlamaya odaklanacak. AGS hidrojel matrisi çözündürücü yapısal EPS ayıklamak için çok önemlidir EPS formlar AGS yoğun ve kompakt hidrojel matrisi. EPS gibi hepsi değil, polisakkaritler, proteinler, nükleik asitler, (fosfo) lipidler, humik maddeler ve bazı hücreler arası polimerler 7,5,8, organik makro moleküllerin çeşitli sınıfları içerir, ancak bir jel oluşturur. Yalnızca jel oluşturucu polimerler burada EPS yapısal polimer olarak kabul edilmektedir. EPS ekstraksiyon amacı ilk EPS çözmek ve daha sonra çözülmüş EPS toplamaktır. Yapısal EPS (yani, T iseO) bir hidrojel oluşturan EPS ekstre hedef, AGS jel matrisi birinci çözünür olmalıdır. Jel matris çözünür Yalnızca yöntemler yapısal EPS çıkarma yeteneğine sahiptirler. 15, Sonication 10,14,15, EDTA 10 - - 12,14,15, formaldehit + NaOH 10 - NaOH 13 verimli yapısal izole edemedi + 15 ve formamid Bu araştırmada, bazı sık bu tür santrifüj 10 olarak EPS ekstraksiyon yöntemleri kullanılır EPS. Bu, aerobik granüllerin hidrojel matrisi, bu yöntemler ile çözünür değildi kaynaklanmaktadır. Bu nedenle, 4. bölümde stabilite testleri sadece EDTA, formamid + NaOH mevcut koşullar ve formaldehit + NaOH ekstraksiyon ile yapıldı. Bu üç ekstraksiyon yapısal EPS izole yeteneğine sahip değildir, ama yine de Na 2 CO 3 ekstraksiyon yanı sıra yüksek VS EPS verimi elde edilmiştir. Koşullar of Na 2 CO 3 çıkarma açıkça AGS matris çözündürülmüş bu ekstraksiyon yöntemi olarak uygulanmadı. Bu nedenle stabilite testi sırasında uygulanan koşullar Örnek olarak kabul edildi. CER EPS ekstraksiyon önceki çalışmalarda burada kullanılan kimyasal çekimi daha iyi sonuçlar vermedi gibi katyon değişim reçinesi (CER), bir başka sık kullanılan EPS ekstraksiyon yöntemi ile ekstraksiyon, bu karşılaştırma için kabul edilmedi. AGS EPS jel Jel-oluşturucu EPS AGS hidrojel matris içerisindeki yapısal EPS olarak kabul edilir. Böyle iyonik jeller, sıcaklık kaynaklı jeller ve pH kaynaklı jelleri gibi hidrojellerin çeşitli olduğunu işaret değer. Bu çalışma sadece iyonik jelleri oluşturan EPS odaklanır. ekstre yapısal jel malzeme büyük kısmını ilgili olarak, bu, yapısal olarak EPS olması muhtemeldir. olasılık kesinlikle vardır ki EPS diğer türBu hidrojeller oluşturan farklı türde (örneğin, pH değeri neden jel 28) aerobik granüllerin, aynı ya da başka tür bulunmaktadır. Yine de, ne olursa olsun hidrojel ne tür EPS jel matris jel oluşturucu EPS ayıklamak için en önemli adımdır çözülmesi hedeflenmektedir. Şu anda, çok az araştırma granül çamur yapısal EPS üzerinde yapılmıştır. Bu protokol açıklanan ALE çıkarma AGS gelen jel oluşturan EPS çıkarma yeteneğine sahiptir ve yapısal EPS karakterize etmek gelecekteki çalışmalarda kullanılacaktır. Daha fazla araştırma daha iyi granülasyon ve EPS süreci ve işlevini anlamak için AGS, yapısal EPS ve yapısal olmayan EPS yapılması gerekmektedir. mikroorganizmalar EPS kesin kompozisyonu ve nasıl EPS bileşimi çevresel değişikliklere bağlı olarak modifiye ne EPS gibi büyük miktarda üretmek neden: Özellikle şu üç puan araştırılması gerekmektedir. Algılama ve ilgili tüm bileşikleri ve bunların etkileşimleri için analizons biyofilm ve nasıl bizim için avantaj bunları kullanmak için anlamanıza yardımcı olacaktır.

