Detection of Biofilm Forming Microbes Using Electrochemical Methods
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Microbiologically Influenced Corrosion (MIC) and biofouling are major challenges to operators who manage water systems in the oil & gas and other sectors. Key to these threats is the formation and accumulation of biofilms in piping systems due to the agglomeration of both biotic components (e.g. microorganisms such as bacteria, archea and extracellular polymeric substances) and abiotic materials (e.g. inorganic solids). These biofilms adhere to inner pipe wall surfaces, and evolve over time depending on surrounding environmental conditions. Manual detection of biofilm formation and bio-fouling often occurs during routine inspection, or during an unexpected system shut down due to a corrosion failure or flow blockage. In this study, a novel in-situ method to detect the presence of biofilm forming bacteria in a fluid system has been proposed based on capacitance measurements using the Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) technique. Two probe types were used to measure the growth of bacteria: 1) a parallel plate system to measure total bacteria concentration (planktonic and sessile), and 2) a small-scale Interdigitated Electrode (IDE) system to measure the formation of biofilms (sessile bacteria). In both series of tests, Pseudomonas.putida was used as the model bacteria due to its ability to grow rapidly as a biofilm. Upon introduction of the microorganism to the system, EIS patterns were correlated to the observed bacterial concentration which was determined using plating methods to quantify microbial counts over time. Surface areas and gap sizes of the various probes were also evaluated to determine their effect on measured sensitivities. Preliminary tests show that the EIS technique is capable of detecting and quantifying the bacterial counts (i.e. initiation and growth of biofilms). Furthermore, utilizing a model circuit, the effective capacitance at different concentrations of bacteria was determined. This “proof of concept” study demonstrates the potential for a viable, real-time detection method for systems susceptible to bio-fouling and/or MIC.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».