مقالة منهجية

تصميم واستخدام ومنخفضة التكلفة، الآلي Morbidostat عن التكيف تطور البكتيريا تحت المضادات الحيوية اختيار الدواء

9.6K مشاهدات

⸱

DOI:

10.3791/54426

⸱

سبتمبر 27, 2016

 ,  ,  , 
1Electrical Engineering, National Tsing Hua University

في هذه المقالة

ملخص

نصف موربيدوستات منخفضة التكلفة وقابلة للتكوين تمكن من توصيف مقاومة الأدوية بالمضادات الحيوية عن طريق ضبط تركيز الدواء ديناميكيا. يمكن دمج الجهاز مع منصة موائع دقيقة متعددة الإرسال. يمكن توسيع نطاق هذا النهج لدراسات مقاومة الأدوية بالمضادات الحيوية في المختبر.

الملخص

نحن تصف منخفضة التكلفة، morbidostat شكلي لوصف المسار التطوري للمقاومة المضادات الحيوية. وmorbidostat هو جهاز ثقافة البكتيرية التي تراقب باستمرار نمو البكتيريا وضبط تركيز الدواء للطعن في البكتيريا باستمرار لأنها تتطور لاكتساب المقاومة للأدوية بشكل حيوي. ويتميز الجهاز بحجم العمل ~ 10 مل ومؤتمتة بالكامل ومجهزة قياس الكثافة الضوئية والمضخات الصغيرة المتوسطة وتسليم المخدرات. للتحقق من صحة منصة، قمنا بقياس الاستحواذ التدريجي من المقاومة ميثوبريم في القولونية MG 1655، ودمج الجهاز مع منصة ميكروفلويديك المضاعفة للتحقيق في مورفولوجيا الخلايا والتعرض للمضادات الحيوية. النهج يمكن أن تصل إلى تحجيم الدراسات المختبرية من مقاومة الجراثيم للأدوية المضادات الحيوية، وهو للتمديد لالتكييفية تطور لتحسين السلالة في الهندسة الأيضية وغيرها من تجارب زراعة البكتيرية.

المقدمة

منذ إدخال أول البنسلين المخدرات المضادات الحيوية، وقد وضعت المقاومة للمضادات الحيوية الميكروبية إلى مشكلة صحية عالمية 1. على الرغم من أن اكتساب مقاومة للمضادات الحيوية يمكن دراستها بأثر رجعي في الجسم الحي، وغالبا ما لا تسيطر على ظروف هذه التجارب في جميع أنحاء تطور كامل 2. بدلا من ذلك، يمكن أن تطور مختبر التكيف تكشف عن التطور الجزيئي من الأنواع الميكروبية في ظل الضغوط البيئية أو ضغط اختيار من الدواء المضاد 3. في الآونة الأخيرة، وإجمال العديد من التجارب التطورية تسيطر عليها بشكل جيد لمقاومة المضادات الحيوية في ظهور مقاومة الجراثيم للأدوية المضادات الحيوية. على سبيل المثال، أظهرت مجموعة أوستن الظهور السريع في ميكروفلويديك هندسيا بشكل صحيح بيئة compartmented 4. وmorbidostat وضعت مؤخرا يدفع الطفرات منتظمة تحت المخدرات اختيار ضغط 5،6. وmorbidostat، وSELEC الميكروبيجهاز نشوئها باستمرار على تعديل نسبة تركيز المضادات الحيوية للحفاظ على عدد السكان ثابتا تقريبا، يمثل تقدما كبيرا من الاختبار تذبذب المستخدمة في علم الأحياء المجهرية 7،8. في اختبار التذبذب، يتم حقن الدواء المضاد في تركيز عال، ويتم فحص المسوخ على قيد الحياة وفرزها. بدلا من ذلك، الميكروبات في morbidostat وتحدى باستمرار، والحصول على طفرات متعددة.