Son yıllarda aerobik granül çamur (AGS) süreci başarıyla birkaç tam ölçekli atıksu arıtma tesislerinin 1 uygulanan popüler bir biyolojik arıtma prosesi haline gelmiştir. Geleneksel aktif çamur işlemi tersine, AGS işleme mikroorganizmalar yerine yumakların 2 granüller oluşturmak. Bu granüller, daha iyi tortulaşabilirlik var yüksek organik yükleme oranlarını dayanacak ve aktif çamur flocs 3 den toksisite daha yüksek toleransa sahip edebiliyoruz. Biyofilmlerde aksine, AGS kendiliğinden herhangi bir taşıyıcı malzeme 4 katılımı olmadan oluşur. 6 - AGS, biyofilm gibi mikroorganizmalar, öz-hareketsizleştirilmiş 4 olduğu bir hidrojel matris oluşturmak için yüksek hidratlı hücre dışı polimerik maddelerden önemli bir miktarda (EPS) 5 üretir. EPS polisakkaritler, proteinler, nükleik asitler arasında oluşan, (fosfonat kompleks karışımıho) lipidler, humik maddeler ve bazı hücreler arası polimerler 5,7,8. Bu polimerik maddeler yoğun ve kompakt üçüncül ağ yapısı oluşturarak, vb 5 elektrostatik kuvvetler, hidrojen bağları, çekici iyonik kuvvetler ve / veya biyokimyasal reaksiyonların, üzerinden birbirleri ile etkileşim. Hidrojeller 4,9 formu ve üçüncül ağ yapısının oluşumuna katkıda edebiliyoruz EPS polimerler yapısal EPS, toplam EPS bir alt kümesi olarak kabul bu açıdan bulunmaktadır. EPS kimyasal yapısı ve granüller 5 fiziksel özellikler için sorumludur. Her EPS bileşiğin işlevini anlamak için çok önemlidir. 15 - Çeşitli yaklaşımlar EPS 10 ayıklamak için uygulanır. Ancak, onların aşırı karmaşıklığı, tek yöntemle bütün EPS bileşenleri çıkarmak için neredeyse imkansızdır. Bugüne kadar hiçbir EPS ekstraksiyon yöntemi &quot;tek beden herkese uyar&quot; var. 20 - Çıkartma metotunun seçimi toplam miktarı, aynı zamanda kazanılan polimer 13,16 bileşimi sadece etkiler. çamur tipi ve faiz farklı yöntemlerin EPS bağlı olarak gereklidir. , Jel oluşturucu polimerler ayıklanıyor özelliklerini karakterize ve birbirleri ile ve non-jel oluşturucu EPS ile etkileşimlerini inceleyen aerobik granül çamur oluşumunda EPS rolünü ortaya çıkarmak için yardımcı olacaktır. Bundan başka, jel oluşturucu polimerler, endüstriyel uygulamalarda yararlı olan biyopolimerler bulunmaktadır. Olası bir uygulama zaten kağıt 21 su direncini arttırmak için, bir kaplama malzemesi olarak AGS elde edilen jel-oluşturucu polimerleri kullanarak gösterilmiştir. Bu nedenle, jel-oluşturucu EPS için özel ekstraksiyon yöntemleri, ihtiyaç vardır. Bu çalışmanın amacı, AGS gelen jel oluşturucu EPS ayıklamak için bir metodoloji geliştirmektir. Altı ekstraksiyon yöntemleri 10-1Literatürde sıkça kullanılan 5,22, AGS adlı EPS ayıklamak için seçildi. toplam tutar ve çıkarılan EPS jel oluşturucu özelliği, her metodoloji açısından karşılaştırıldı.

<table><tbody><tr><td>250 ml baffled flask</td><td>Kimble</td><td>25630-250</td><td></td></tr><tr><td>1,000 ml glass beaker</td><td>VWR</td><td>213-1128</td><td></td></tr><tr><td>RCT basic, magnetic stirrer with thermometer</td><td>IKA</td><td>3810000</td><td></td></tr><tr><td>sodium carbonate decahydrate</td><td>Merck KGaA</td><td>1063911000</td><td></td></tr><tr><td>50 ml centrifugation tubes</td><td>greiner bio-one</td><td>227261</td><td></td></tr><tr><td>Multifuge 1 S-R, centrifuge</td><td>Heraeus/Thermo Scientific</td><td>-</td><td></td></tr><tr><td>hydrochloric acid, 37%</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>30721-1L-GL-D</td><td></td></tr><tr><td>250 ml glass beaker</td><td>VWR</td><td>213-1124</td><td></td></tr><tr><td>calcium chloride dihydrate</td><td>Merck KGaA</td><td>1023821000</td><td></td></tr><tr><td>1 ml Pasteur Pipette</td><td>Copan</td><td>201C</td><td></td></tr></tbody></table>

extraction of structural extracellular polymeric substances from aerobic granular sludge

