Elektrik üreten bakterilerin tanımlanması

Bir mikroakışkan tekniği ile bakterilerin elektrik üretme kabiliyetine göre çabucak sıralanması mümkün olacak. Mikroplar yeni bir mikroakışkan tekniği ile güç üretimi veya çevresel temizlik amaçları için kullanılabilecek.

Oksijen bulamayan bazı mikroplar nefes alma işini elektron alıp verme biçimine dönüştürmüştür ve madenlerin dibinde, okyanusların altında ve hatta insan midesinde bu işi yapabilmektedir. Bilim adamları bu mikropları yakıt pillerini çalıştırmakta ve lağım sularını arıtmakta kullanmaya çalışıyor, ancak mikrobun elektriksel özelliklerini tanımlamak oldukça zor; bu hücreler memeli hücresinden çok daha küçük ve laboratuvar ortamında geliştirilmesi son derece güç.

MIT’deki mühendisler, bakterinin polarizlenebilirlik olarak söyleyebileceğimiz, elektrik üretme kabiliyetini kullanarak şu andaki tekniklere nazaran daha güvenli ve etkili bir şekilde elektrokimyasal aktivitesini değerlendirmenin mümkün olacağını bildirmiştir.

Elektrik üreten bakteriler, hücreleri içinde elektron meydana getiriyor ve yüzey proteinleri üzerinden hücre dışı elektron iletimi (EET) denen bir mekanizma ile bu elektronları iletiyor. Şu ana kadar önerilen yöntemler oldukça zahmetli ve zaman alıcı. Diğer tekniklerde ise hücrenin parçalanıp proteinlerin saflaştırılması gerekiyor. Bu çalışmada, daha hızlı ve daha az zarar verici bir yöntem kullanılmakta.

Araştırma grubu, son çalışmasında bakteri varyantlarını her birinin farklı ve bilinen elektrokimyasal aktivitesi üzerinden karşılaştırmayı amaçlamıştır. Dielektroforetik güç altında mikro-akışkan cihaz içinde bakterinin elektriksel kabiliyeti ile bu cihaz içinde nasıl davranacağı arasında bir benzerlik bulmaya çalışmıştır.

Araştırma ekibi saat camı biçimindeki mikro-akışkan kanala çok küçük, mikrolitre düzeyinde bakteri varyantı ekmiş ve saniyede 1 volt olmak üzere 0-80 V aralığında gerilimi artırmıştır. Parçacık görüntüleme hız ölçümü yöntemi kullanılarak, sonuçtaki elektrik alanının hücreleri kanala doğru ittiği görülmüş ve oradan da geriye yönlendirildiği (diaelektroforez) ve olduğu yerde tutulduğu bulunmuştur. Bazı bakteriler düşük, bazıları ise yüksek gerilimde tutulmuştur. Tutulma geriliminin polarizlenebilirlik ile uyumlu olduğu tespit edilmiştir. Elektrokimyasal açıdan daha aktif olan bakterilerin daha yüksek polarizlenebilirlik değerine sahip olduğu bulunmuştur.

Ekip, çalışmalarının geniş anlamda temiz enerji üretimi, biyo-iyileştirme ve biyo-yakıt üretiminde kullanılmasının mümkün olabileceğini iletmiştir.

Kaynak: news.mit.edu