وmorbidostat تعمل على غرار ناظم كيميائي، جهاز الثقافة التي اخترعها نوفيك وSzliard في عام 1950 التي تحافظ على السكان المستمر من خلال توفير المواد الغذائية بشكل مستمر في حين تمييع الميكروبي السكان 9. منذ بدء العمل به، وقد تقدمت وناظم كيميائي وتحسينها. وقد وصلت chemostats ميكروفلويديك الحالية نانولتر وحيدة الخلية القدرات. ومع ذلك، وهذه الأجهزة هي غير صالحة للتجارب التطور على التكيف، والتي تتطلب السكان خلية كبيرة مع العديد من الأحداث طفرة 10،11. في الآونة الأخيرة، مصغرةكما تم تطوير chemostats مع وحدات التخزين عمل ~ 10 مل لملء الفجوة بين المفاعلات الحيوية على نطاق ولتر وميكروفلويديك ناظم كيميائي 12،13.

هنا نقدم تصميم واستخدام منخفضة التكلفة، morbidostat الآلي لدراسة مقاومة المضادات الحيوية. وحدة المقترحة يمكن استخدامها في حاضنة شاكر في مختبر علم الأحياء المجهرية مع متطلبات الأجهزة الحد الأدنى. وأيضا مصممة الثابتة المصدر المفتوح بسهولة إلى تطبيقات محددة من تطور على التكيف، مثل الهندسة الأيضية 3. وأخيرا، تم دمج morbidostat إلى منصة ميكروفلويديك المضاعفة لاختبار الحساسية للمضادات الحيوية 14.

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

البروتوكول

الجمعية 1. والاختبار التمهيدي للجهاز Morbidostat

  1. جمعية Morbidostat
    1. لكمة 3 ثقوب على الغطاء من القارورة الثقافة مع حقنة إبرة 18 G. قطع ثلاث قطع من أنابيب البولي ايثيلين ~ 7 سم في الطول. إدراج هذه القطع الثلاث من أنابيب البولي ايثيلين على الغطاء.
    2. استخدام الشريط للالتفاف على حافة الغطاء لتكون بمثابة المدلى بها ل(PDMS) خليط ثنائي ميثيل بولي سيلوكسان. مزيج 5 غرام من عنصر و 0.5 غرام من عنصر باء من PDMS في وعاء من البلاستيك 150 مل عن طريق اثارة يدويا مع المسواك. تحميل الخليط في حقنة 10 مل.
      1. يصب الخليط PDMS على الغطاء مع حقنة. خبز غطاء كامل لعلاج PDMS لمدة 8 ساعة في الفرن عند 70 درجة مئوية.
    3. لحام الأنود LED مع سلك قياس 24 و LED الكاثود مع المقاوم الكربون مع حام الحديد. جندى المقاوم 680 Ω الكربون مع G سلك 24. عزل اتصال سلكية باستخدام شريط كهربائي.
    4. وبالتاليlder جامع للمكشاف ضوئي مع مجموعة الأسلاك (24) وباعث للمكشاف ضوئي مع أوم المقاوم الكربون 100. عزل اتصال سلكية باستخدام شريط كهربائي.
    5. وضع الصمام الثنائي الباعث للضوء في حامل الثقافة قارورة. باتباع مخطط الرسم البياني في الشكل التكميلي 2، قم بتوصيل التي ينبعث منها ضوء الصمام الثنائي وتزويدها بالطاقة من خلال امدادات الطاقة من 5 خامسا تأكد من أن الصمام يعمل عن طريق استخدام الكاميرا الرقمية التي يمكن الكشف عن الأشعة تحت الحمراء (على سبيل المثال، وكاميرا الهاتف المحمول).
    6. وضع مكشاف ضوئي في حامل الثقافة قارورة. باتباع مخطط الرسم البياني في الشكل التكميلي 2، ربط مكشاف ضوئي وتزويدها بالطاقة من خلال امدادات الطاقة من 5 خامسا بتوصيل سلك لكلا الجانبين من المقاومات مكشاف ضوئي لقياس الجهد عبر لوحة التحكم الإلكترونية.
    7. الغراء المغناطيس على رمح من مروحة التبريد، والتي هي بمثابة وحدة النمام المغناطيسي. لاحظ أن alignmوالأنف والحنجرة من رمح المروحة إلى القارورة الثقافة، والتباعد بين القارورة الثقافة والمغناطيس حرج للغاية لوظيفة المناسبة من وحدة التحريك المغناطيسي.
    8. ربط كل قطعة من أنابيب البولي ايثيلين من القارورة الثقافة في قطعة المماثل من أنابيب السيليكون لمضخات صغيرة، زجاجات المتوسطة، وزجاجة من النفايات. بدوره على مضخة لمدة 1 ساعة وقياس الحجم الكلي التي يجري ضخها من زجاجة متوسطة إلى القارورة الثقافة لتحديد سعر المضخة. لاحظ أن معدل ضخ نموذجي يجب أن يكون ~ 4 مل / ساعة، وهو ما يعادل نسبة التخفيف D = 0.33 ساعة -1 لمدة 12 مل حجم القارورة ثقافة العمل.
    9. وضع التجمع كله على متوسطة الحجم (34 سم × 34 سم × 43.5 سم) حاضنة شاكر.
  2. الاختبار التمهيدي للMorbidostat
    1. مجموعة الجهد امدادات الطاقة من مروحة تبريد إلى 5 فولت لبدء المحرك لاختبار شريط التحريك المغناطيسي. لاحظ أن عمل مع التحريك يمكن أن يتم فحص البصر. الجهد التي تدفعق يتم التحكم في التبريد مروحة المحرك بدقة قبل تعديل عرض النبضة (PWM).
    2. إعداد سلسلة من النوع البري E. عينات القولونية ذات الكثافة البصرية في 600 نانومتر عادة ما تتراوح ،07-،3 للمعايرة. وضع اختبار E. عينة القولونية في قارورة الثقافة وسجل الجهد مكشاف ضوئي.
      1. مكان ~ 100 ميكرولتر من نفس العينة في قارئ لوحة وتسجيل الكثافة الضوئية. استخدام الجهد مكشاف ضوئي مقابل البيانات الكثافة الضوئية لرسم منحنى المعايرة. لاحظ أن عادة، واحد تغيير وحدة في الكثافة البصرية يناظر ~ 7.6 V تغيير في مكشاف ضوئي مع نظام الانحياز المستخدمة هنا.