To evaluate and develop methodologies for the extraction of gel-forming extracellular polymeric substances (EPS), EPS from aerobic granular sludge (AGS) was extracted using six different methods (centrifugation, sonication, ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), formamide with sodium hydroxide (NaOH), formaldehyde with NaOH and sodium carbonate (Na2CO3) with heat and constant mixing). AGS was collected from a pilot wastewater treatment reactor. The ionic gel-forming property of the extracted EPS of the six different extraction methods was tested with calcium ions (Ca2+). From the six extraction methods used, only the Na2CO3 extraction could solubilize the hydrogel matrix of AGS. The alginate-like extracellular polymers (ALE) recovered with this method formed ionic gel beads with Ca2+. The Ca2+-ALE beads were stable in EDTA, formamide with NaOH and formaldehyde with NaOH, indicating that ALE are one part of the structural polymers in EPS. It is recommended to use an extraction method that combines physical and chemical treatment to solubilize AGS and extract structural EPS.

EPS çıkarma Farklı EPS çıkarma işlemleri uygulandıktan sonra granül görünümü, Şekil 1 &#39;de gösterilmiştir. Granüllerin şekli ve jel yapısı santrifüjleme (Şekil 1a) ve EDTA çıkarma (Şekil 1c) sonra sağlamdı. Granül sonikasyonla farklı boyutlarda parçalara kırılmıştır. Bulanıklık yüksek santrifüj sonra azaldıkça sıvı fazda bulanıklık nedeniyle küçük parçalara (Şekil 1b) askıya alınmasına olabilir. Formamid ve formaldehit tek başına granül şekli ve jel yapısını değiştirerek üzerinde herhangi bir etkisi yoktu (veriler gösterilmemiştir). NaOH ilave edildikten sonra, sıvı faz sarımsı döndü. Bazı tüylü malzemeyi granüllerin yüzeyinden ayrılır ve yerleşmiş granüller (Şekil 1d ve 1e) üstüne bir katman oluşturulmuştur. Yine de, şekligranüller değişmedi. NaOH eklenmesi görünüşte EPS çözünürlüğünü geliştirilmiş, ancak jel matris yapısına zarar olamazdı. Buna karşılık, granüller tamamen Na 2 CO 3 çıkarma (Şekil 1f) sonra kayboldu. Bunun yerine, sol-benzeri sıvı ve küçük jöle benzeri partiküllerin bir karışımı, gerçekten de çözündürülmüştür granül jel matrisini gösteren oluşturuldu. <img alt="Şekil 1" src="/files/ftp_upload/54534/54534fig1.jpg" /> Şekil 1. Aerobik taneli çamur EPS çekimler. Granül her ekstraksiyon yönteminin etkisini daha iyi görselleştirme için, deneyler 25 ml cam şişelerde yapılmıştır. ekstraksiyon işleminden sonra, ekstreler asılı madde yerleşmeye izin verecek şekilde, oda sıcaklığında 1 saat süre ile tutuldu. (A) Santrifüj ekstraksiyon, (b) Sonikasyon ekstraksiyon, (c) EDTA ekstraksiyon, (d) formamid - NaOH ilavection, (e) Formaldehit - NaOH çıkarma, (f) Yüksek sıcaklık -. Na 2 CO 3 çıkarma <a href="https://jove.unicartagenaproxy.elogim.com/files/ftp_upload/54534/54534fig1large.jpg" target="_blank">, bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> Her bir yöntem için VS kesrine göre EPS verimi, Şekil 2&#39;de tasvir edilmiştir. Verim granül VS g baş harfi her EPS VS mg sunulmuştur. Formaldehid + NaOH ile elde edilen EPS miktarı, formamid + NaOH, Na +, karıştırma 2 CO 3 + Isı santrifüj, sonifikasyon ve EDTA çıkarma daha yüksek idi. Alkali koşullar EPS çözünürlüğü 26,27 geliştirmek olduğunu belirten 13,15 - Bu çıkarma teknikleri için benzer sonuçlar da önceki çalışmalarda 11 ile gösterilmiştir. Na 2 CO 3 ile kurtarılan EPS miktarı<html> Sadece santrifüjleme ile elde edilen daha fazla 20 kat, en yüksektir. Ayrıca, Na 2 CO 3 çıkarıldığı toplam EPS verimi daha da birden fazla ekstraksiyon tarafından geliştirilmiş olabilir. İlk çıkarma adımı 1.6.8 (protokol bölümünde) atılır pelet kullanılarak ikinci bir çıkarma dörtlü çıkarma bile% 46 toplam verim artışı,% 28 oranında toplam verim arttı. <img alt="şekil 2" src="/files/ftp_upload/54534/54534fig2.jpg" /> Şekil VS verim ve kül içeriği ile ilgili tüm ekstraksiyon yöntemleri 2. Sonuçlar. Her biri için ilk bar granül VS g baş harfi başına EPS VS mg VS verim temsil ekstraksiyon. İkinci çubuk çıkarılan TS kül ağırlık yüzdesini temsil eder. Hata çubukları, her ekstraksiyon tekniği için gerçekleştirilen üç ekstraksiyon standart sapmasını göstermektedir.