Caractérisations Bio-Physico-Chimiques des sols : Outils

CARACTÉRISATIONS
BIO-PHYSICO-CHIMIQUES
DES SOLS :
Outils & Méthodes développés au
LTHE
Atelier transversal "sols" - OSUG - 30 mars 2012
Caractérisation Bio-Physico-Chimique des sols
ECOLOGIE
MICROBIENNE
PHYSIQUE
• Dénombrements
•
• Biomasse
•
• Structure de
•
communautés
•
• Cultures spécifiques
•
• Physiologie/Métabolisme
• Biocapteurs
Texture & Structure
Porosité
Perméabilité
Humidité
Granulométrie / Morphologie
des constituants & particules
Mise en place au LTHE de
4 Plateformes Technologiques
CHIMIE
• Analyses inorganiques
& organiques
• Analyses spectroscopiques
(Luminescence & Fluorescence)
• Spéciation
• Titration
Plateformes technologiques du LTHE
Localisation Bât. OSUG-B, 2e & 3e Etages
Plateforme
Microbiologie des sols
Plateforme
Particules
(Vince - Martins)
(Denis - Martins)
Plateforme
Caractérisation
des milieux poreux
Plateforme
Chimie des sols
(Duwig – Vandervaere)
(Morel - Spadini)
Plateforme Particules
(Colloïdes, Bactéries, Nanoparticules…)
Contacts : Hervé DENIS
& Jean MARTINS
Granulomètre laser (taille des particules)
Analyseur de particules
ZétaSizer
(charge des particules)
Spectromètre
Turbidimètre
Ultra-Centrifugeuse
(séparation de
particules)
Microscopie
épifluorescence
(Forme des particules)
Cytomètre de flux automatisé
(Comptage de particules bio-nano-organiques-minérales)
Lyophilisateur de particules
Contacts : MC Morel & L Spadini
Chimie des sols
Méthodes d’analyse séparatives
organiques , minérales
Préparation des échantillons
Concentration
SPME
SPE
CPG- FID
HPLC détecteur UV
Méthodes spectrométriques
Système automatisé de titration
A venir
CI - Conductimétrie
Fluorescence moléculaire
UV visible double faisceau
Électrophorèse Capillaire & µ-HPLC
Plate-forme
Caractérisation des Milieux Poreux
Porosimètre à Hg
Contacts : Céline DUWIG
& Jean-Pierre VANDERVERE
Infiltromètres
Porosité, humidité, masse volumique, texture, permeabilité, retention en eau,
pF mètre – Bac à sable
Chambres à pression
Plateforme
Microbiologie des sols
Fermenteurs INFORS (Multifors & Labfors)
Biologie moléculaire
(Identification de bactéries)
Contacts : Erwann VINCE
& Jean MARTINS
Incubateurs agités
thermostatés
Cytomètre de flux automatisé
Enumération, activité et cycles cellulaires
Microscope à épifluorescence
(Enumération cellulaire)
Quantification de la flore microbienne des sols (et des eaux)
• Abondance (énumération), Biomasse microbienne.
Cytométrie en flux
Caractérisation individuelle, quantitative
& qualitative de cellules (particules ) en suspension.
Détection et caractérisation de particules de 0.5 – 40 µm sur un volume ≥ 30µL
2 lasers d’excitation (Bleu et Rouge) + 4 filtres d’émission
Caractérisation qualitative des microorganismes : Isolement &
identification de µ-organismes et de leur populations
• Identification par séquençage
de l’ADN 16S ribosomal
• Biodiversité par ARISA et SSCP
(coll. INRA Dijon et LECA)
• Constitution du collection de souches
bactériennes issues de la flore
microbienne isolé du sol
Etude des microorganismes en conditions contrôlées ou
en sol naturel :
Cultures en conditions
contrôlées, sur milieux
sélectifs ou non;
Cinétique de croissance
1e+10
Paramètres de cultures :
1e+9
pH fixé 7
PO2 fixée à 2 bars
Température fixée 30°C
Phénol 0.2g/L
Pompe H2SO4
Pompe Feed [LB]+phenol 0.2g/L
Anti-foam [Struktol J673] d.1/10
1e+8
Low initial concentration
500
E. coli K12DH5α
400
1e+7
300
1e+6
200
1e+5
100
1e+3
1e+10
0
500
B. subtilis
1e+9
400
1e+8
1e+7
300
1e+6
200
1e+5
100
1e+4
1e+3
1e+10
0
500
Mix
1e+9
Cellules vivantes 1e+8
400
Cellules mortes
1e+7
300
1e+6
200
Cellules
endommagées
1e+5
100
1e+4
1e+3
0
-2
0
2
4
6
8
10
Time (day)
12
14
16
Relative abundance (%)
Cinétiques
de colonisation
d’un sol stérile
par des bactéries
Concentration (cell/gdry soil)
1e+4
Autres types applications :
BIOCAPTEURS BACTERIENS
Développement et application de
Biocapteurs bactériens pour la mesure de la
BIODISPONIBILITÉ des polluants dans les
sols et les eaux.
 Biocapteurs disponibles : Hg, Cu, Cr, Cd…
BIOSORPTION des métaux lourds
par les bactéries
et internalisation
Presse de French
Principe :
38%
[Me]biodispo = f[Lux]
50%
12%
1E+03
Cd 10-5M
Cu (µgCu.g-1ds)
1E+01
20%
1E-01
1E-03
2%
1E-05
78%
1E-07
Control
Straw
Conifer
Compost
Thèse A. Navel 2011
Fescue
Clover
Cd 10-4M
Thèse A. Desaunay 2011