Name: 研究多孔介质中生物堵塞的微流体平台 (视频) | JoVE Journal
Uploaded: 2022-10-13T15:00:00.000+00:00
Duration: 5 min 10 s
Description: 探索微流体平台研究多孔介质中生物膜发育与生物堵塞机制。该方法结合高分辨率显微成像与压差测量，系统分析孔径和流速对生物堵塞的影响，为理解工业与自然多孔介质中的生物膜生长提供高时空分辨率的实验手段。

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作者感谢SNSF PRIMA基金179834（资助E.S.）、ETH的自主资金（资助R.S.）、苏黎世联邦理工学院研究基金（资助R.S.和J.J.M.）以及Eawag的自主资金（资助J.J.M.）提供的支持。作者谨此感谢Roberto Pioli为图1B中的实验装置示意图提供的绘制工作，以及Ela Burmeister在硅晶圆制备方面的协助。

1. 硅片制备
<ol>
	<li>使用计算机辅助设计（CAD；参见材料表）软件设计微流控通道的几何结构，并将其打印到透明胶片上以制作光掩模（图1A）。</li>
	<li>通过软光刻技术（在洁净室条件下）按照以下步骤制备主模具。
	<ol>
		<li>将硅片在 200 °C 下烘烤 2 小时。</li>
		<li>将硅片置于匀胶机中心，并在其表面倒入 SU8 3050 光刻胶（参见材料表）。以 10 秒/100 转的升速时间，于 1,700 rpm 转速下旋涂 40 秒。 
		注：旋涂参数设定旨在使 SU8 3050 达到目标厚度 100 µm。</li>
		<li>旋涂完成后，在 65 °C 下预烘 600 秒，随后在 95 °C 下烘烤 2,700 秒。让硅片在室温下冷却过夜。 
		注：过夜冷却有助于增强 SU8 与硅片之间的附着力。</li>
		<li>将光掩模（步骤 1.1）放置于硅片上，并用波长为 350 nm、曝光能量为 250 mJ/cm2 的紫外光进行曝光。</li>
		<li>曝光后，将已曝光的基底在 65 °C 下烘烤 60 秒，随后在 95 °C 下烘烤 300 秒。</li>
		<li>通过将硅片浸入盛有 mrDev600 显影液（参见材料表）的烧杯中进行显影，以获得主模具。轻轻摇动烧杯 1,800 秒以洗去未聚合的光刻胶。然后用异丙醇喷淋冲洗硅片并自然风干。</li>
		<li>将硅片在 200 °C 下高温烘烤 1,800 秒。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>对主模具进行硅烷化处理：将 20 µL 三氯(1H,1H,2H,2H-全氟辛基)硅烷（参见材料表）滴加在靠近模具的玻璃载片上，在真空干燥器中静置 40 分钟，维持表压为 100 mbar，通过气相沉积完成修饰。</li>
</ol>
2. 微流控装置的制备
注意：此处描述的制造流程适用于具有单个微流控通道的微流控装置。然而，相同的方法也可用于并行制造具有多个微流控通道的微流控装置。
<ol>
	<li>按10:1的比例将弹性体与其交联剂混合（见材料表），制备PDMS混合物。搅拌混合物直至均匀混合，并因包裹的气泡而变为不透明。</li>
	<li>将混合物置于真空干燥器中脱气，使表压达到100 mbar，直至夹带的气泡完全去除，混合物呈现透明状态。脱气所需时间通常为30分钟。</li>
	<li>将母模（步骤1）放入细胞培养皿中（见材料表）。在母模上倒入20 g PDMS混合物，以形成最终厚度为5 mm的通道。</li>
	<li>在70 °C下烘烤母模2小时。</li>
	<li>使用刀片在固化后的PDMS上沿微流控通道边缘约3 mm处进行切割，然后将PDMS微流控通道从母模上剥离下来。</li>
	<li>为创建微流控通道的进样口和出样口，使用活检打孔器（直径1.5 mm）在通道两端（三角形顶端，见图1A）打孔。在进样口三角形中心额外打一个孔，以便后续安装压力传感器。</li>
	<li>用市售的1%洗涤剂溶液（见材料表）清洗载玻片和微流控通道5分钟，然后用去离子水冲洗。随后，用异丙醇清洗PDMS微流控通道和载玻片，再用去离子水再次冲洗。使用1 bar的压缩空气吹干PDMS微流控通道和载玻片，持续1分钟。 
	注意：PDMS的多孔结构必须完全干燥，以确保键合效果。</li>
	<li>将载玻片和微流控通道放入等离子清洗机中（见材料表），确保待键合的表面朝上。开启等离子清洗机，以1 SL/h（标准升每小时）的气流速率用空气等离子体处理微流控通道和载玻片1分钟。取出后立即将其相互接触，完成微流控通道与载玻片的键合。 
	注意：请勿触碰已处理的表面，以免影响键合效果。当制备包含多个微流控通道的器件时，应同时暴露所有通道，并在一步内完成键合。</li>