&quot;_blank&quot;&gt; Bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayınız. Aljinat gibi hücre dışı polimer (ALE) çıkarma Na 2 CO 3 ekstre ekstre EPS&#39;nin pH 2.2 olacak şekilde ayarlandıktan sonra, toplam VS% 63 çöktürüldü. Çökelek asidik ALE 25&#39;tir. Kalan fraksiyon ekstraksiyon koşulları altında çözünür hale getirilebilir olasılıkla EPS, ancak pH 2.2 bir çökelti oluşturmaz. İyonik hidrojel oluşumu testi Aerobik granüller bir hidrojel benzer olarak tarif edilmiştir. Granülasyon işlemi jelleştirme maddesi 4,9,25,28 olarak glikozitler içeren bir jel oluşturucu bir fenomen olarak kabul edilmiştir. Normal olarak, Ca 2 + atık en yaygın katyon biridir. Buna ek olarak, kolayca asidik polisakkaridler ile bağlanır (örneğin,Muhtemelen bir karşı-iyon olarak alginatlar ve poli-galakturonik asit), jelleşme 29 aracılık etmek. Bu nedenle, bir iyonik olarak çapraz bağlanmış hidrojel sonuçlanır. Ca + 2 iyonları ilavesi aerobik çamurun granülasyonu 30 hızlandırabilir görülmüştür. Bu nedenle, Ca 2+ -EPS (iyonik hidrojel) aerobik granül çamur jel matris yapısını oluşturmada önemli bir rol oynayabilir. Bu bağlamda, ekstre EPS olup ekstre EPS aerobik zerre çamur 9 jel matrisinin oluşmasına katkıda bulunan yapısal bir polimer ise, kontrol etmek için bir test olarak kullanılabilir Ca2 + iyonları ile iyonik bir hidrojel oluşturmaktadır. Bu araştırmada, çeşitli yöntemler ile AGS (Şekil 3a) elde EPS, Na 2 CO 3 ile ekstre edilmiş EPS sabit iyon hidrojel boncuk (ağırlık / hacim) CaCl2 çözeltisi% 2.5 bir damlacık şeklinde düzenlenen ve oluşan .Ayrıca, bu elde edilen sodyum ALE ek adımları (ALE polimer çıkarma, Şekil 3b) yanı sıra aynı özellik görüntülenen tarafından EPS. Ca 2 + -ALE jel boncukları (Şekil 3c) renk ve morfoloji aerobik granül çamur (Şekil 3a) benzer. Görünüşe göre, Na 2 CO 3 yöntemi ile ekstre EPS aerobik zerre çamur jel matrisinin oluşmasına katkıda bulunur. Bu EPS bir ana bileşenidir ALE iyonik hidrojel oluşturabilen yapısal polimerlerdir. Iyonik hidrojel Stabilite testi Bu EPS ekstraksiyon sırasında, aerobik granüller EDTA, formaldehit + NaOH ve formamid + NaOH (Şekil 1) küresel şekillerini muhafaza gözlemlenmiştir. Ca, çıkarılan yapısal polimerler granül istikrar rol oynarsa anlamak için 2 + -ALE boncuklar vardıekstraksiyon sırasında aerobik granül aynı şekilde tam olarak tedavi edildi. Yani, Ca 2 + -ALE boncuk EDTA son derece stabil - İlginçtir, Ca 2 + -ALE boncuklar AGS olduğu gibi benzer kararlılıkları (3f Şekil 3d) görüntülenir. Ca yüzeyinden ayrılmaktadır ALE az miktarda oluştu 2 + -ALE boncuklar, üç saat süre ile (küçük kahverengi Şekil 3e, topak ve 3f), Ca 2 + -ALE boncuk formaldehit içine batırılmış olan + NaOH ve formamid + NaOH , sırasıyla. Ca2 + -ALE boncuk ve aerobik granüller arasındaki stabilitesi açısından Bu benzerlik ALE AGS jel matris oluşturan önemli yapısal polimerlerin bir bölümü olduğunu gösterir. <img alt="Şekil 3," src="/files/ftp_upload/54534/54534fig3.jpg" /> Şekil 3. Aerobik granülleri ve çıkarılan ALE. (A) demineralize su pr granüllerior çıkarma. 4,000 x g&#39;de santrifüj edilir ve 20 dakika boyunca 4 ° C&#39;de ardından (paragraflar 1.6 ve 2 &#39;ye göre özütlendi), (b) Asit ALE. iyonik hidrojel stabilite testi sonuçları. (C) Ca 2 + -ALE boncuklar 4 ° C &#39;de 4 saat demineralize su içinde saklanır. (D) Ca2 + -ALE boncuklar 4 ° C &#39;de 3 saat boyunca,% 2 EDTA depolanır. (E) 4 ° C&#39;de 4 saat boyunca formamid + NaOH içinde saklanan Ca 2 + -ALE boncuklar. (F) Ca 4 ° C&#39;de 4 saat formaldehit + NaOH saklanan 2+ -ALE-boncuk. <a href="https://jove.unicartagenaproxy.elogim.com/files/ftp_upload/54534/54534fig3large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Extraction of Structural Extracellular Polymeric Substances from Aerobic Granular Sludge at JoVE.com

