مقالة منهجية

طرق للتميز الرئيسين تطوير بيوفيلم والموئل التجانس

DOI:

10.3791/52602

⸱

مارس 11, 2015

 ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Civil and Environmental Engineering, Northwestern University, 2Department of Chemical and Biological Engineeering, Northwestern University, 3Department of Applied Mathematics and Engineering Sciences, Northwestern University

في هذه المقالة

ملخص

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Biofilms لها تفاعلات معقدة مع البيئة المحيطة بها. للتحقيق الشامل في تفاعلات الأغشية الحيوية والبيئة ، نقدم هنا سلسلة من الطرق لإنشاء بيئة كيميائية غير متجانسة لتطوير الأغشية الحيوية ، وتحديد سرعة التدفق المحلي ، وتحليل النقل الجماعي داخل وحول مستعمرات الأغشية الحيوية.

الملخص

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

الأغشية الحيوية هي المجتمعات الميكروبية المرفقة السطحية التي لديها هياكل معقدة وإنتاج التغاير المكانية كبيرة. وينظم تطوير بيوفيلم بقوة تدفق المحيطة والبيئة الغذائية. يزيد نمو بيوفيلم أيضا عدم تجانس المكروية المحلية عن طريق توليد حقول تدفق المعقدة وأنماط النقل المذاب. للتحقيق في وضع من عدم التجانس في الأغشية الحيوية والتفاعلات بين الأغشية الحيوية والخاصة المحلية الصغيرة الموائل، ونحن نمت الأغشية الحيوية أحادية أنواع الزائفة الزنجارية والأغشية الحيوية ثنائي الأنواع من P. الزنجارية والقولونية تحت التدرجات الغذائية في خلية تدفق الموائع الدقيقة. ونحن نقدم بروتوكولات وإجراءات تفصيلية لإنشاء التدرجات المواد الغذائية داخل الخلية وتدفق لزراعة وتصور تنمية بيوفيلم في ظل هذه الظروف. نحن أيضا بروتوكولات الحالية لسلسلة من وسائل بصرية لقياس الأنماط المكانية في هيكل بيوفيلم، وتدفق زعتهbutions على الأغشية الحيوية، والنقل الجماعي حول وداخل المستعمرات بيوفيلم. هذه الأساليب تدعم تحقيقات شاملة للشارك في تطوير بيوفيلم والسكن التجانس.

المقدمة

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

الكائنات الحية الدقيقة نعلق على الأسطح والأغشية الحيوية شكل - المجاميع الخلية المغلقة في مصفوفة خارج الخلية البوليمر 1. الأغشية الحيوية تتصرف بشكل مختلف جدا من الخلايا الميكروبية الفردية، لأن الأغشية الحيوية لها التنوع المكاني الدرامي الناتجة عن مزيج من القيود النقل المذاب الداخلية والاختلافات المكانية في الأيض الخلوي 2،3. تركيزات الأكسجين والمواد الغذائية انخفاضا كبيرا في واجهة بين بيوفيلم والمحيطة السائل والحصول على مزيد من ضمن المنضب في بيوفيلم 2. يمكن أن تحدث أيضا تغيرات المكانية في التنفس بيوفيلم وتخليق البروتين كرد فعل على الأكسجين المحلية وتوافر المواد الغذائية 2.

في البيئات المائية والتربة، ومعظم البكتيريا يسكن في الأغشية الحيوية. الأغشية الحيوية الطبيعية تنفذ العمليات البيولوجية الكيميائية الهامة بما في ذلك ركوب الدراجات الكربون والنيتروجين والحد من المعادن 4،5. سريريا، وتشكيل بيوفيلم هو رد والمرئي لفترة طويلة الرئوية والتهابات المسالك البولية 6. العدوى المرتبطة بيوفيلم هي مشكلة كبيرة لأن الخلايا في الأغشية الحيوية لها مقاومة عالية للغاية لمضادات الميكروبات مقارنة مع نظرائهم العوالق 6. لأن الأغشية الحيوية مهمة في إعدادات متنوعة، وقد تركز قدر كبير من البحوث على فهم العوامل البيئية التي تتحكم في أنشطة بيوفيلم وعدم التجانس المكاني في الأغشية الحيوية والمكروية المحيطة بها.