	<li>将键合好的微流控器件置于80 °C的加热板上，至少放置15分钟。</li>
	<li>将微流控器件存放在洁净的细胞培养皿中，直至实验开始。</li>
</ol>
3. 细菌悬液的制备
<ol>
	<li>实验开始前 20 小时，从冷冻甘油菌种中直接接种 3 mL 营养肉汤第 3 号培养基（见材料表）至 15 mL 培养管中，用于培养 Bacillus subtilis NCIB 3610 菌株。在 30 °C、200 rpm 条件下于摇床培养箱中过夜培养（16 小时）。</li>
	<li>实验开始前 4 小时，取 3 µL 过夜培养物加入 3 mL 新鲜培养基（1:1,000 稀释）至 15 mL 培养管中，制备预培养物。在 30 °C、200 rpm 条件下于摇床培养箱中培养 3.5–4 小时，使菌液在 600 nm 处的光密度（OD600）达到 0.1。</li>
</ol>
4. 生物膜生长实验
<ol>
	<li>在实验开始前3小时打开显微镜的培养箱，以确保温度稳定在25 °C。安装注射泵和压力传感器（见材料表）。</li>
	<li>将进样和出样管路连接至微流控装置。将一根外径为0.6 mm的针头直接插入进样管路，以固定管路与注射器之间的连接。</li>
	<li>将微流控装置、30 mL去离子水和30 mL培养基放入真空干燥器中，脱气至少1小时。然后，缓慢将培养基和去离子水分别吸入两个30 mL注射器中。 
	注意：此步骤至关重要，可防止在用培养基冲洗时通道内产生气泡。</li>
	<li>将微流控装置安装在显微镜上，并将出样管路置于废液容器中。
	<ol>
		<li>通过微流控管路将装有去离子水的注射器连接至微流控通道，并缓慢注入水，直至水从压力传感器出口流出。用水充满压力传感器，并冲洗连接微流控通道与压力传感器的管路中的所有气泡。使用专用于压力传感器的螺钉封闭压力传感器的出口。 
		注意：上述填充程序可确保精确记录微流控通道入口处的压力变化。在进行多通道微流控实验时，应将每个通道连接至独立的注射器，以确保所有通道内的流动条件一致。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>用去离子水填充其余的微流控通道。</li>
	<li>在培养基注射器上安装一个1.2 µm滤膜（见材料表）。然后取下装有水的注射器，小心地将装有培养基的注射器连接至微流控进样管路。将注射器安装在注射泵上，并以2 mL/h的流速用培养基冲洗通道1小时。 
	注意：该滤膜可防止在加样过程中细菌进入注射器。用培养基冲洗微流控通道可去除多孔结构中残留的气泡。</li>
	<li>在实验过程中将注射泵设定至所需流速（此处为1 mL/h），并将压力传感器的压力读数归零。 
	注意：通过将初始压力读数设为零，仅测量实验期间生物膜发育引起的压力变化。</li>
	<li>取1 mL OD600为0.1的细菌培养液置于1.5 mL离心管中。将出样管插入离心管，将细菌培养液加载至微流控通道中。等待5分钟以排除管路出口可能存在的气泡后，以1 mL/h的流速回抽150 µL细菌溶液，直至微流控通道完全充满细菌培养液。</li>
	<li>小心取下培养基注射器上的滤膜，并将出样管放入废液容器中。让细菌在微流控通道中处于无流动条件下静置3小时，以促进其在多孔介质表面的附着。 
	注意：3小时的无流动静置时间是针对本研究所用菌株的附着条件优化的，同时可保证细菌培养处于良好供氧状态。其他细菌菌株可能需要更长或更短的时间。</li>
	<li>开始实验时，将注射泵设定至所需流速（此处为1 mL/h）以启动流动，同时以1 Hz频率开始记录压力数据。</li>
	<li>在设定的时间间隔、光学配置和放大倍数下采集生物膜生长过程的图像&#160;。 
	&#8203;注意：在本研究中，采用明场模式、4倍放大倍数，在多孔介质全区域范围内选取18个位置，每隔6分钟采集一次图像，持续24小时。</li>
</ol>
5. 图像分析
<ol>
	<li>使用图像分析软件（参见材料表）和拼接算法24，通过拼接18个位置采集的图像序列，重建整个多孔介质。</li>
	<li>将拼接后的图像序列保存为一系列独立图像。 
	注意：如果文件过大，此时可对图像进行缩放和像素合并，以调整至适合后续处理的合理尺寸。</li>
	<li>创建多孔介质中柱体的掩膜，以将其从分析中去除。</li>
	<li>通过将各图像除以 t = 0 h 时采集的背景图像（图2A）来去除图像背景，并在适合分割生物膜的阈值下对图像进行二值化处理（图2B）。</li>
	<li>通过计算生物膜覆盖面积（归属于生物膜的像素数量）占多孔区域孔隙面积的比例，计算生物膜的饱和度（图3）。</li>
</ol>