2. تشغيل Morbidostat

  1. إعداد قبل بدء التجربة اليومية
    1. إعداد قارورة الثقافة مع ثلاثة فائقة الكيميائية الأنابيب Tygon المقاومة مع القطر الداخلي 1/32 بوصة وقطرها الخارجي 3/32 بوصة لمداخل لتشكيل الجهاز كما في القسم1.1 وفي الشكل التكميلي 1.
    2. إعداد المتوسطة M9 الحد الأدنى (0.2٪ الجلوكوز) وميثوبريم (TMP) المخدرات تحتوي على المتوسط. تعقيم المتوسطة، وزجاجة المتوسطة، والمخدرات زجاجة المتوسطة، وزجاجة من النفايات، وقارورة الثقافة في الأوتوكلاف في درجة حرارة 121 مئوية.
      ملاحظة: TMP هو الحل الأوراق المالية التي يتم استخدامها لتحقيق في وقت لاحق التركيزات في الجدول رقم 1 وليس تعقيمها المخدرات TMP تحتوي على المتوسط.
  2. تشغيل Morbidostat
    1. في اليوم الأول من التجربة، وذوبان الجليد 1 مل من النوع البري المجمدة E. خلايا القولونية MG1655 لمدة 5 دقائق في درجة حرارة الغرفة، ونقل 120 ميكرولتر من الخلايا إلى قارورة الثقافة التي تحتوي على ~ 12 مل من متوسط النمو M9. بعد اليوم الأول، ذوبان الجليد 1 مل من المجمدة E. القولونية الخلايا من اليوم السابق لمدة 5 دقائق ونقل 120 ميكرولتر من الخلايا إلى قارورة ثقافة جديدة تحتوي على ~ 12 مل من متوسط النمو M9.
    2. تشغيل حاضنة شاكر وتعيين تمب rature إلى 30 درجة مئوية مع عدم وجود اهتزاز.
    3. بدء عملية morbidostat عن طريق تشغيل مضخة صغيرة، وحدة التحريك المغناطيسي، وقياس كثافة الضوئية.
      ملاحظة: أثناء العملية، ويستخدم خوارزمية عتبة ردود الفعل للسيطرة على المخدرات عن طريق الحقن. عندما تتجاوز الكثافة الضوئية قياس عتبة محددة مسبقا، سيتحول مضخة حقن المخدرات على، وسوف يتم تشغيل المضخة المتوسطة خارج. خلاف ذلك، لا تزال مضخة حقن المخدرات وإيقاف المضخة المتوسطة على.
    4. مراقبة الجهد من وقت لآخر لضمان عدم وجود نمو الجراثيم.
      ملاحظة: نظرا للتجميد والذوبان دورة، E. القولونية خلايا يحمل تأخير ل~ 4 ساعات خلال النمو كل يوم.
    5. بعد ~ 23 ساعة، ووقف ضخ الصغيرة عن طريق إيقاف امدادات التيار الكهربائي واخراج قارورة الثقافة. إضافة 15٪ الجلسرين في قارورة الثقافة وتجميد العينة في -80 درجة مئوية لمدة التخزين.
    6. كرر الخطوات من 2.2.1 إلى 2.2.5.
لو "> 3. المضادات الحيوية قابلية القياس في 96 تنسيق حسنا