Extraction of Structural Extracellular Polymeric Substances from Aerobic Granular Sludge

protokol aljinat gibi hücre dışı polimerler (ALE) elde etmek için aerobik granül çamur çözünür bir metodoloji sağlar.

Aerobik Granül Çamur dan Yapısal Ekstrasellüler polimerik maddelerin çıkarımı

To evaluate and develop methodologies for the extraction of gel-forming extracellular polymeric substances (EPS), EPS from aerobic granular sludge (AGS) ...

extraction-structural-extracellular-polymeric-substances-from-aerobic

Universidad de Cartagena UDEC

Research

JoVE Journal

Environment

22.5K Görüntüleme.  Delft University of Technology.  protokol aljinat gibi hücre dışı polimerler (ALE) elde etmek için aerobik granül çamur çözünür bir metodoloji sağlar. 

Video: Extraction of Structural Extracellular Polymeric Substances from Aerobic Granular Sludge

Methods for Facilitating Microbial Growth on Pulp Mill Waste Streams and Characterization of the Biodegradation Potential of Cultured Microbes

The kraft process is applied to wood chips for separation of lignin from the polysaccharides within lignocellulose for pulp that will produce a high quality paper. Black liquor is a pulping waste generated by the kraft process that has potential for downstream bioconversion. However, the recalcitrant nature of the lignocellulose resources, its chemical derivatives that constitute the majority of available organic carbon within black liquor, and its basic pH present challenges to microbial biodegradation of this waste material. Methods for the collection and modification of black liquor for microbial growth are aimed at utilization of this pulp waste to convert the lignin, organic acids, and polysaccharide degradation byproducts into valuable chemicals. The lignocellulose extraction techniques presented provide a reproducible method for preparation of lignocellulose growth substrates for understanding metabolic capacities of cultured microorganisms. Use of gas chromatography-mass spectrometry enables the identification and quantification of the fermentation products resulting from the growth of microorganisms on pulping waste. These methods when used together can facilitate the determination of the metabolic activity of microorganisms with potential to produce fermentation products that would provide greater value to the pulping system and reduce effluent waste, thereby increasing potential paper milling profits and offering additional uses for black liquor.

Industrial wastes can be collected and modified to analyze microbial growth. Lignocellulose extraction techniques provide components to analyze specific biodegradation ability. Gas chromatography-mass spectrometry identifies fermentation products of microorganisms grown on pulping waste. These methods determine the metabolic capacity of microorganisms to degrade pulping waste.

The kraft process is applied to wood chips for separation of lignin from the polysaccharides within lignocellulose for pulp that will produce a high ...

Çevre

Development of Sulfidogenic Sludge from Marine Sediments and Trichloroethylene Reduction in an Upflow Anaerobic Sludge Blanket Reactor

The importance of microbial sulfate reduction relies on the various applications that it offers in environmental biotechnology. Engineered sulfate reduction is used in industrial wastewater treatment to remove large concentrations of sulfate along with the chemical oxygen demand (COD) and heavy metals. The most common approach to the process is with anaerobic bioreactors in which sulfidogenic sludge is obtained through adaptation of predominantly methanogenic granular sludge to sulfidogenesis. This process may take a long time and does not always eliminate the competition for substrate due to the presence of methanogens in the sludge. In this work, we propose a novel approach to obtain sulfidogenic sludge in which hydrothermal vents sediments are the original source of microorganisms. The microbial community developed in the presence of sulfate and volatile fatty acids is wide enough to sustain sulfate reduction over a long period of time without exhibiting inhibition due to sulfide. 
This protocol describes the procedure to generate the sludge from the sediments in an upflow anaerobic sludge blanket (UASB) type of reactor. Furthermore, the protocol presents the procedure to demonstrate the capability of the sludge to remove by reductive dechlorination a model of a highly toxic organic pollutant such as trichloroethylene (TCE). The protocol is divided in three stages: (1) the formation of the sludge and the determination of its sulfate reducing activity in the UASB, (2) the experiment to remove the TCE by the sludge, and (3) the identification of microorganisms in the sludge after the TCE reduction. Although in this case the sediments were taken from a site located in Mexico, the generation of a sulfidogenic sludge by using this procedure may work if a different source of sediments is taken since marine sediments are a natural pool of microorganisms that may be enriched in sulfate reducing bacteria.