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</ol>

作者声明无利益冲突。

结合压力传感器的微流控多孔介质模拟装置为研究多孔介质中生物膜的发育提供了合适的工具。微流控多孔介质设计具有高度灵活性，特别是柱状结构的排列方式，包括直径、不规则形状和孔隙尺寸，可用来研究多种几何构型。这些几何构型涵盖从单个孔隙到高度复杂、无序排列的障碍物，能够模拟不同的天然（如土壤）和工业（如膜和滤器）多孔介质。在本微流控平台中，通过规则排列的圆柱形柱体构建了三种多孔介质几何结构（孔隙尺寸分别为75 µm、150 µm和300 µm），且每次实验可选择不同的流体流速。该平台也可轻松改造，用于在固定水头压力而非设定流速条件下研究生物堵塞。在此情况下，流量控制装置应采用带有培养基储液器的压力控制器，而非注射泵。由于生物堵塞引起的流速变化，可通过流量传感器随时间测量流出液来实时监测。
进行具有生物膜生长的微流控实验时，必须考虑几个关键点。为避免实验过程中微流控通道内形成气泡，需对微流控通道和培养基进行脱气处理（步骤4.3）。接下来，必须快速但小心地将脱气后的培养基注入微流控通道，以实现通道完全饱和且无任何气泡。若多孔介质中滞留了气泡，可通过短暂提高流速冲洗微流控通道来去除气泡。第二个关键...

