Các nhà khoa học đã biến đổi gen vi khuẩn E. coli để sản xuất điện từ nước thải. Thành tựu đột phá này trong lĩnh vực điện tử sinh học mở ra cách tiếp cận mới có tiềm năng cách mạng hóa cả việc xử lý chất thải và sản xuất năng lượng.  (Ảnh minh họa) Giáo sư Ardemis Boghossian tại EPFL, một trường đại học nghiên cứu công lập ở Lausanne, Thụy Sĩ, giải thích: “Mặc dù có những vi khuẩn ngoại lai tạo ra điện một cách tự nhiên nhưng chúng chỉ có thể làm như vậy khi có các hóa chất cụ thể. E. coli có thể phát triển trên nhiều nguồn khác nhau, giúp sản xuất điện ở nhiều môi trường, bao gồm cả nước thải”. Các nhà nghiên cứu đã khai thác vi khuẩn E. coli để tạo ra điện thông qua quá trình chuyển đổi điện tử ngoại tế bào (EET), tăng cường khả năng EET của chúng để tạo ra các "vi khuẩn điện" hiệu quả cao. Không giống với các phương pháp trước đây cần phải có các hóa chất cụ thể để phát điện, vi khuẩn E. coli được biến đổi sinh học này có thể tạo ra điện trong khi chuyển hóa các chất hữu cơ khác nhau. Nhóm nghiên cứu thậm chí còn thử nghiệm công nghệ này trực tiếp trên nước thải được thu thập từ một nhà máy bia địa phương ở Lausanne. Boghossian cho biết: “Thay vì tiêu tốn năng lượng để xử lý chất thải hữu cơ, chúng tôi vừa sản xuất được điện đồng thời xử lý chất thải hữu cơ, hoàn thành cả hai nhiệm vụ cùng một lúc. Các vi khuẩn điện ngoại lai thậm chí không thể tồn tại trong những môi trường này, trong khi vi khuẩn điện được biến đổi sinh học của chúng tôi phát triển theo cấp số nhân bằng cách hấp thụ chất thải này." Nghiên cứu này có ý nghĩa vượt xa việc xử lý chất thải. Vi khuẩn E. coli được biến đổi sinh học có khả năng tạo ra điện từ nhiều nguồn khác nhau, có thể được sử dụng trong pin nhiên liệu vi sinh vật, tổng hợp điện hóa và cảm biến sinh học, cùng nhiều ứng dụng khác. Hơn nữa, khả năng thích ứng di truyền của vi khuẩn cho phép nó được điều chỉnh phù hợp với môi trường và nguyên liệu cụ thể, khiến nó trở thành một công cụ linh hoạt cho sự phát triển công nghệ bền vững. cần: (1) có đủ các chất dinh dưỡng cần thiết, (2) có độ pH thích hợp để vi sinh vật phát triển, (3) có độ nhớt nhất định, (4) không chứa các yếu tố độc hại, (4) vô trùng. Các vi sinh vật dị dưỡng cần được cung cấp các hợp chất hưu cơ để tổng hợp nguồn carbon và năng lượng. Nitrogen sẽ được cung cấp dưới dạng NH3, là thành phần quan trọng của protein và nucleic acid. Phosphate được cho vào môi trường để cung cấp phospho cho sinh tổng hợp nucleic acid và phospholipid, tương tự, sulfate là cung cấp nguồn sulfur để tổng hợp hai acid amin là cysteine và methionine. Hội tụ những đặc điểm này, môi trường nuôi cấy dùng để nuôi cấy và nghiên cứu các đặc điểm sinh học của vi sinh vật. Đồng thời có thể thực hiện việc phân lập, nhân giống, giữ giống vi sinh vật. Phương pháp chế tạo môi trường nuôi cấy:Khi chế tạo môi trường nuôi cấy cần chú ý các nguyên tắc sau:
Về cơ bản, quy trình chế tạo môi trường dinh dưỡng sẽ có sẽ bao gồm 6 bước:Bước 1:Cân, đong chính xác từng thành phần môi trường và pha chế theo đúng trình tự của protocol để tạo ra môi trường lỏng hoặc môi trường đặc theo mục đích sử dụng. Bước 2:Làm trong môi trường để đảm bảo dễ dàng quan sát sự phát triển của vi sinh vật. Các cách lọc thường thấy nhất như: lọc bằng bông, vải thưa hay giấy lọc. Bước 3:Điều chỉnh độ pH của môi trường dinh dưỡng. - Để điều chỉnh pH, người ta thường sử dụng dung dịch acid HCl 10% hoặc NaCL 10%. Tuy nhiên, vẫn có thể sử dụng một số hóa chất khác như: H3P04 , H2S04, KOH, NaHCO3,.... - Trong phòng thí nghiệm, người ta có thể dùng giấy quỳ hoặc chỉ thị màu xanh bromotomol để kiểm tra độ PH, phương pháp này nhanh và tiện lợi, nhưng độ chính xác không cao. Để đạt được độ nhạy và chính xác cao, người ta có thể sử dụng máy đo PH. Bước 4:Môi trường sẽ được phân phối vào các dụng cụ như ống nghiệm, bình tam giác, đĩa petri. Thao tác phân phối môi trường phải nhanh chống, gọn gàg, khéo léo để tránh việc môi trường bị dính vào thành dụng cụ hoặc nút bông, việc phân phối phải hoàn thành trước khi môi trường bị đông đặc. Bước 5:Khử trùng môi trường sẽ được thực hiện tùy theo tính chất và điều kiện cụ thể của từng loại môi trường. Bước 6:Bảo quản môi trường trong điều kiện mát, khoảng 0-5˚C, hạn chế tác dụng của ảnh sáng và tuyệt đối không để môi trường bị khô. Lưu ý, trước khi sử dụng, cần kiểm tra độ vô khuẩn của môi trường, đặt môi trường vào tủ ấm 37˚C trong 48-72h, sau đó quan sát và loại bỏ những môi trường có sự phát triển của vi sinh vật. |