ملاحظة: إجراء قياس معدل النمو في قارئ لوحة مع شكل جيد 96 لتحديد مستوى مقاومة المضادات الحيوية.

  1. ذوبان الجليد العينة المجمدة اليومية في درجة حرارة الغرفة لمدة 5 دقائق ونقل 15 ميكرولتر من الخلية إلى القارورة التي تحتوي على ثقافة ~ 15 مل M9 المتوسطة. السماح لها أن تنمو حتى الكثافة البصرية في 600 نانومتر تصل إلى ~ 0.1. تقسيم 15 مل في 1 مل الزجاجات وإضافة المخدرات TMP في هذه الخطوة للحصول على تركيز الدواء المطلوب كما هو مبين في الجدول رقم 1.
  2. أخذ 200 ميكرولتر من عينة من الخطوة 3.1 ومكان في كل بئر في قارئ لوحة والسماح لها أن تنمو لمدة 12 ساعة 5. وتسجل الكثافة البصرية في الطول الموجي 600 نانومتر تلقائيا أثناء القياس.
    ملاحظة: للحصول على كل نقطة بيانات، يتم تسجيل القياسات ثلاث نسخ وبلغ متوسط ​​لضمان اتساق البيانات. البيانات على الكثافة الضوئية مقابل الوقت يمكن به استخدامها للحصول على معدل النمو.
  3. رسم البيانات معدل النمو مقابل تركيز الدواء للحصول على IC 50. لاحظ أن IC 50 هو الذي يعرف بأنه تركيز الدواء في فيه معدل النمو خمسين في المئة من معدل النمو القصوى 5.