وقد وجدت دراسات سابقة أن التنمية بيوفيلم وينظم بقوة من قبل عدد من العوامل البيئية: الأغشية الحيوية تتطور الأشكال التضاريسية مختلفة تحت ظروف تدفق مختلف. الأكسجين والمغذيات توافر تأثير التشكل بيوفيلم. وإجهاد القص الهيدروديناميكية يؤثر المرفق من خلايا العوالق على الأسطح ومفرزة من الخلايا من الأغشية الحيوية 7-9. وعلاوة على ذلك، حالة التدفق الخارجي يؤثر على تسليم ركائز كثافة العملياتس وداخل الأغشية الحيوية 10. نمو الأغشية الحيوية يغير أيضا الظروف المحيطة الفيزيائية والكيميائية. على سبيل المثال، يؤدي نمو بيوفيلم في استنفاد المحلي من الأوكسجين والمواد المغذية 2. الأغشية الحيوية تتراكم المركبات العضوية وغير العضوية من البيئة المحيطة 11؛ ومجموعات بيوفيلم تحويل تدفق وزيادة سطح الاحتكاك 12،13. لأن الأغشية الحيوية تتفاعل مع بيئتها المحيطة بطرق معقدة جدا، فمن الأهمية بمكان الحصول على المعلومات في وقت واحد على خصائص بيوفيلم والظروف البيئية، ونهج متعدد التخصصات في حاجة لاستخدامها لتوصيف شامل التفاعلات بيوفيلم للبيئة.

هنا نقدم سلسلة من أساليب متكاملة لتوصيف الأنماط المكانية في النمو الميكروبي داخل الأنواع أحادية والأغشية الحيوية ثنائي الأنواع تحت التدرج الغذائية المفروضة، ومراقبة التعديل الناتجة من هذه المادة الكيميائية المحلية والمكروية السوائل. نحن التنوبالحادي ووصف استخدام خلية تدفق ميكروفلويديك مزدوجة مدخل وضعت مؤخرا لمراقبة نمو بيوفيلم تحت التدرجات الكيميائية واضحة المعالم. نحن ثم شرح استخدام هذه الخلية تدفق الموائع الدقيقة لمراقبة نمو نوعين من البكتيريا، الزائفة الزنجارية والقولونية، في الأغشية الحيوية في ظل مجموعة من الظروف الغذائية. وتبين لنا كيف التصور الموقع من نشر التتبع الفلورسنت في المستعمرات بيوفيلم في يمكن استخدامها لتقييم كمي لأنماط النقل المذاب في الأغشية الحيوية. وأخيرا، وتبين لنا كيف الميكروسكيل velocimetry تتبع الجسيمات، وتتم تحت المجهر متحد البؤر، ويمكن استخدامها للحصول على مجال تدفق المحلي حول الأغشية الحيوية المتنامية.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

البروتوكول

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. تدفق إعداد الخلية والتلقيح

ملاحظة: استخدم خلية تدفق الموائع الدقيقة مزدوجة مدخل وصفها في كلمات وآخرون 2014 14 لزراعة الأغشية الحيوية. هذه الخلية تدفق قادرة على خلق التدرجات الكيميائية سلسة واضحة المعالم. يظهر تصميم خلية تدفق في الشكل (1) وتتدفق تصنيع خلية وصفت سابقا في كلمات وآخرون. 2014 14. وهنا التفاصيل طرقنا باستخدام P. الزنجارية وE. القولونية لتشكيل الأغشية الحيوية، ولكن قد تكون الأنواع الأخرى مناسب جدا. كنا P. الزنجارية PAO1- GFP، والذي يعبر بشكل جوهري بروتين الفلورية الخضراء (GFP)، وكائن نموذج للتنمية بيوفيلم. بالإضافة إلى ذلك، كنا E. القولونية DH5α لتشكيل الأغشية الحيوية مختلط الأنواع مع P. الزنجارية. P. الزنجارية وE. كانت تزرع سلالات القولونية على لوحات أجار LB.