Microbial sulfate reduction is a process of great importance in environmental biotechnology. The success of the sulfidogenic reactors depends among other factors on the microbial composition of the sludge. Here, we present a protocol to develop sulfidogenic sludge from hydrothermal vents sediments in a UASB reactor for reductive dechlorination purposes.

Bir Yukarı Akış Anaerobik Çamur Battaniyesi Reaktörde Deniz tortulları ve Trikloretilen Azaltma gelen Sulfidogenic Çamur Gelişimi

The importance of microbial sulfate reduction relies on the various applications that it offers in environmental biotechnology. Engineered sulfate ...

Au-Interaction of Slp1 Polymers and Monolayer from Lysinibacillus sphaericus JG-B53 - QCM-D, ICP-MS and AFM as Tools for Biomolecule-metal Studies

In this publication the gold sorption behavior of surface layer (S-layer) proteins (Slp1) of Lysinibacillus sphaericus JG-B53 is described. These biomolecules arrange in paracrystalline two-dimensional arrays on surfaces, bind metals, and are thus interesting for several biotechnical applications, such as biosorptive materials for the removal or recovery of different elements from the environment and industrial processes. The deposition of Au(0) nanoparticles on S-layers, either by S-layer directed synthesis 1 or adsorption of nanoparticles, opens new possibilities for diverse sensory applications. Although numerous studies have described the biosorptive properties of S-layers 2-5, a deeper understanding of protein-protein and protein-metal interaction still remains challenging. In the following study, inductively coupled mass spectrometry (ICP-MS) was used for the detection of metal sorption by suspended S-layers. This was correlated to measurements of quartz crystal microbalance with dissipation monitoring (QCM-D), which allows the online detection of proteinaceous monolayer formation and metal deposition, and thus, a more detailed understanding on metal binding.
The ICP-MS results indicated that the binding of Au(III) to the suspended S-layer polymers is pH dependent. The maximum binding of Au(III) was obtained at pH 4.0. The QCM-D investigations enabled the detection of Au(III) sorption as well as the deposition of Au(0)-NPs in real-time during the in situ experiments. Further, this method allowed studying the influence of metal binding on the protein lattice stability of Slp1. Structural properties and protein layer stability could be visualized directly after QCM-D experiment using atomic force microscopy (AFM). In conclusion, the combination of these different methods provides a deeper understanding of metal binding by bacterial S-layer proteins in suspension or as monolayers on either bacterial cells or recrystallized surfaces.

Au-Interaction of Slp1 Polymers and Monolayer from Lysinibacillus sphaericus JG-B53 - QCM-D, ICP-MS and AFM as Tools for Biomolecule-metal Studies

To obtain basic information on the sorption and recycling of gold from aqueous systems the interaction of Au(III) and Au(0) nanoparticles on S-layer proteins were investigated. The sorption of protein polymers was investigated by ICP-MS and that of proteinaceous monolayers by QCM-D. Subsequent AFM enables the imaging of the nanostructures.

Slp1 Polimerler ve Monolayer Au-etkileşimden<em&gt; Lysinibacillus sphaericus</em&gt; JG-B53 - QCM-D, biyomoleküler metal Çalışmaları Araçlar olarak ICP-MS ve AFM

In this publication the gold sorption behavior of surface layer (S-layer) proteins (Slp1) of Lysinibacillus sphaericus JG-B53 is described. These ...

Kimya

Looking Outwards: Isolation of Cyanobacterial Released Carbohydrate Polymers and Proteins

Cyanobacteria can actively secrete a wide range of biomolecules into the extracellular environment, such as heteropolysaccharides and proteins. The identification and characterization of these biomolecules can improve knowledge about their secretion pathways and help to manipulate them. Furthermore, some of these biomolecules are also interesting in terms of biotechnological applications. Described here are two protocols for easy and rapid isolation of cyanobacterial released carbohydrate polymers and proteins. The method for isolation of released carbohydrate polymers is based on conventional precipitation techniques of polysaccharides in aqueous solutions using organic solvents. This method preserves the characteristics of the polymer and simultaneously avoids the presence of contaminants from cell debris and culture medium. At the end of the process, the lyophilized polymer is ready to be used or characterized or can be subjected to further rounds of purification, depending on the final intended use. Regarding the isolation of the cyanobacterial exoproteome, the technique is based on the concentration of the cell-free medium after removal of the major contaminants by centrifugation and filtration. This strategy allows for reliable isolation of proteins that reach the extracellular milieu via membrane transporters or outer membrane vesicles. These proteins can be subsequently identified using standard mass spectrometry techniques. The protocols presented here can be applied not only to a wide range of cyanobacteria, but also to other bacterial strains. Furthermore, these procedures can be easily tailored according to the final use of the products, purity degree required, and bacterial strain.