生物膜——嵌入由胞外多聚物（EPS）构成的自分泌基质中的细菌群落——广泛存在于自然多孔介质中，如土壤和含水层1，以及在技术与医学应用中，例如生物修复2、水过滤3和医疗器械4。生物膜基质主要由多糖、蛋白质纤维和胞外DNA5,6组成，其组成高度依赖于微生物种类、营养物质的可利用性以及环境条件7。然而，基质的功能具有普遍性：它构成生物膜结构的支架，保护微生物群落免受机械和化学胁迫，并在很大程度上决定了生物膜的流变特性5。
在多孔介质中，生物膜的生长可堵塞孔隙，导致所谓的生物堵塞。生物膜的发育受流体流动和多孔介质孔隙尺寸的控制，其中孔隙尺寸定义为两个支柱之间的间距。8,9,10孔径大小和流体流动共同控制着营养物质的传输以及局部剪切力。反过来，生长的生物膜会堵塞孔隙，从而影响流体的速度分布。11,12,13，多孔介质的质量传输和水力传导率14,15水力传导率的变化通过封闭系统中压力的升高体现出来16,17,18,19当前关于生物膜形成与生物堵塞的微流控研究主要集中在均质几何结构中流速影响的探讨16,20 （即具有单一孔径）&#160;或非均质多孔介质12,21,22然而，为了厘清流速和孔径对生物膜发育及其在生物堵塞多孔介质中引起的压力变化的影响，需要一个高度可控且多功能的实验平台，以并行研究不同多孔介质结构和环境条件下的情况。
本研究介绍了一种微流控平台，该平台结合了压力测量与对多孔介质内动态生物膜的同步成像。由于聚二甲基硅氧烷（PDMS）具有透气性、生物相容性以及通道几何结构设计的灵活性，由PDMS制成的微流控装置是研究多孔介质中生物膜发育的合适工具。微流控技术使得&#160;以高精度控制物理和化学条件（例如，流体流动和营养物质浓度），以模拟微生物生境的环境23此外，可使用光学显微镜以微米级分辨率对微流控装置进行成像，并可结合在线测量（如局部压力）。
本研究通过在受控的施加流动条件下，使用均质多孔介质模拟物，重点探究孔隙尺寸对生物堵塞过程的影响。采用注射泵驱动培养基流经微流控通道，同时利用压力传感器实时测量通道内的压差变化。通过向微流控通道中接种浮游态的枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）启动生物膜的形成。在不同实验条件下，定期对发育中的生物膜进行成像并开展图像分析，从而获得孔隙尺度上表面覆盖率的详细信息。压力变化与生物堵塞程度之间的关联数据，为估算生物堵塞多孔介质的渗透率提供了关键依据。