  1. إعداد خلية تدفق باستخدام ثنائي ميثيل بولي سيلوكسان (PDMS) منضما إلىساترة الزجاج عن طريق الأكسجين العلاج البلازما كما هو موضح في 14. أبعاد الغرفة خلية تدفق هي 23 ملم × 13 ملم × 0.24 ملم (طول × عرض × عمق).
  2. إعداد تعديل FAB النمو المتوسطة 15. لمراقبة نمو بيوفيلم تحت التدرج الغذائية داخل الخلية التدفق، وإدخال تعديل FAB المتوسطة 15 مع الجلوكوز 0.6 ميكرومتر في مدخل واحد وإدخال FAB وسيط وبدون أي مصدر الكربون من خلال مدخل الآخرين. فلتر تعقيم (حجم المسام = 0.2 ميكرون) محلول المخزون الجلوكوز (60 ملم) قبل إضافتها إلى وسيلة FAB. الأوتوكلاف أيضا وسيلة FAB مع دورة 1 (السائل، 15 دقيقة، 121 ° C، 17 رطل) قبل الاستخدام.
  3. تعقيم نظام التدفق. قبل التلقيح، الأوتوكلاف المسار بالكامل التدفق (زجاجات المتوسطة، وأنابيب، والفخاخ فقاعة، تدفق الخلايا) باستخدام دورة 1، باستثناء البلاستيكية الصمامات الثلاثية (يمكن التخلص منها وتعقيمها قبل) الواقعة المنبع من الخلية التدفق. (تستخدم صمامات ثلاث طرق لحقن الخلايا جulture، التتبع الفلورسنت وميكروبيدات.) لتجنب التلوث أثناء التجمع، وتغطي جميع فتحات أنابيب وموصل مع رقائق الألومنيوم أو أكياس التعقيم الأوتوكلاف قبل.
  4. ربط نظام التدفق. تجميع مكونات نظام خلية تدفق بعناية (انظر الفيديو لتجميع نظام تدفق) وتحقيق نمو متوسط ​​إلى الخلية التدفق عبر مضخة تحوي التي تتحكم بدقة معدل التدفق.
  5. إعداد زراعة الخلايا لالتلقيح عن طريق نقل مستعمرة P. الزنجارية أو E. القولونية من لوحات LB إلى 3 مل من مرق LB ويهز ثقافة O / N في 225 دورة في الدقيقة و 37 درجة مئوية. تمييع O / مزارع الخلايا N في 1 مل تعقيم المياه إلى OD النهائي 600 = 0.01 كما قيحة. (الثقافة وتمييع البكتيريا في غطاء تدفق الصفحي لتجنب التلوث.)
  6. للتجارب مع الأغشية الحيوية مختلط الأنواع، وتمييع الثقافتين البكتيرية إلى نسبة 1: 1 في 1 مل مع OD يعادل 600 = 0.01 لكل البكتيريا.
  7. تطعيم الخلية التدفق. حقن 1 مل من اللقاح إلى مدخل الخلية التدفق من ثلاثي صمام. بعد الحقن، وقفة تدفق لمدة 1 ساعة للسماح للخلايا البكتيرية لنعلق على غطاء زجاجي. (تأكد من أن يتم وضع خلية تدفق مع الجانب ساترة لأسفل للسماح للخلايا مع وقف التنفيذ ليستقر على ساترة.)
  8. بعد 1 ساعة، واستئناف تدفق وضخ المتوسطة النمو إلى الخلية تدفق بمعدل ثابت قدره 0.03 مل / دقيقة لكل مدخل لمدة 3 أيام.

2. تميز بيوفيلم التنمية في الرد على المغذيات التدرجات عن طريق متحد البؤر المجهر

ملاحظة: P. الزنجارية يمكن تصويرها مع GFP أعرب جوهري، ولكن E. القولونية في الأغشية الحيوية مختلط الأنواع يجب تصويرها من قبل counterstaining.

