Name: In Situ Charakterisierung von Shewanella Oneidensis MR1 Biofilmen von SALVI und ToF-SIMS (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-08-18T13:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 56 s
Description: Lernen Sie die Kultivierung von Shewanella oneidensis MR-1 in einem mikrofluidischen Reaktor für die chemische Kartierung mit ToF-SIMS. Diese Methode ermöglicht die Visualisierung lebender Biofilme in ihrem hydratisierten Zustand.

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Wir sind dankbar für Unterstützung des Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) Erde und biologischen Wissenschaften (EBD) Mission Samen Labor leitete Forschung und Entwicklung (LDRD) Fonds. Instrumental wurde durch W. R. Wiley Umwelt Molecular Sciences Laboratory (EMSL) allgemeine Benutzer Vorschlag zur Verfügung. EMSL ist eine nationale wissenschaftliche Benutzer Einrichtung Büro der biologischen und ökologischen Forschung (BER) auf PNNL gesponsert. Die Autoren danken Dr. Yuanzhao Ding zum Beweis das Manuskript zu lesen und nützliche Rückmeldungen. Battelle für DOE unter Vertrag DE AC05 76RL01830 PNNL gesteuert.

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Die Autoren haben nichts preisgeben.

Nach dem impfen bei Log-Phase, ist es wichtig, die Anzahl der Tage und die Temperatur bei dem der Biofilm wachsen sollte, bevor es gesund und dick genug für die Bildgebung, wie unter Punkt 3.1 beschrieben testen. Dieses Verfahren umfasst speziell Kultivierung einer S. Oneidensis MR1 Biofilm bei Raumtemperatur; jedoch können unterschiedliche Raumtemperaturen die Wachstumsrate beeinflussen. Daher ist es wichtig um zu verstehen, ob der Biofilm bereit, bevor Sie fortfahren, ToF-SIMS Analyse ist verwenden optische Bildgebung....