<table><tbody><tr><td>Acrodisc 25 mm 注射器滤器，1.2 &amp;micro;m Versapor 膜</td><td>Pall Corporation</td><td>PN4190</td><td>1.2 &amp;micro;m 滤器</td></tr><tr><td>BD 10 mL 注射器（鲁尔锁）</td><td>BD</td><td>300912</td><td>用于以去离子水填充通道</td></tr><tr><td>培养箱</td><td>Life Imaging Services</td><td></td><td>用于在生物膜生长实验期间维持稳定温度</td></tr><tr><td>细胞密度计 CO8000</td><td>WPA biowave</td><td></td><td>OD 测定仪</td></tr><tr><td>离心管</td><td>Eppendorf</td><td>30120086</td><td>1.5 mL</td></tr><tr><td>CETONI Base 120</td><td>CETONI GmbH</td><td></td><td>注射泵</td></tr><tr><td>CorelCAD</td><td>CorelDRAW</td><td></td><td>用于设计微流控通道几何结构的软件</td></tr><tr><td>培养管（14 mL，无菌）</td><td>greiner bio-one</td><td></td><td>培养管</td></tr><tr><td>干燥烘箱，VENTI-Line</td><td>VWR</td><td></td><td>用于固化 PDMS</td></tr><tr><td>Handy</td><td>Migros</td><td></td><td>洗涤剂溶液</td></tr><tr><td>带温度控制的加热板</td><td>VRW</td><td></td><td>用于等离子处理后固化 PDMS-玻璃键合</td></tr><tr><td>ImageJ</td><td>FIJI&amp;nbsp;</td><td></td><td>图像分析软件</td></tr><tr><td>Innova 42 Inc 摇床（New Brunswick）</td><td>Eppendorf</td><td></td><td>培养箱</td></tr><tr><td>异丙醇（&gt; 99.8%）</td><td>Sigma Aldrich</td><td>67-63-0</td><td></td></tr><tr><td>Masterflex 转移软管</td><td>Masterflex</td><td>HV-06419-05</td><td>内径 0.020''，外径 0.06''</td></tr><tr><td>载玻片，平片，75 x 60 mm</td><td>Corning</td><td>2947-75X50</td><td>玻璃载玻片</td></tr><tr><td>微流控压力传感器（1 bar）</td><td>Elveflow</td><td></td><td>压力传感器</td></tr><tr><td>Miltex 活检打孔器，直径 1.5 mm</td><td>Integra</td><td></td><td>用于制作微流控通道的进样口和出样口孔洞</td></tr><tr><td>mrDev600 显影液</td><td>Microresist</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Nikon Eclipse Ti2</td><td>Nikon Instruments</td><td></td><td>显微镜</td></tr><tr><td>营养肉汤 n&amp;deg;3</td><td>Sigma Aldrich</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Omnifix 带鲁尔锁的注射器</td><td>B.Braun</td><td></td><td>不同体积的注射器</td></tr><tr><td>等离子腔体 Zepto</td><td>Diener Electronic</td><td>ZEPTO-1&amp;nbsp;</td><td>用于将 PDMS 与玻璃载玻片进行等离子键合</td></tr><tr><td>精密擦拭纸（Kimtech Science）</td><td>Kimberly Clark</td><td>KCP-7552</td><td>用于干燥玻璃载玻片</td></tr><tr><td>天平</td><td>VWR-CH</td><td>611-2605</td><td>用于称量弹性体与交联剂的比例</td></tr><tr><td>硅晶圆（10 cm）</td><td>Silicon Materials Inc.&amp;nbsp;</td><td></td><td>N//Phos &amp;lt;100&gt; 1-10 &amp;Omega; cm</td></tr><tr><td>匀胶机，Spin 模块 SM150</td><td>Sawatec</td><td></td><td></td></tr><tr><td>SU8 3050 光刻胶</td><td>Kayakuam</td><td></td><td></td></tr><tr><td>S&amp;uuml;ss MA6 掩模对准器</td><td>SUSS MicroTec Group</td><td></td><td>用于对准铬-玻璃掩模</td></tr><tr><td>Sylgard 184</td><td>Dow Corning</td><td></td><td>硅酮弹性体套件；固化剂</td></tr><tr><td>Techni Etch Cr01</td><td>Technic</td><td></td><td>Technic</td></tr><tr><td>组织培养皿 150</td><td>TPP</td><td>93150</td><td></td></tr><tr><td>三氯(1H,1H,2H,2H-全氟辛基)硅烷</td><td>Sigma Aldrich</td><td>Sigma Aldrich</td><td>用于硅烷化硅晶圆</td></tr><tr><td>Veeco Dektak 6 M</td><td>Veeco</td><td></td><td>轮廓仪</td></tr></tbody></table>

一种用于研究多孔介质中生物堵塞的微流控平台

A Microfluidic Platform to Study Bioclogging in Porous Media

细菌生物膜存在于多种环境和工业多孔介质中，包括土壤和过滤膜。在特定的流动条件下，生物膜会生长并堵塞孔隙，从而改变局部流体的流动路径。生物膜堵塞孔隙的能力，即所谓的生物堵塞（bioclogging），可能显著影响多孔介质的局部渗透性，导致系统内压力积聚，并影响物质的流动。为了理解在不同物理条件（例如，不同流速和孔径大小）下生物膜生长与流体流动之间的相互作用，本研究开发了一种微流控平台，可在外部施加且受控的物理条件下，利用显微镜观察生物膜的发育过程。同时，可通过压力传感器测量生物膜引起的多孔介质内压力积聚，并进一步与生物膜的表面覆盖率进行关联分析。该平台为系统性研究流动条件下多孔介质中生物膜引起的生物堵塞提供了基础，且可进一步调整用于研究环境分离菌株或多物种生物膜。

