CEI — Cytochrome-EET Index

Een operationele qPCR-index die, per monster, de relatieve capaciteit voor cytochroom-gedreven extracellulaire elektronentransfer (EET) inschat ten opzichte van de totale bacteriële biomassa.

Wat drukt CEI uit?

Kernvraag: “Hoeveel EET/cytochroom-markers zie ik ten opzichte van 16S (totale bacteriën)?” CEI is geen directe meting van stroom of corrosiesnelheid; het is een biologische capaciteitsindicator die je altijd samen met elektrochemie (stroom/potentiaal) en metaalverliesdata interpreteert.

Formule

CEI (%) = 100 × Σ(EET/cytochroom-genkopieën) ÷ (bacteriële 16S-kopieën)

EET/cytochroom-markers: bijv. mtrC, omcA (Shewanella), omcS, omcZ (Geobacter), hmc (Desulfovibrio).
16S: bacterieel 16S rRNA-gen als anker voor totale bacteriële belasting.
Gewogen variant (optioneel): CEI = 100 × Σ(wᵢ × markerᵢ) / 16S als bepaalde markers zwaarder mogen wegen (bijv. omcZ).

Hoe berekenen we genkopieën?

Zet qPCR-Cq om naar genkopieën via de standaardcurve.
Corrigeer voor extractievolumes, verdunningen en monsteroppervlak/-volume → rapporteer als kopieën/mL (water/slib) of kopieën/cm² (biofilm/coupons).
Middel replicaten; behandel nondetects consequent (bijv. LOD/2).
Optioneel: PMA-qPCR voor onderscheid tussen intacte cellen en vrije/relic-DNA.

Voorbeeldberekening

mtrC = 2,0×10⁴; omcA = 1,0×10⁴; omcS = 6,0×10³; omcZ = 4,0×10³; hmc = 8,0×10³ → Σ = 4,8×10⁴ kopieën/mL.
16S (bacterieel) = 1,2×10⁷ kopieën/mL.
CEI = 100 × (4,8×10⁴ / 1,2×10⁷) = 0,4%.

Interpretatie (richtbanden – site-specifiek te kalibreren)

Laag: < 0,5% → doorgaans routine-monitoring.
Midden: 0,5–2% → gerichte tests, setpoints/inhibitoren evalueren.
Hoog: > 2% → mitigatie opschalen en effect volgen (qPCR + ER/coupons).

Tip: koppel CEI-trends aan I_cath (µA/cm²) en ER/coupon-data. Als CEI én kathodische stroom samen stijgen, is een EET-gedreven MIC-component plausibel. Richtwaarde voor uniform staalverlies: ~1 µA/cm² ≈ 0,011–0,012 mm/jaar (orde-grootte; putcorrosie kan hoger zijn).

Beperkingen (belangrijk)

Genaanwezigheid ≠ activiteit: CEI zegt niets direct over expressie of elektronenflux; combineer altijd met elektrochemie en metaalverlies.
Primerbias & 16S-copyvariatie: beïnvloeden de schaal; daarom zijn trends per site belangrijker dan absolute drempels.
eDNA/biofilm-matrix: PMA-qPCR helpt om vrije DNA-fractie uit te filteren.

MICBUSTERS on-site qPCR: CEI in de praktijk benutten

Met on-site qPCR maakt MICBUSTERS CEI direct bruikbaar voor operationele beslissingen:

Snel ter plaatse: resultaten binnen uren i.p.v. dagen; CEI-trends direct koppelen aan procesinstellingen.
Asset-specifiek markerpanel: EET/cytochroom-markers (mtrC/omcA, omcS/omcZ, hmc) naast 16S en optioneel micH, afgestemd op uw installatie.
Actiegerichte rapportage: CEI als capaciteitsindicator, geïntegreerd met kathodische stroom en ER/coupon-data, met duidelijke drempels en follow-up-advies.
Bewijs van impact: meetbaar effect van setpoints, spoelingen en inhibitoren binnen hetzelfde onderhoudsvenster.

Go Bust MIC

Go MICBUSTERS