4. وحيد الخلية الصرف والمضادات الحيوية قابلية القياس في أجهزة ميكروفلويديك

  1. أداء تصنيع الأجهزة ميكروفلويديك عبر الطباعة الحجرية الناعمة متعدد الطبقات من PDMS كما هو موضح في مكان آخر (15).
    1. استخدام ضوئيه لجعل القالب مقاومة للضوء للتحكم وتدفق الطبقات. لاحظ أن للطبقة التحكم، استخدم مقاومة للضوء سلبي (~ 15 ميكرون الارتفاع) ومقاومة للضوء إيجابي (~ 8 ميكرون الارتفاع) لإنتاج العفن على رقاقة السيليكون العارية.
    2. تحضير خليط PDMS مع نسب الربط عبر من 5: 1 و 20: 1 لسيطرة طبقة وطبقة تدفق على التوالي. وضع خليط إلى مجفف تحت فراغ لإزالة أي فقاعات، لمدة 1 ساعة.
    3. فضح قوالب طبقة مقاومة للضوء سيطرة على رقاقة السيليكون لtrimethylchlorosilane (TMCS) بخار. جعل طبقة التحكم من ~ سماكة 6 ملم من صب خليط PDMS (مع نسبة الربط عبر 5: 1) على رقاقة السيليكون على العفن تحكم طبقة مقاومة للضوء. خبز طبقة التحكم لمدة 40 دقيقة في 80 درجة مئوية لمدة 1 ساعة في الفرن.
    4. جعل طبقة تدفق التي تدور طلاء خليط PDMS (مع الصليب ربط نسبة 20: 1، وتدور بسرعة 3000 دورة في الدقيقة لمدة 60 ثانية) على مقاومة للضوء العفن طبقة التدفق. خبز طبقة تدفق لمدة 30 دقيقة في 80 درجة مئوية لمدة 1 ساعة في الفرن.
    5. استخدام شفرة حلاقة لقطع طبقة التحكم في حجم رقاقة المطلوب (عادة 3 سم × 2 سم) ويدويا تقشر طبقة التحكم. وضع طبقة السيطرة على الجزء العلوي من طبقة تدفق ومواءمتها تحت مجهر تشريحي. علاج التجمع الانحياز في 80 درجة مئوية في ليلة وضحاها الفرن. بعد ذلك، نقع التجميع في 250 مل من الماء منزوع الأيونات في وعاء من البلاستيك لمدة 5 ساعة بحل TMCS المتبقية.
    6. وفي وقت لاحق، لكمة ثقوب مدخل مع 20 الإبر G والسندات والمطاط الصناعي بأكمله إلى شريحة زجاجية مغلفة بطبقة PDMS فارغة (PDMS عبر ربط نسبة 5: 1، سرعة الدوران 2000 دورة في الدقيقة لمدة 30 ثانية) عن طريق العلاج البلازما الجوية لمدة 40 ثانية في 1.2 عربة ضغط الهواء.
    7. تنفيذ الخبز واسعة النطاق لمدة 36 ساعة على 80 درجة مئوية للحد من الآثار السامة للخلايا من PDMS. لاحظ أن هذه الخطوة الخبز أمر بالغ الأهمية لتقليل سمية للخلايا البكتيرية.
  2. في تجربة رقاقة النمو
    1. قبل تحميل في الجهاز ميكروفلويديك، مسح هذا مع الماء منزوع الأيونات لمدة 1 ساعة وM9 متوسطة لمدة 1 ساعة.
    2. ذوبان الجليد العينة المجمدة اليومية في درجة حرارة الغرفة لمدة 5 دقائق وتطعيم أنبوب اختبار جديد مع متوسط ​​M9 جديدة. وضع العينة في حاضنة شاكر عند 37 درجة مئوية خلال الليل.
    3. تمييع الميكروبي عينة 10 أضعاف مع M9 المتوسطة وتحميله في الجهاز ميكروفلويديك من خلال الضغط على الحاوية عينة الميكروبية في 5 رطل. ثم تحميل المخدرات TMPالمتوسطة في رقاقة عن طريق الضغط على المخدرات الحاويات المتوسطة في 5 رطل. تنفيذ خلط بين الميكروب والمخدرات عن طريق المشغلات صمام الميكرو ميكانيكية بين الغرفتين على رقاقة ميكروفلويديك لمدة 15 دقيقة.
    4. وضع رقاقة ميكروفلويديك في الحاضنة المجهر شنت على مجهر مقلوب. الحصول على صورة خلية في غرفة نمو كل ساعة لمدة 8 ساعة مع كاميرا CCD التي شنت على مجهر مقلوب.
    5. استخدام البرنامج النصي برنامج مخصص لحساب أعداد الخلايا من خلال خوارزمية عتبة على بيانات الصورة خلية 18. لاحظ أن وبلغ متوسط ​​البيانات عدد الخلايا عادة على مدى ثلاث غرف ميكروفلويديك.