本研究采用一种具有三个不同孔径的平行微流控通道的微流控装置（图1），以系统研究多孔介质中的生物膜形成过程。通过明场显微镜对生物膜的形成过程进行可视化观察。细菌细胞和生物膜在图像中表现为较暗的像素（图2）。此外，观察到逐渐堵塞的过程；在持续24小时的实验中，最初随机生长的生物膜几乎定植了整个多孔介质。
在流速 Q = 1 mL/h（对应初始平均流体流速为 0.96 mm/s）条件下，随时间生长的生物膜表面覆盖率针对三种不同孔径（75 µm、150 µm 和 300 µm）进行了量化分析（图3，黑色曲线）。结果表明，以表面覆盖率作为生物堵塞程度的代理指标，在 t = 20 h 时，最小孔径（75 µm）下的表面覆盖率比最大孔径（300 µm）下快约 10%。随后，将表面覆盖率与生物膜引起的压力建立关联（图3，蓝色曲...

本方案描述了一种微流控平台，通过结合高分辨率显微成像与同步压力差测量，用于研究生物膜在准-二维多孔介质中的发育过程。该平台可量化多孔介质中孔隙尺寸和流体流速对生物堵塞的影响。

细菌生物膜存在于多种环境和工业多孔介质中，包括土壤和过滤膜。在特定条件下，生物膜会生长……

该方法可系统研究孔径大小和流速对天然及人工多孔介质中生物膜发育的影响，从而揭示多孔介质生物堵塞的基本机制。该技术的主要优势在于对变化过程具有最高的空间和时间分辨率，并且实验平台可适应多种实验条件和需求。实验开始前3小时，先打开显微镜的培养箱，以确保温度稳定在25摄氏度。将进样和出样管路连接到微流控装置上。通过将外径为0.6毫米的针头插入进样管路，固定管路与注射器之间的连接。将微流控装置、30毫升去离子水和30毫升培养基放入真空干燥器中，抽真空脱气至少一小时。完成后，缓慢将培养基和去离子水分别吸入两个30毫升的注射器中。然后，将微流控装置安装到显微镜上，并将出口管路置于废液容器中。通过微流控管路将装有去离子水的注射器连接至微流控通道，并缓慢注入水，直至水从压力传感器出口流出。用水填充压力传感器，并冲洗连接微流控通道与压力传感器的管路中的所有气泡。使用专用于压力传感器的螺丝封闭其出口。用去离子水填充微流控通道的其余部分。接下来，将一个1.2微米的滤器安装到培养基注射器上。取下水注射器，并小心地将该注射器连接至微流控进样管路。将注射器安装到注射泵上后，以每小时2毫升的流速用培养基冲洗通道1小时。随后，在实验过程中将注射泵设定至所需的流速，并将压力传感器的压力读数归零。接下来，用移液器吸取1毫升光密度在600纳米波长下为0.1的枯草芽孢杆菌NCIB 3610培养液，置于1.5毫升离心管中。为将细菌培养液加载至微流控通道，将出口管插入离心管中，并静置五分钟，以排除管路出口处可能存在的气泡。完成后，以每小时1毫升的流速吸取150微升细菌溶液，直至微流控通道被细菌培养液充满。随后，小心移除培养基注射器滤器，并将出口置于废液容器中。让细菌细胞在微流控通道内处于无流动条件下静置3小时，以使其在多孔介质表面充分附着。开始实验时，先将注射泵设置为所需的流速以启动流动，然后以每秒一次的频率开始记录压力读数，再以设定的时间间隔、光学配置和放大倍数采集生物膜生长过程的图像。生物膜的形成过程通过明场显微镜进行观察，其中细菌细胞和生物膜在图像中呈现为较暗的像素。在为期24小时的实验中，最初随机生长的生物膜几乎定植了整个多孔介质。在20小时时，最小孔径下的生物膜表面覆盖率比最大孔径下快10%。生物膜表面覆盖率与压力累积的相关性表明，较小孔径的微流控通道中的堵塞导致入口与出口之间的压力差高于较大孔径通道。需要牢记的最重要方面是在温度稳定的环境中进行实验，并对微流控装置和溶液充分脱气，以避免气泡形成。该方法可用于系统性研究在工业和自然多孔介质中，流速和孔径对生物膜生长基本机制的影响。