  1. مراقبة الأغشية الحيوية لمدة 3 أيام باستخدام متحد البؤر المجهري. لنتائج ممثلة، ومراقبة الأغشية الحيوية باستخدام مجهر متحد البؤر مع الهدف 63X. قبل التصوير، علامةخلية تدفق مزدوج مدخل مع شبكة على الجانب غطاء زجاجي. (الغرض من هذه الشبكة هو السماح للالمجرب لتحديد المناطق التصوير داخل غرفة خلية تدفق).
  2. لمباين، وتمييع 10 ميكرولتر من خلايا نفيذ الحمراء الفلورسنت وصمة عار الحمض النووي، مثل الأخضر الفلورسنت وصمة عار الحمض النووي مثل STYO 62، حل سهم (1 ملم) في 990 ميكرولتر تعقيم الماء ثم حقن ببطء وصمة عار المخفف باستخدام حقنة في غرفة خلية تدفق من صمام المنبع ثلاثي. الحفاظ على خلية تدفق راكدة وفي الظلام لمدة 30 دقيقة، ثم استئناف تدفق لتغسل وصمة عار غير منضم لمدة 15 دقيقة.
  3. أداء التصوير متحد البؤر. تفعيل 488 نانومتر الأرجون ليزر لالإثارة وانبعاث جمع قنوات GFP (500-535 نانومتر) وصمة عار النووية حامض (لالخضراء الفلورسنت وصمة عار الحمض النووي، 650-750 نانومتر). ضبط المكاسب والتعويضات لكل من القنوات لديك صورا مشرقة ونظيفة. حدد XYZ وطريقة التصوير في وقت واحد. استخدام مقبض التحكم ض لايدنمنظمة حددت السفلي والعلوي من بيوفيلم في هذا المجال. ضبط خطوة ض إلى 0.5 ميكرون للحصول على 3-D صورة المكدس. (لضمان جودة الصورة العالية، واستخدام المتوسط ​​خط من أربعة لاقتناء الصورة.)
  4. لتعيين الأنماط المكانية للتنمية بيوفيلم داخل الخلية التدفق، والأغشية الحيوية في صورة ثلاثة أو أكثر طولية (خ) المسافات على طول مدخل الخلية التدفق، وعلى ثلاثة عرضية (ذ) الأوضاع النسبية لالتدرج الغذائية المفروضة، كما هو مبين في الشكل (1) .

3. تميز المذاب الداخلية النقل عن طريق الحقن من المحافظين نيون الراسم

ملاحظة: التتبع الفلورسنت المحافظ، مثل Cy5، ويمكن استخدامها لتوصيف أنماط النقل المذاب داخل بيوفيلم.