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

النتائج

وschematized وmorbidostat أعلاه هو موضح في الشكل 1. لعمليات morbidostat المشتركة، بما في ذلك التطور التجريبي، اختبار الحساسية للمضادات الحيوية وفحص الخلايا التشكل، والتحقق من صحتها في E. ثقافة القولونية MG1655 تتعرض لميثوبريم (TMP)، وهي تستخدم عادة المضادات الحيوية 5،6. TMP يدفع الزيادة التدريجية مميزة جدا في مقاومة المخدرات، وتتجمع الطفرات حول الجينات اختزال ثنائي هيدروالفولات (DHFR). لذلك، TMP هو دواء...

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

المناقشة

وأظهر الجهاز morbidostat البصمة المنخفضة من مكونات منخفضة التكلفة. الزيادات في مستوى مقاومة الجراثيم للأدوية المسجلة من قبل الجهاز متوافقة مع تلك التقارير السابقة 5. مصممة للدراسات التطورية للمقاومة المخدرات، والجهاز هو الواجب التطبيق المحتمل لكثير من التجارب الأخرى. أولا، قاعدة بيانات شاملة للطفرات المخدرات التي يسببها يمكن أن تنشأ عن مجموعة كبيرة من المضادات الحيوية ذات الصلة سريريا. على سبيل المثال، المسار التطوري للمقاومة الجراثيم للأدوية المتعددة يمكن دراستها ببساط...

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

الإفصاحات

ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.

شكر وتقدير

يود المؤلفون أن يشكروا البروفيسور Sze-Bi Hsu والسيدة Zhenzhen على المناقشات المفيدة والمساعدة في التحليل النظري والمحاكاة العددية. يود Y.T.Y. Y. أن يعرب عن تقديره للدعم التمويلي المقدم من وزارة العلوم والتكنولوجيا بموجب أرقام المنح MOST 103-2220-E-007-026 و MOST 104-2220-E-007-011 ، ومن جامعة تسينغ هوا الوطنية بموجب أرقام المنحة 103N2042E1 ، 104N2042E1 و 105N518CE1.