Here, protocols for the isolation of cyanobacterial released carbohydrate polymers and isolation of their exoproteomes are described. Both procedures embody key steps to obtain polymers or proteins with high purity degrees that can be used for further analysis or applications. They can also be easily adapted according to specific user needs.

Dışa bakıyor: Siyanobacterial serbest karbonhidrat polimerleri ve proteinleri Izolasyonu

Cyanobacteria can actively secrete a wide range of biomolecules into the extracellular environment, such as heteropolysaccharides and proteins. The ...

Biyokimya

Optimizing Attachment of Human Mesenchymal Stem Cells on Poly(&#949;-caprolactone) Electrospun Yarns

Research into biomaterials and tissue engineering often includes cell-based in vitro investigations, which require initial knowledge of the starting cell number. While researchers commonly reference their seeding density this does not necessarily indicate the actual number of cells that have adhered to the material in question. This is particularly the case for materials, or scaffolds, that do not cover the base of standard cell culture well plates. This study investigates the initial attachment of human mesenchymal stem cells seeded at a known number onto electrospun poly(&#949;-caprolactone) yarn after 4 hr in culture. Electrospun yarns were held within several different set-ups, including bioreactor vessels rotating at 9 rpm, cell culture inserts positioned in low binding well plates and polytetrafluoroethylene (PTFE) troughs placed within petri dishes. The latter two were subjected to either static conditions or positioned on a shaker plate (30 rpm). After 4 hr incubation at 37&#160;oC, 5% CO2, the location of seeded cells was determined by cell DNA assay. Scaffolds were removed from their containers and placed in lysis buffer. The media fraction was similarly removed and centrifuged &#8211; the supernatant discarded and pellet broken up with lysis buffer. Lysis buffer was added to each receptacle, or well, and scraped to free any cells that may be present. The cell DNA assay determined the percentage of cells present within the scaffold, media and well fractions. Cell attachment was low for all experimental set-ups, with greatest attachment (30%) for yarns held within cell culture inserts and subjected to shaking motion. This study raises awareness to the actual number of cells attaching to scaffolds irrespective of the stated cell seeding density.

This article describes a range of set-ups for seeding human mesenchymal stem cells onto materials, in this case electrospun yarns, that do not cover the base of standard culture well plates in order to maximize and quantify the number of cells that initially attach compared to the known seeding density.

Poli (ε-kaprolakton) electrospun İplik İnsan Mezenkimal Kök Hücre Ek Optimize

Research into biomaterials and tissue engineering often includes cell-based in vitro investigations, which require initial knowledge of the starting cell ...

Biyomühendislik

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.

Çeşitli mikrobiyal Toplulukları Yüksek Yoğunluklu Yetiştirme için Yeni Bir Biyoreaktör

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

<meta charset="utf8"></head><body>Metanotrof Nişlerinin Modellenmesi – Gradyan Şırınga Modeli Ekosistemi

Agarose-Based Model Ecosystem for Cultivating Methanotrophs in a Methane-Oxygen Counter Gradient

Aerobic methane-oxidizing bacteria, known as methanotrophs, serve important roles in biogeochemical cycling. Methanotrophs occupy a specific environmental niche within methane-oxygen counter gradients found in soils and sediments, which influences their behavior on an individual and community level. However, conventional methods to study the physiology of these greenhouse gas-mitigating microorganisms often use homogeneous planktonic cultures, which do not accurately represent the spatial and chemical gradients found in the environment. This hinders scientists' understanding of how these bacteria behave in situ. Here, a simple, inexpensive model ecosystem called the gradient syringe is described, which uses semi-solid agarose to recreate the steep methane-oxygen counter gradients characteristic of methanotrophs' natural habitats. The gradient syringe allows for the cultivation of methanotrophic strains and the enrichment of mixed methane-oxidizing consortia from environmental samples, revealing phenotypes only visible in this spatially resolved context. This protocol also reports various biochemical assays that have been modified to be compatible with the semi-solid agarose matrix, which may be valuable to researchers culturing microorganisms within other agarose-based systems.

<meta charset="utf8"></head><body>Yazar Spotlight: Laboratuvarda Metan Oksitleyici Bakteri Yetiştirmek için Basit ve Ucuz Teknikler Tasarlamak

A protocol is described for preparing a simple model ecosystem that recreates the methane-oxygen counter gradient found in the natural habitat of aerobic methane-oxidizing bacteria, enabling the study of their physiology in a spatially resolved context. Modifications to common biochemical assays for use with the agarose-based model ecosystem are also described.