  1. حل Cy5 (مونو-رد الفعل NHS استر) في الماء لتركيز النهائي من 10 ملغ / مل كحل الأسهم. تخزين محلول المخزون Cy5 في الثلاجة -20 درجة مئوية.
    ملاحظة: كما Cy5 هو خفيف sensitإيف، وتخزين، وتمييع حقن حلول Cy5 في الظلام.
  2. قبل حقن التتبع الفلورسنت، تأخذ 3-D صورة كومة من بيوفيلم 3 أيام مع المجهر متحد البؤر (مع الهدف 63X). (مناطق واسعة من المستعمرات بيوفيلم مثالية لملاحظات السلاسل الزمنية النقل صباغة.) أيضا اختيار لض الطائرة مع المستعمرات فصل جيدا للتصوير (كما هو موضح في الشكل 5A).
  3. لكل تجربة حقن Cy5، وتمييع 2 ميكرولتر من محلول المخزون Cy5 في 998 ميكرولتر تعقيم المياه لتسفر عن حل حقن وجود تركيز Cy5 من 20 ميكروغرام / مل.
  4. وقف ضخ لإيقاف تدفق وحقن الحل Cy5 في المنبع من خلية تدفق باستخدام حقنة عن طريق 3 في اتجاه وصمام. (من المهم منع فقاعات الهواء من الدخول إلى مسار تدفق في حين حقن. يجب أن تبقى الفخاخ فقاعة مفتوحة خلال الحقن في الظهر.)
  5. بعد حقن محلول Cy5، أغلق الفخاخ فقاعة، وضبط 3 في اتجاه وصمام، وإعادة تشغيلضخ لإيصال الحل Cy5 حقنها في الخلية التدفق.
  6. تبديل طريقة التصوير متحد البؤر لXYT. تفعيل Cy5 وGFP قنوات تحت وضع التصوير في وقت واحد. ضبط إعدادات مبائر على كثافة Cy5 (كثافة الليزر، وكسب وتعويض) لتجنب تشبع الإشارات، وهو أمر حاسم بالنسبة الكمي. (ويفضل القرار الزماني عالية لتصور تغلغل الصبغة. ومع ذلك، مسح سريع يقلل جودة الصورة.) اختر سرعة المسح الضوئي المناسبة والمتوسط ​​خط لتحقيق التوازن القرار وقت التصوير وجودة الصورة. لهذا البروتوكول استخدام المتوسط ​​خط من أربعة ومعدل الإطار من 0.15 هرتز.
  7. استئناف تدفق لتقديم Cy5 في الخلية التدفق (لا يزال بمعدل تدفق 0.03 مل / دقيقة). في وقت واحد وقت بدء سلسلة متحد البؤر التصوير.
  8. تحديد Cy5 الاختراق عن طريق حساب متوسط ​​كثافة Cy5 شعاعيا داخل بيوفيلم دائرية 2-D مستعمرة. في المتوسط، أولا التعرف على حافة مجموعة بيوفيلم، ثم إنشاء مخطط المسافة لقسم 2-D من الكتلة، وأخيرا متوسط ​​أنماط شعاعي من شدة Cy5 لتوليد منحنى الاختراق (انظر الشكل 6).
    1. لتحقيق حسابيا خطوة 3.8، استخدم BioSPA (بيوفيلم المكانية تحليل نمط) حزمة برامج (غير منشورة، مجموعة من البرامج ودليل متوفرة عند الطلب) أو غيرها من برامج تحليل الصور.
    2. لاستخدام BioSPA، استيراد أول صورة مجموعة الى BioSPA. ثم حدد عتبة المناسبة لGFP وقنوات Cy5 لجعل الصور ثنائية. في القائمة تحليل / الحساب، حدد تحليل متقدمة ومن ثم تحليل الانتشار. استخدام قناة GFP لتحديد حافة العنقودية واستخدام أداة المضلع لتحديد مجموعة واحدة، مؤكدا أن المنطقة ذات الاهتمام (ROI).
    3. انقر نقرا مزدوجا فوق الكتلة بيوفيلم المختارة لإجراء تحليل نشرها. حفظ نتائج التحليل نشر ومعايرة شدة Cy5 إلى تركيز Cy5 باستخدام منحنى المعايرة.
      1. لتوليد Cy5 منحنى تركيز معايرة وقياس شدة Cy5 على مدى بغية دراسته واقراره Cy5التدرج ntration تحت المجهر متحد البؤر. (كثافة Cy5 والتركيز لديها علاقة خطية).

4. يميز مجال تدفق المحيطة التي تتبع نيون الجسيمات

ملاحظة: جزيئات الفلورسنت، مثل ميكروبيدات الفلورسنت، ويمكن استخدامها لتوصيف مجال تدفق حول الأغشية الحيوية. ويمكن حساب مجال تدفق حول الأغشية الحيوية من الملاحظات الوقت سلسلة من المواقف الجسيمات باستخدام برنامج تتبع الجسيمات velocimetry. تم الحصول على النتائج المعروضة هنا مع تيارات 2.02 حزمة برامج 16 (تنزيل البرمجيات ودليل المستخدم متاحة في http://www.civil.canterbury.ac.nz/streams.shtml ).

