While structured packing modules are known to be efficient for surface wetting and gas-liquid exchange in abiotic surface catalysis, this model study explores structured packing as a growth surface for catalytic biofilms. Microbial biofilms have been proposed as selfimmobilized and self-regenerating catalysts for the production of chemicals. A concern is that the complex and dynamic nature of biofilms may cause fluctuations in their catalytic performance over time or may affect process reproducibility. An aerated continuous trickle-bed biofilm reactor system was designed with a 3 L structured packing, liquid recycling and pH control. Pseudomonas diminuta established a biofilm on the stainless steel structured packing with a specific surface area of 500 $m^2m^{-3}$ and catalyzed the oxidation of ethylene glycol to glycolic acid for over two months of continuous operation. A steady-state productivity of up to 1.6 $gl^{-1}h^{-1}$ was achieved at a dilution rate of 0.33 $h^{-1}$. Process reproducibility between three independent runs was excellent, despite process interruptions and activity variations in cultures grown from biofilm effluent cells. The results demonstrate the robustness of a catalytic biofilm on structured packing, despite its dynamic nature. Implementation is recommended for whole-cell processes that require efficient gas-liquid exchange, catalyst retention for continuous operation, or improved catalyst stability.
Biofilm media was equipped in two-compartmented wastewater treatment bioreactor which was separated by porcelain septum. DC 2.0 volt of electric potential was charged to anodic (oxidative) biofilm media (ABM) to induce oxidation potential but not to that of carbon (neutral) biofilm media (CBM) that was used for control test. Biofilm structure, biomass variation, Off variation and wastewater treatment efficiency in the bioreactor equipped with ABM (ABM-bioreactor) and CBM (CBM-bioreactor). Time-coursed variation of biofilm structure forming on surface of ABM and CBM was observed by scanning electron microscopy. The biofilm growing on ABM was dispersed on surface and was not completely covered the media but the biofilm growing on CBM was continuously increased and finally covered the media. The ORP of CBM was decreased to 100 mV, which was reciprocally proportional to the biomass growth. However, the ORP of ABM was about 800 mV, which was maintained during operation for about 60 days. The treatment efficiency of COD in the ABM bioreactor was 2 times higher than those in the CBM bioreactor. From these results, we proposed that electrochemical oxidation potential charged to biofilm media may inhibit formation of biofilm extremely condensed and activate bacterial cell metabolism.
Park, Jong Hwa;Lee, Jae-Kwan;Um, Heung-Sik;Chang, Beom-Seok;Lee, Si-Young
Journal of Periodontal and Implant Science
/
v.44
no.2
/
pp.79-84
/
2014
Purpose: While single-species biofilms have been studied extensively, we know notably little regarding multispecies biofilms and their interactions. The purpose of this study was to develop and evaluate an in vitro multispecies dental biofilm model that aimed to mimic the environment of chronic periodontitis. Methods: Streptococcus gordonii KN1, Fusobacterium nucleatum ATCC23726, Aggregatibacter actinomycetemcomitans ATCC33384, and Porphyromonas gingivalis ATCC33277 were used for this experiment. The biofilms were grown on 12-well plates with a round glass slip (12 mm in diameter) with a supply of fresh medium. Four different single-species biofilms and multispecies biofilms with the four bacterial strains listed above were prepared. The biofilms were examined with a confocal laser scanning microscope (CLSM) and scanning electron microscopy (SEM). The minimum inhibitory concentrations (MIC) for four different planktonic single-species and multispecies bacteria were determined. The MICs of doxycycline and chlorhexidine for four different single-species biofilms and a multispecies biofilm were also determined. Results: The CLSM and SEM examination revealed that the growth pattern of the multispecies biofilm was similar to those of single-species biofilms. However, the multispecies biofilm became thicker than the single-species biofilms, and networks between bacteria were formed. The MICs of doxycycline and chlorhexidine were higher in the biofilm state than in the planktonic bacteria. The MIC of doxycycline for the multispecies biofilm was higher than were those for the single-species biofilms of P. gingivalis, F. nucleatum, or A. actinomycetemcomitans. The MIC of chlorhexidine for the multispecies biofilm was higher than were those for the single-species biofilms of P. gingivalis or F. nucleatum. Conclusions: To mimic the natural dental biofilm, a multispecies biofilm composed of four bacterial species was grown. The 24-hour multispecies biofilm may be useful as a laboratory dental biofilm model system.