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Research

科研

JoVE Journal

Environment

环境

研究多孔介质中生物堵塞的微流体平台

我们描述了一种用于制备微流控装置的方案，该装置可实现细胞捕获与培养。在此方法中，通过在微流控通道内设计具有特定图案的微结构（如沟槽），以形成低剪切应力区域，从而使细胞能够在其中停靠。...

一种带沟槽图案的微流控装置用于研究细胞行为

微流控装置可用于实时观察复杂自然过程，并在适当的物理尺度上进行可视化。我们开发了一种简单的微流控装置，可模拟天然多孔介质的关键特征，用于研究地下环境中细菌的生长与迁移。...

微观世界的窗口：用于研究多孔介质中微生物迁移的简单微流控系统

来源：Scheidweiler, D., et al. 结合微流控装置与显微镜和流式细胞术研究多孔介质中跨空间尺度的微生物迁移。 J. Vis. Exp.

利用微流控装置评估细菌运动性

来源：Kurz, D. L., 等。用于研究多孔介质中生物堵塞的微流控平台。J. Vis. Exp.

一种用于生物膜形成过程中实时成像与压力追踪的微流控装置

本方案介绍了用于原核微生物单细胞分析的微流控皮升级生物反应器（PLBR）的制备、装置搭建及基本操作。作为原理验证，对具有工业相关性的微生物进行了分析，从而获得了在特定时间段内的生长速率、形态特征及表型异质性等方面的深入信息，而这些信息采用传统方法极难实现。...

用于微生物单细胞分析的微流控皮升级生物反应器：制备、系统搭建与操作

本文讨论了在模拟多孔介质的微流控装置中研究生物膜形成的实验方案。该微流控装置包含一组微柱阵列，并在此装置中研究了荧光假单胞菌（Pseudomonas...

微流控芯片中微柱结构内生物膜流束形成的实验方案

本方案描述了一种利用微流控装置实现小体积（0.15–1.5...

用于精确小体积样品处理的微流控平台及其在声学微装置中按尺寸分离生物颗粒的应用

本实验的目的是简便、快速地制备一种具有可定制几何结构且耐有机流体溶胀的微流控装置，用于石油采收研究。首先制备聚二甲基硅氧烷模具，然后利用该模具浇铸环氧树脂基装置。文中报道了一项典型的驱替实验研究。...

用于表征多孔介质中孔隙尺度事件过程以应用于石油开采的微流控装置

突破曲线（BTC）是研究细菌在多孔介质中迁移的有效工具。本文介绍基于微流控装置并结合显微镜观察与流式细胞计数的技术，用于获取突破曲线（BTC）。...

结合微流控装置与显微镜及流式细胞术研究跨空间尺度多孔介质中的微生物迁移

本方案介绍了一种用于研究微生物介导的锰氧化物矿物沉淀的微流控系统。生物矿化过程的形成通过测量 原位 通过光学显微镜和图像分析.

一种用于研究多孔介质中微生物介导金属氧化物沉淀的微流控平台

探索微流体平台研究多孔介质中生物膜发育与生物堵塞机制。该方法结合高分辨率显微成像与压差测量，系统分析孔径和流速对生物堵塞的影响，为理解工业与自然多孔介质中的生物膜生长提供高时空分辨率的实验手段。

一种用于研究多孔介质中生物堵塞的微流控平台

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