  1. تمييع ميكروبيدات الفلورسنت (قطر ~ 1 ميكرون) في الماء المعقم إلى تركيز قوي النهائي من 0.2٪ والحجم النهائي من 0.5 مل. دوامة للتأكد من أن ميكروبيداتوفرقت أيضا.
  2. حقن وتسليم ميكروبيدات الفلورية المخفف في خلية تدفق الإجراءات من الخطوات 3،3-3،5 التالية. للسماح لتتبع دقيق لمسار الجسيمات، واستخدام معدل منخفض نسبيا تدفق (0.01 مل / ساعة لتتبع النتائج الجسيمات في هذه الورقة).
  3. تبديل إعدادات مبائر لXYT وضع لتتبع حركة الجسيمات في واحدة ض شريحة ويستغرق وقتا طويلا سلسلة الصور. (تم استخدام معدل الإطار من 1 هرتز لنتائج ممثل هو مبين في هذه الورقة.) حقن كرر الجسيمات وصورة في أماكن مختلفة لتوليد ض 3-D مجال تدفق.
  4. ما قبل العملية السلاسل الزمنية صور مبائر بطرح إشارة مضان الخلفية (إشارة في الصورة المكتسبة الأولى من مجموعة صورة) باستخدام يماغيج (تحميل البرمجيات ودليل متوفرة على http://imagej.nih.gov/ij/ ) أو غيرها من البرامج.
  5. في يماغيج، فتح الصورة الأولى من مجموعة الصورة ثم استيراد مجموعة الصورة. تحت عملية / صورة كاليفورنياlculator، طرح أول صورة من مجموعة الصور. حفظ معالجتها قبل مجموعة الصورة.
  6. لحساب نواقل التدفق، استيراد السلاسل الزمنية صور مبائر في تيارات 2.02. تحت عنوان "عرض عملية مفتوحة"، اختيار وتنفيذ "تحديد الجزيئات". استخدام عتبة المناسبة لتحديد الجزيئات. استخدام 0.5 و 5 ميكرون كحد أدنى وأقصى قطر عتبات 1 ميكرون الجسيمات.
  7. ثم تحت "وجهة نظر عملية مفتوحة"، اختيار وتنفيذ "خط أنابيب تحليل PTV" لتوليد مسارات الجسيمات. تحقق مسارات الجسيمات لمعرفة ما إذا كانت تمثل حركة الجسيمات. وأخيرا، اختيار وتنفيذ "إنشاء حقل سرعة" لإنشاء مخطط ناقلات التدفق.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

النتائج

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

خلية تدفق الموائع الدقيقة مزدوجة مدخل تتيح مراقبة نمو بيوفيلم تحت التدرج كيميائية محددة جيدا التي شكلتها خلط حلين داخل غرفة التدفق. مما أدى التدرج الكيميائية لوحظ سابقا عن طريق الحقن صبغ وتتميز بالتفصيل كلمات وآخرون. 14. وتم تشكيل التدرجات تركيز الملساء في الاتجاه العرضي، كما هو مبين في الشكل رقم 1. إن قائمة تركيز حاد بالقرب من مدخل وحصلت على تخفيف المصب بسبب نشر (الشكل 1). لمراقبة تطور بيوفيلم تحت التدرج الغذائية، استخدمنا وسي...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المناقشة

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

أثبتنا مجموعة من الطرق لتوصيف الثلاثة المهمة التفاعلات بيوفيلم للبيئة: استجابة بيوفيلم إلى التدرجات الكيميائية، وآثار نمو بيوفيلم على المكروية تدفق المحيطة بها، وعدم التجانس بيوفيلم الناجمة عن القيود النقل الداخلي.

أظهرنا لأول مرة استخدام خلية تدفق ميكروفلويديك جديدة لفرض التدرج كيميائية محددة جيدا للتنمية بيوفيلم. لتوليد التدرج كيميائية محددة جيدا داخل الخلية التدفق، فمن المهم للحفاظ على نفس معدل التدفق لكل من م...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

الإفصاحات

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.

شكر وتقدير

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

نشكر مات Parsek في جامعة واشنطن (سياتل، WA) لتوفير P. الزنجارية وE. سلالات القولونية وروجر Nokes في جامعة كانتربري (نيوزيلندا) لتوفير الوصول إلى تيارات البرمجيات. وأيد هذا العمل من قبل R01AI081983 منحة من المعاهد الوطنية للصحة، المعهد الوطني للحساسية والأمراض المعدية. تم إجراء التصوير متحد البؤر في مرفق نورث وسترن التصوير البيولوجية (BIF).