Kim, Sun-Ae;Lee, Yu-Mi;Oh, Se-Wook;Gwak, Hyo-Sun;Hwang, In-Gyun;Kang, Dong-Hyun;Woo, Gun-Jo;Rhee, Min-Suk
Food Science of Animal Resources
/
v.29
no.6
/
pp.702-708
/
2009
We investigated biofilm formation in various media, growth in low pH, and the hemolytic activity of 14 strains of Cronobacter spp. (Enterobacter sakazakii) isolated from a variety of foods including powdered infant formula (n=75), infant cereal (n=100), honey (n=30), and other infant foods (n=100) in Korea. The Cronobacter spp. adhered and formed biofilms on polyethylene, and a greater extent of biofilm was observed in nutrient-rich media. No clear difference in biofilm-forming ability was noted among the media constituents and the pattern of biofilm formation was strain-dependent. Seven strains out of 14 strains (50%) grew at pH 4.1, indicating that the acid resistance of these Cronobacter spp. isolated in Korea was relatively low. Hemolytic activity was not observed in any of the strains. This study provides basic information for the physiological and biochemical characteristics of Cronobacter spp. isolated from a variety of infant foods in Korea.
Chemically synthesized compounds are widely used in oral hygiene products. However, excessively long-term use of these chemicals can cause undesirable side effects such as bacterial tolerance, allergy, and tooth discoloration. To solve these issues, significant effort is put into the search for natural antibacterial agents. The aim of this study was to assess the extracts of foreign native plants that inhibit the growth and biofilm formation of Streptococcus mutans. Among the 300 foreign plant extracts used in this study, Chesneya nubigena (D. Don) Ali extract had the highest antimicrobial activity relatively against S. mutans with a clear zone of 9 mm when compared to others. This plant extract also showed anti-biofilm activity and bacteriostatic effect (minimal bactericidal concentration [MBC], 1.5 mg/ml). In addition, the plant extracts of 19 species decreased the ability of S. mutans to form biofilm at least a 6-fold in proportion to the tested concentrations. Of particular note, C. nubigena (D. Don) Ali extract was found to inhibit biofilm formation at the lowest concentration tested effectively. Therefore, our results reveal that C. nubigena (D. Don) Ali extract is a potential candidate for the development of antimicrobial substitutes, which might be effective for caries control as well, as demonstrated by its inhibitory effect on the persistence and pathogenesis of S. mutans.
Park, Geun-Tae;Won, Seong-Nae;Cho, Sun-Ja;Son, Hong-Joo;Lee, Geon;Lee, Sang-Joon
Journal of Environmental Science International
/
v.11
no.6
/
pp.553-560
/
2002
The research was performed to compare to the biofilm characteristics and phenol removal efficiency in RBCs(Rotating Biological Contactor) using Rhodococcus sp. EL-GT(single population) and activated sludge(mixed population) as inoculum. Both reactors showed similar tendency on variations of dry weight, thickness and dry density of biofilm. However, the growth of biofilm thickness in 3 and 4 stage of single population reactor has sustained longer than that of the mixed population reactor. Unlike the mixed population reactor, the dry density of biofilm in the single population reactor had a difference between 1, 2 stage and 3, 4 stage. The single population reactor was stably operated without the decrease of phenol removal efficiency in the range of pH 6 ~ 9 and 15mM phenol was completely degraded in these pH ranges. But in case of the mixed population reactor, the phenol degradability was dramatically decreased at over 5mM phenol concentration because of the overgrowth and detachment of its biofilm.
Biofilm-related infections of Candida albicans are a frequent cause of morbidity and mortality in hospitalized patients, especially those with immunocompromised status. Options of the antifungal drugs available for successful treatment of drug-resistant biofilms are very few, and as such, new strategies need to be explored against them. The aim of this study was to evaluate the efficacy of phenylpropanoids of plant origin against planktonic cells, important virulence factors, and biofilm forms of C. albicans. Standard susceptibility testing protocol was used to evaluate the activities of 13 phenylpropanoids against planktonic growth. Their effects on adhesion and yeast-to-hyphae morphogenesis were studied in microplate-based methodologies. An in vitro biofilm model analyzed the phenylpropanoid-mediated prevention of biofilm development and mature biofilms using XTT-metabolic assay, crystal violet assay, and light microscopy. Six molecules exhibited fungistatic activity at ${\leq}0.5mg/ml$, of which four were fungicidal at low concentrations. Seven phenylpropanoids inhibited yeast-to-hyphae transition at low concentrations (0.031-0.5 mg/ml), whereas adhesion to the solid substrate was prevented in the range of 0.5-2 mg/ml. Treatment with ${\leq}0.5mg/ml$ concentrations of at least six small molecules resulted in significant (p < 0.05) inhibition of biofilm formation by C. albicans. Mature biofilms that are highly resistant to antifungal drugs were susceptible to low concentrations of 4 of the 13 molecules. This study revealed phenylpropanoids of plant origin as promising candidates to devise preventive strategies against drug-resistant biofilms of C. albicans.
KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
/
v.12
no.2
/
pp.285-291
/
1992
The purpose of this research, through kinetic analyses and pilot plant experimentation of biofilm filtration reactor, is to study the theoretical equation of head loss in the Biofilm Reactor. The Head loss in the biofilm reactor has occurred due to the biofilm growth and the adhesion to the media surface and stagnation of upflow air bubble, which have caused the pore spaces to become smaller. On a basis of the head loss theory of sand filtration, therefore, the following equation of head loss for the biofilm reactor was proposed from this research results and proved to be possible to apply the equation for practical design of the biofilm filter. $h={\frac{h_o}{L}}{\int}^L_00.58\exp[-4.5){\sigma}_B)][{\frac{1-{\varepsilon}_o+({\sigma}_B)}{1-{\varepsilon}_o}}]^2{[\frac{{\varepsilon}_o}{{\varepsilon}_o-({{\varepsilon}_B)}}]^3dz$ here ${\sigma}_B=0.130+0.001{\theta}$.
Bacterial biofilms have been demonstrated to be closely related to clinical infections and contribute to drug resistance. Berberine, which is the main component of Coptis chinensis, has been reported to have efficient antibacterial activity. This study aimed to investigate the potential effect of a combination of berberine with ciprofloxacin (CIP) to inhibit Salmonella biofilm formation and its effect on expressions of related genes (rpoE, luxS, and ompR). The fractional inhibitory concentration (FIC) index of the combination of berberine with CIP is 0.75 showing a synergistic antibacterial effect. The biofilm's adhesion rate and growth curve showed that the multi-resistant Salmonella strain had the potential to form a biofilm relative to that of strain CVCC528, and the antibiofilm effects were in a dose-dependent manner. Biofilm microstructures were rarely observed at $1/2{\times}MIC/FIC$ concentrations (MIC, minimal inhibition concentration), and the combination had a stronger antibiofilm effect than each of the antimicrobial agents used alone at $1/4{\times}FIC$ concentration. LuxS, rpoE, and ompR mRNA expressions were significantly repressed (p< 0.01) at $1/2{\times}MIC/FIC$ concentrations, and the berberine and CIP combination repressed mRNA expressions more strongly at the $1/4{\times}FIC$ concentration. The results indicate that the combination of berberine and CIP has a synergistic effect and is effective in inhibiting Salmonella biofilm formation via repression of luxS, rpoE, and ompR mRNA expressions.
We evaluated the anti-biofilm formation and anti-inflammatory activity of Hovenia monofloral honey (HMH) against Enterococcus faecalis. Co-culture of HMH with E. faecalis attenuated the biofilm formation of E. faecalis on a polystyrene surface. In addition, HMH effectively eradicated the established E. faecalis biofilm. HMH significantly attenuated E. faecalis growth but did not affect the production of extracellular polymeric substances on E. faecalis, indicating that reduction of E. faecalis biofilm is a result of HMH-mediated killing of E. faecalis. Furthermore, we found that HMH can effectively attenuate E. faecalis-induced expression of a proinflammatory interleukin-8 (IL- 8) in HT-29 cells. Interestingly, treatment of HMH significantly attenuated the E. faecalis-mediated expression of Toll-like receptor-2 (TLR-2) and its adaptor molecules, myeloid differentiation primary response 88 (MyD88), in HT-29 cells. In addition, E. faecalis-induced mitogen-activated protein kinases (MAPKs) phosphorylation was significantly attenuated by HMH administration. Furthermore, HMH-mediated antiinflammatory efficacy (0.2 mg/mL of HMHs) had an equal extent of inhibitory efficacy as 5 μM of MyD88 inhibitor to attenuate E. faecalis-mediated IL-8 expression in HT-29 cells. These results suggest that HMH could effectively inhibit E. faecalis-mediated gastrointestinal inflammation through regulating the TLR-2/MyD88/MAPKs signaling pathways. Collectively, our data suggest that HMH could be developed as a potential natural agent to control E. faecalis-mediated biofilm formation and inflammation.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.