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

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة
الاسمالشركةرقم فهرسيالتعليقات
حاضنة شاكر البيئيةBioSanES-20
Arduino Leonardo BoardArduinoLeonardo
680 Ohm Carbon ResistorDigikeyBias Resistor ل LED
100k Ohm Carbon ResistorDigikeyBias المقاوم للترانزستور
الضوئي 940 نانومتر الصمام الثنائي الباعث للضوءLED الإلكترونيالساطعBIR-BM13E4G-2قياس الكثافة البصرية
940 نانومتر الترانزستور الضوئيKodenshi & nbsp ؛ST-2L2Bقياس الكثافة البصرية
دارلينجتون زوج IC توشيباالماوسULN2803APGهذا IC يقود المضخات الدقيقة ووحدة التحريك المغناطيسية
5 فولت تيار مستمر مروحة فرشADDAAD0405LX-G70المواصفات: 5 فولت إمداد الجهد و 80 & nbsp; ما; تتوفر www.jameco.com
مضخة كهرضغطيةميكرو CurieJetPS15I-FT-5L> الضغط 3 & nbsp ؛ كيلو باسكال. معدل التدفق >5 مل / دقيقة
Tygon 3350 TuningSaint GobainABW00001ID: 1/32" OD: 3/32" L: 50' 
شريط التحريك المغناطيسيCOWIEمدبب الشكل خافت: 10 & nbsp; مم × 4 مم
زجاج تلألؤ 20 مل قارورةDGSPyrex زجاج 28 مم (قطر) × 61 مم (ارتفاع) حامل
قارورةمخصص مصنوع من بولي فورمالدهايد   ؛
سيليكونداو كورنينجسيلجالد 184يستخدم لإغلاق القارورة الزجاجية
زجاجة متوسطةVWR66022-065
Difco M9 الحد الأدنى من الملح 5xBD
حمض الكادامينوالمتوسط BD
الجلوكوزالمتوسط سيجما
أجارالأكسويدللوحة
أجارLuria Bertani المجهر المقلوب المتوسط
Leica MicrosystemsLeica DMI-LEDالمستخدمة لقياس الموائع الدقيقة استخدم 40X الموضوعي NA = 0.55
حاضنة المجهرأداة الخلية الحيةCU-109المستخدمة لقياس الموائع
الصمامات اللولبيةPneumadyneS10MM-31-12-3مفتوحة عادة 1.3 وات 12 فولت تيار مستمر
هواية الهندسةUSBIO24-R وحدة الإدخال / الإخراج الرقمية  لقياس الموائع الدقيقة
ضاغط الهواءالروك العلميROCKER 440مصدر الضغط للموائع الدقيقة ؛ الحد الأقصى للضغط 80 رطل لكل بوصة مربعة
تركيبات قفل اللور الذكور إلى 1/8 بوصة ValuePlastics.com شوكةMTLL230-1تستخدم للتحكم في الموائع الدقيقة
1/8 بوصة شوكة إلى 10-32 منفذ ملولبValuePlastics.comB-1تستخدم للتحكم في الموائع
الدقيقة تركيبات قفل لور أنثى إلى 10-32 منفذمترابطةValuePlastics.comKFTL-1المستخدمة للتحكم في الموائع
الدقيقة NPN دارلينجتون ترانزستور 500 مللي أمبير ، 40 & nbsp ؛ V (2N6427)DigiKey.com2N6427GOS-NDتستخدم للتحكم في الموائع
الدقيقة 10 كيلو أوم ، مقاوم فيلم الكربون ، 0.25 واطDigiKey.comP10KBACT-NDتستخدم للتحكم في الموائع
الدقيقة مكثف التنتالوم ، 10 & nbsp ؛ مو F ، 25 فولت ، 10٪DigiKey.com478-1841-NDتستخدم للتحكم في الموائع الدقيقة
Andor CCD الكاميراAndorZyla 4.2 Plus SCMOSالمستخدمة في الموائع الدقيقة على رقاقة التصوير
ELISA قارئ
مكونين سيليكون   ؛MomentiveRTV 615المستخدمة في تصنيع رقاقة الموائع الدقيقة
SU-8 مقاومة للضوءMicrchemSU8 2015المستخدمة في تصنيع رقائق الموائع الدقيقة
AZ4620 مقاومة للضوءClariantAZ 4620المستخدمة في تصنيع رقائق الموائع
الدقيقة منظف البلازماHarrick PlasmaPDC 32Gالمستخدمة في تصنيع رقائق الموائع الدقيقة
20 إبرة حقنةقياس BDتستخدم لتصنيع رقائق الموائع الدقيقة
LabcyclerSensoquestLabcyclerPCR
DNA polymeraseToyoboKDO Plusتضخيم PCR
لوحة TrimethoprimSigma
BiotekSynergy H1 hybrid & nbsp ؛قياس المقاومة للمضادات الحيوية
ثقافة الباتريولوجي الدقيقة بطاقة واجهة USB لوحة قارئ