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة
الاسمالشركةرقم فهرسيالتعليقات
مضخة تمعجيةGilsonMiniplus 3Flow Cell Setup and Tتلقيح
Pump Tube 0.50 & nbsp ؛ مم OVC ، برتقالي / أصفرجيلسونF117934إعداد خلية التدفق والتلقيح
ثلاثي الاتجاهات Stopcock ث / قطب ذكر Luer lockSmiths Medical   ؛MX9311Lإعداد خلية التدفق والتلقيح
Sylgard 184 تغليف الخلايا الشمسية لصنع الألواح الشمسية MLSolar LLCإعداد وتلقيح خلية
التدفق زجاجة Pyrex Medium ، 1 & nbsp ؛ L ، GL45VWR16157-191إعداد خلية التدفق والتلقيح
C-FLEX TubingCole-Parmer06422-02إعداد وتلقيح خلية
التدفق 1 مل TB حقنةBD309659إعداد خلية التدفق والتلقيح
أنابيب البوليمرIDEX1520Gإعداد خلية التدفق والتلقيح
محول كعب Luer المعقم IntramedicClayAdams 427564إعداد خلية التدفق والتلقيح
PrecisionGlide NeedleBD305195إعداد خلية التدفق والتلقيح
مقياس الطيف الضوئيHACHإعداد خلية التدفق والتلقيح
مرشحات الحقنة - معقمة (0.2 & mu; م)Fisherbrand09-719Aإعداد خلية التدفق والتلقيح
MAXQ شاكرالتدفق العلميوتلقيح
كبريتات الأمونيومSigma AldrichA4418وسائط النمو
فوسفات الصوديوم ثنائي القاعدة اللامائيSigma AldrichRES20908-A7وسائط النمو
فوسفات البوتاسيوم أحادي القاعدةSigma AldrichP5655وسائط النمو
كلوريد الصوديومسيجما ألدريتشS7653وسائط النمو
كلوريد المغنيسيومسيجما ألدريتشM8266وسائط النمو
كلوريد الكالسيومسيجما ألدريتشC5670وسائط النمو
كبريتات الكالسيوم ثنائي هيدراتسيجما ألدريتشC3771وسائط النمو
الحديد (II) كبريتات هيبتاهيدراتسيجما ألدريتش215422وسائط النمو
المنغنيز (II) كبريتات أحادي الهيدراتSigma AldrichM7634وسائط النمو
كبريتات النحاس (II)Sigma Aldrich451657وسائط النمو
كبريتات الزنك سباعي هيدراتSigma AldrichZ0251وسائط النمو
Cobalt (II) كبريتات سباعي الهيدراتSigma AldrichC6768وسائط النمو
موليبدات الصوديومسيجما ألدريتش243655وسائط النمو حمض
البوريكسيجما ألدريتشB6768وسائط النمو
سكر العنبسيجما ألدريتشD9434وسائط النمو
لوريا بيرتاني مرقسيجما ألدريتشL3022وسائط
النمو TCS SP2 المجهر متحد البؤرLeicaالتصوير الفلوري
SYTO 62Life TechnologyS11344التصوير الفلوري
Cy5GE Healthcare Life SciencesPA15100التصوير الفلوري
الأحمر الفلورسنت (580/605) FluoSphereLife TechnologyF-8801التصوير الفلوري
BioSPAPackman Labمعالجة الصور
ImageJالصورالمعاهد الوطنية للصحة
Volocityمعالجة الصور
2.02الصوربجامعة كانتيبري
إعداد خلية الحراري معالجة تدفقات PerkinElmer معالجة