Metan-oksijen karşı gradyanında metanotrof yetiştirmek için agaroz tabanlı model ekosistem

Aerobic methane-oxidizing bacteria, known as methanotrophs, serve important roles in biogeochemical cycling. Methanotrophs occupy a specific environmental ...

OLIgo Mass Profiling (OLIMP) of Extracellular Polysaccharides

The direct contact of cells to the environment is mediated in many organisms by an extracellular matrix. One common aspect of extracellular matrices is that they contain complex sugar moieties in form of glycoproteins, proteoglycans, and/or polysaccharides. Examples include the extracellular matrix of humans and animal cells consisting mainly of fibrillar proteins and proteoglycans or the polysaccharide based cell walls of plants and fungi, and the proteoglycan/glycolipid based cell walls of bacteria. All these glycostructures play vital roles in cell-to-cell and cell-to-environment communication and signalling.
An extraordinary complex example of an extracellular matrix is present in the walls of higher plant cells. Their wall is made almost entirely of sugars, up to 75% dry weight, and consists of the most abundant biopolymers present on this planet. Therefore, research is conducted how to utilize these materials best as a carbon-neutral renewable resource to replace petrochemicals derived from fossil fuel. The main challenge for fuel conversion remains the recalcitrance of walls to enzymatic or chemical degradation due to the unique glycostructures present in this unique biocomposite.
Here, we present a method for the rapid and sensitive analysis of plant cell wall glycostructures. This method OLIgo Mass Profiling (OLIMP) is based the enzymatic release of oligosaccharides from wall materials facilitating specific glycosylhydrolases and subsequent analysis of the solubilized oligosaccharide mixtures using matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry (MALDI-TOF/MS)1 (Figure 1). OLIMP requires walls of only 5000 cells for a complete analysis, can be performed on the tissue itself2, and is amenable to high-throughput analyses3. While the absolute amount of the solubilized oligosaccharides cannot be determined by OLIMP the relative abundance of the various oligosaccharide ions can be delineated from the mass spectra giving insights about the substitution-pattern of the native polysaccharide present in the wall.
OLIMP can be used to analyze a wide variety of wall polymers, limited only by the availability of specific enzymes4. For example, for the analysis of polymers present in the plant cell wall enzymes are available to analyse the hemicelluloses xyloglucan using a xyloglucanase5, 11, 12, 13, xylan using an endo-&beta;-(1-4)-xylanase 6,7, or for pectic polysaccharides using a combination of a polygalacturonase and a methylesterase 8. Furthermore, using the same principles of OLIMP glycosylhydrolase and even glycosyltransferase activities can be monitored and determined 9.

OLIgo Mass Profiling OLIMP of Extracellular Polysaccharides

A rapid way is described to gain insights into the structure of polysaccharides in an extracellular matrix. The method takes advantage of the specificity of glycosylhydrolases and the sensitivity of mass spectrometry allowing minute amounts of materials to be analyzed. This technique is adaptable to be used directly on tissue itself.

Ekstrasellüler polisakkaritler Oligo Kitle Profil (Olimp)

The direct contact of cells to the environment is mediated in many organisms by an extracellular matrix. One common aspect of extracellular matrices is ...

Aerobik Granül Çamur dan Yapısal Ekstrasellüler polimerik maddelerin çıkarımı

Özet

Daha Fazla Video Keşfet

Bu videodaki bölümler

Methods for Facilitating Microbial Growth on Pulp Mill Waste Streams and Characterization of the Biodegradation Potential of Cultured Microbes

Bir Yukarı Akış Anaerobik Çamur Battaniyesi Reaktörde Deniz tortulları ve Trikloretilen Azaltma gelen Sulfidogenic Çamur Gelişimi

Slp1 Polimerler ve Monolayer Au-etkileşimden

Dışa bakıyor: Siyanobacterial serbest karbonhidrat polimerleri ve proteinleri Izolasyonu

Poli (ε-kaprolakton) electrospun İplik İnsan Mezenkimal Kök Hücre Ek Optimize

Çeşitli mikrobiyal Toplulukları Yüksek Yoğunluklu Yetiştirme için Yeni Bir Biyoreaktör

Metan-oksijen karşı gradyanında metanotrof yetiştirmek için agaroz tabanlı model ekosistem

Metan-oksijen karşı gradyanında metanotrof yetiştirmek için agaroz tabanlı model ekosistem

Metan-oksijen karşı gradyanında metanotrof yetiştirmek için agaroz tabanlı model ekosistem

Ekstrasellüler polisakkaritler Oligo Kitle Profil (Olimp)