المراجع

  1. Levy, S. B., Marshall, B. Antibiotic resistance worldwide: causes, challenges, and responses. Nat. Med. 10, s122-s129 (2004).
  2. Wang, M. M., et al. Tracking the in vivo evolution of multidrug resistance in Staphylococus aureus by whole genome sequencing. Pro. Natl. Acad. Sci. 104, 9451(2007).
  3. Dragosits, M., Mattanovich, D. Adaptive laboratory evolution - principles and applications for biotechnology. Microbial Cell Factory. 12, 64(2013).
  4. Zhang, Q., et al. Acceleration of emergence of bacterial antibiotic resistance in connected microenvironment. Science. 333, 1764-1767 (2011).
  5. Toprak, E., Veres, A., Michel, J. B., Chait, R., Hartl, D. L., Kishony, R. Evolutionary paths to antibiotic resistance under dynamically sustained drug selection. Nature Genetics. 44, 101-106 (2012).
  6. Toprak, E., et al. Building a morbidostast: an automated continuous culture device for studying bacterial drug resistance under dynamically sustained drug inhibition. Nature Protocol. 8, 555-567 (2013).
  7. Rosenthal, A. Z., Elowitz, M. B. Following evolution of bacterial antibiotic resistance in real time. Nature Genetics. 44, 11-13 (2012).
  8. Young, K. In vitro antibacterial resistance selection and quantitation. Curr Protoc Pharmacol. , (2006).
  9. Novick, A., Szilard, L. Experiments with the Chemostat on spontaneous mutations of bacteria. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 36, 708-719 (1950).
  10. Balagadde, F. K., You, L., Hansen, C. L., Arnold, F. H., Quake, S. R. Long-term monitoring of bacteria undergoing programmed population control in a microchemostat. Science. 309, 137-140 (2005).
  11. Groisman, A., et al. A microfluidic chemostat for experiments with bacterial and yeast cells. Nat. Methods. 2, 685-689 (2005).
  12. Miller, A. W., Befort, C., Kerr, E. O., Dunham, M. J. Design and Use of Multiplexed Chemostat Arrays. J. Vis. Exp. (72), e50262(2013).
  13. Takahashi, C. N., Miller, A. W., Ekness, F., Dunham, M. J., Klavins, E. A low cost, customizable turbidostat for use in synthetic circuit characterization. ACS Synthetic Biology. , (2015).
  14. Mohan, R., et al. A multiplexed microfluidic platform for rapid antibiotic susceptibility testing. Biosens Bioelectrons. 49, 118-125 (2013).
  15. Unger, M. A., Chou, H. P., Thorsen, T., Scherer, A., Quake, S. R. Monolithic microfabricated valves and pumps by multilayer soft lithography. Science. 288, 113-116 (2000).
  16. Kellogg, R. A., Gomez-Sjoberg, R., Leyrat, A. A., Tay, S. Nat. Protocols. 9, 1713(2014).
  17. Gu, G. Y., Lee, Y. W., Chiang, C. C., Yang, Y. T. A nanoliter microfluidic serial dilution bioreactor. Biomicrofluidics. 9, 044126(2015).
  18. Gonzalez, R. C., Woods, R. E., Eddins, S. L. Digital image using Matlab processing. , Pearson Prentice Hall. Upper Saddle River, New Jersey. (2004).
  19. Heikkila, E., Sundstrom, L., Huovinen, P. Trimethoprim resistance in Escherichia coli isolates from a geriatric unit. Antimicrob. Agents Chemother. 34, 2013-2015 (1990).
  20. Flensburg, J., Skold, O. Massive overproduction of dihydrofolate reductase in bacteria as a response to the use of trimethoprim. Eur. J. Biochem. 162, 473-476 (1987).
  21. Ohmae, E., Sasaki, Y., Gekko, K. Effects of five-tryptophan mutations on structure, stability and function of Escherichia coli dihydrofolate reductase. J. Biochem. 130, 439-447 (2001).
  22. Smith, D. R., Calvo, J. M. Nucleotide sequence of dihydrofolate reductase genes from trimethoprim-resistant mutants of Escherichia coli. Evidence that dihydrofolate reductase interacts with another essential gene product. Mol. Gen. Genet. 187, 72-78 (1982).
  23. Okumus, B., Yildiz, S., Toprak, E. Fluidic and microfluidic tools for quantitative systems biology. Curr Opin Biotech. 25, 30-38 (2014).
  24. Cho, J., et al. A rapid antimicrobial susceptibility test based on single-cell morphological analysis. Sci. Transl. Med. 17, 267(2014).
  25. Hsu, S. B., Waltman, P. E. Analysis of a model of two competitors in a chemostat with an external inhibitor. SIAM J. Applied Math. , 528-540 (1992).
  26. Fu, W., et al. Maximizing biomass productivity and cell density of Chlorella vulgaris by using light-emitting diode-based photobioreactor. J. Biotech. 161, 242-249 (2012).
  27. Peabody, V. G. L., Winkler, J., Kao, K. C. Tools for developing tolerance to toxic chemicals in microbial systems and perspectives on moving the field forward and into the industrial setting. Curr Opin in Chem Eng. 6, 9-17 (2014).

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

Escherichia coli

مقالات ذات صلة