المراجع

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Hall-Stoodley, L., Costerton, J. W., Stoodley, P. Bacterial biofilms: From the natural environment to infectious diseases. Nat Rev Microbiol. 2 (2), 95-108 (2004).
  2. Stewart, P. S., Franklin, M. J. Physiological heterogeneity in biofilms. Nat Rev Microbiol. 6 (3), 199-210 (2008).
  3. Xu, K. D., Stewart, P. S., Xia, F., Huang, C. T., McFeters, G. A. Spatial physiological heterogeneity in Pseudomonas aeruginosa biofilm is determined by oxygen availability. Appl Environ Microb. 64 (10), 4035-4039 (1998).
  4. Costerton, J. W., et al. Bacterial Biofilms in Nature and Disease. Annu Rev Microbiol. 41, 435-464 (1987).
  5. Battin, T. J., Kaplan, L. A., Newbold, J. D., Hansen, C. M. E. Contributions of microbial biofilms to ecosystem processes in stream mesocosms. Nature. 426 (6965), 439-442 (2003).
  6. Costerton, J. W., Stewart, P. S., Greenberg, E. P. Bacterial biofilms: A common cause of persistent infections. Science. 284 (5418), 1318-1322 (1999).
  7. Stoodley, P., Dodds, I., Boyle, J. D., Lappin-Scott, H. M. Influence of hydrodynamics and nutrients on biofilm structure. J Appl Microbiol. 85, Suppl 1. 19S-28S (1999).
  8. Stoodley, P., Lewandowski, Z., Boyle, J. D., Lappin-Scott, H. M. Structural deformation of bacterial biofilms caused by short-term fluctuations in fluid shear: An in situ investigation of biofilm rheology. Biotechnol Bioeng. 65 (1), 83-92 (1999).
  9. Wasche, S., Horn, H., Hempel, D. C. Influence of growth conditions on biofilm development and mass transfer at the bulk/biofilm interface. Water Res. 36 (19), 4775-4784 (2002).
  10. Stewart, P. S. Mini-review: Convection around biofilms. Biofouling: The Journal of Bioadhesion and Biofilm Research. 28 (2), 187-198 (2012).
  11. Flemming, H. C. Sorption sites in biofilms. Water Sci Technol. 32 (8), 27-33 (1995).
  12. Debeer, D., Stoodley, P., Lewandowski, Z. Liquid Flow in Heterogeneous Biofilms. Biotechnol Bioeng. 44 (5), 636-641 (1994).
  13. Schultz, M. P., Swain, G. W. The effect of biofilms on turbulent boundary layers. J Fluid Eng-T Asme. 121 (1), 44-51 (1999).
  14. Song, J. S. L., Au, K. H., Huynh, K. T., Packman, A. I. Biofilm Responses to Smooth Flow Fields and Chemical Gradients in Novel Microfluidic Flow Cells. Biotechnol Bioeng. 111 (3), 597-607 (2014).
  15. Shrout, J. D., et al. The impact of quorum sensing and swarming motility on Pseudomonas aeruginosa biofilm formation is nutritionally conditional. Mol Microbiol. 62 (5), 1264-1277 (2006).
  16. Maxworthy, T., Nokes, R. I. Experiments on gravity currents propagating down slopes. Part 1. The release of a fixed volume of heavy fluid from an enclosed lock into an open channel. J Fluid Mech. 584, 433-453 (2007).
  17. Stewart, P. S. A review of experimental measurements of effective diffusive permeabilities and effective diffusion coefficients in biofilms. Biotechnol Bioeng. 59 (3), 261-272 (1998).
  18. Schramm, A., De Beer, D., Gieseke, A., Amann, R. Microenvironments and distribution of nitrifying bacteria in a membrane-bound biofilm. Environ Microbiol. 2 (6), 680-686 (2000).
  19. Santegoeds, C. M., Schramm, A., de Beer, D. Microsensors as a tool to determine chemical microgradients and bacterial activity in wastewater biofilms and flocs. Biodegradation. 9 (3-4), 159-168 (1998).
  20. Debeer, D., Stoodley, P., Roe, F., Lewandowski, Z. Effects of Biofilm Structures on Oxygen Distribution and Mass-Transport. Biotechnol Bioeng. 43 (11), 1131-1138 (1994).
  21. Liu, Y., Tay, J. H. The essential role of hydrodynamic shear force in the formation of biofilm and granular sludge. Water Res. 36 (7), 1653-1665 (2002).
  22. Zhang, W., et al. A Novel Planar Flow Cell for Studies of Biofilm Heterogeneity and Flow-Biofilm Interactions. Biotechnol Bioeng. 108 (11), 2571-2582 (2011).
  23. Tseng, B. S., et al. The extracellular matrix protects Pseudomonas aeruginosa biofilms by limiting the penetration of tobramycin. Environ Microbiol. 15 (10), 2865-2878 (2013).
  24. Debeer, D., Srinivasan, R., Stewart, P. S. Direct Measurement of Chlorine Penetration into Biofilms during Disinfection. Appl Environ Microb. 60 (12), 4339-4344 (1994).

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

إعادة الطباعة والأذونات

طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه

طلب إذن

الوسوم

Pseudomonas aeruginosa Escherichia coli

مقالات ذات صلة