Bakterielle Biofilme sind Oberfläche-assoziierte Gemeinschaften, die im Laufe der Zeit als eine Verteidigung gegen Bakterien überleben unterschiedlicher ungünstige physikalische und mechanische reizen, wobei Zellen in der Lage sind zu befestigen und in vielen möglichen Umgebungen überleben entwickelt haben. 1 , 2 Biofilme werden erheblich untersucht und finden Anwendung in vielen Bereichen wie Biomedizin, biomedizinische Technik, Landwirtschaft und industrielle Forschung und Entwicklung. 1 , 2 die chemische Zuordnung dieser komplexe mikrobielle Gemeinschaften, einschließlich ihre selbst produzierten extrazellulären Polymeren Substanzen (EPS) und ihre lokalen Wasser-Cluster-Umgebung zu verstehen gilt, gewinnt eine genaue und detaillierte Darstellung ihrer biologischen Aktivitäten. 2
Biofilme bestehen und wachsen innerhalb eines stark hydratisiert Staates. Dies stellt eine große Herausforderung im Umgang mit Vakuum-basierten Oberflächenanalyse Techniken wie Time-of-Flight secondary Ion mass Spectrometry (ToF-SIMS) aufgrund der Schwierigkeiten bei der Untersuchung der flüchtiger Flüssigkeiten im Vakuum. Infolgedessen wurden Vakuum-basierten Oberflächenanalyse Techniken beschränkt sich fast ausschließlich auf Biofilm Proben im getrockneten Zustand zu studieren. Studium einen Biofilm im getrockneten Zustand hemmt jedoch die genaue Untersuchung der seine wahre biologische Mikroumgebung. Es führt oft zu drastische Veränderungen der EPS Integrität und Biofilm-Morphologie, die nach einem Vergleich trocken Biofilm Masse spektrale Ergebnisse in Situ flüssige Studien nachgewiesen wurde. 3 , 4 dieser Artikel stellt eine Lösung für das Studium von Biofilmen innerhalb ihrer natürlichen hydratisierten Zustand durch die Verwendung unseres Systems zur Analyse an flüssigen Vakuum Schnittstelle (SALVI),5,6 mikrofluidischen Reaktor, enthält Flüssigkeit unter seine dünne Silizium-Nitrid (SiN) Membran in eine Microchannel gemacht von Polydimethylsiloxan (PMDS), so bietet direkten Zugang zu den sekundären Ionenstrahl Sonde unter Beibehaltung der strukturellen Integritätdes der flüssigen Matrix in einem luftleeren Raum Kammer. 7 , 8
S. Oneidensis MR-1 mutiert auszudrücken, grüne Fluoreszenz-Protein (GFP) wurde gewählt, als Modellorganismus für dieser Biofilm Verfahren Abbildung aufgrund seiner metabolischen Vielseitigkeit und gemeinsame Nutzung in Umwelt- und angewandte Mikrobiologie, basiert stark auf seine einzigartige Fähigkeit zur Verringerung der Metall und extrazelluläre Elektronentransfer. 9 , 10 , 11 darüber hinaus ermöglichte das Vorhandensein von GFP einfach kontinuierliche Biofilm-Dicke Überwachung durch Fluoreszenz-Mikroskopie, mithilfe eines Filters Fluorescein erfolgt (FITC). Unsere frühere Studien haben Hinweise auf diese Bakterien begünstigt Anlage zum Fenster SiN mit in Operando Fluoreszenz-Bildgebung für Biofilm Wachstum bis zu einer Dicke von bis zu hundert Mikrometern gezeigt. 4 , 12 während dieses Papier nur die Bestätigung der Biofilm Präsenz durch Fluoreszenzmikroskopie besprechen, die SALVI ist kompatibel mit anderen optischen bildgebenden Verfahren wie Höchstauflösung Fluoreszenz-Bildgebung (d. h. die strukturierte Beleuchtung Mikroskopie (SIM)9) und konfokale Laser-scanning-Mikroskopie (CLSM) imaging-4). Optische Bildgebung kann dienen zur Messung der Dicke von Biofilm und ein 3D-Bild der Form des Biofilms erhalten, wie es scheint, seine Stärke und seine Verbundenheit mit der Sünde-Fenster bestätigt. 9 während GLP diente in der SIMS-Analyse, S. Oneidensis , ohne GFP diente für die Wachstumskurve, als diese nur erforderliche Messung der optischen Dichte und Fluoreszenz-Bildgebung nicht erforderlich. In der Regel die Differenz zwischen der GFP markiert und untagged Arten in der Wachstumskurve ist bedeutungslos. Darüber hinaus während dieses Protokoll S. Oneidensis MR-1 GFP als Modellorganismus verwendet, um das Verfahren zu beschreiben, ist dieses Verfahren für jeden Bakterienstamm ausgelegt, die für den Anbau in SALVI erforderlich sein kann. Obwohl Wissen der bakteriellen Belastung benötigt gegeben, müssen einige Bedingungen wie Zeit, Temperatur und Sauerstoff-Umgebung den Bakterienstamm zu verwendende angepasst werden. Wachstumsmedium verwendet dieses Verfahren "Nanodrähte" Mittel, tryptic Soy Bouillon (TSB) ohne Traubenzucker und tryptic Soy Agar (TSA) ohne Traubenzucker zur Kultivierung. Die Zusammensetzung des "Nanodrähte" Medium speziell formuliert für das Wachstum und für die Überwachung von Erweiterungen der Membran und Periplasma S. Oneidensis , die angezeigt werden, nehmen die Form von kleinen Drähten und die mittlere Zusammensetzung wurde in früheren Untersuchungen niedergelassen. 13 , 14
Unsere vorherigen Protokoll auf in Situ illustrierte flüssige ToF-SIMS nutzen SALVI für Protein Immobilisierung und Verbundenheit mit der Sünde, sowie ein detailliertes Protokoll auf ToF-SIMS Analyse und Datenreduktion zu bieten hat. 12 statt Daten Reduzierung Schritte wiederholen, wird dieses Papier dienen sich stattdessen auf den einzigartigen Ansatz der Einrichtung und Pflege von Biofilmen innerhalb unserer SALVI Microchannel sowie die bildgebenden Schritte zur Erkennung von Biofilm Präsenz und Stärke vor ToF-SIMS-Analyse. Während Biofilme zuvor begrenzt worden, haben nur getrocknet Proben innerhalb der Kammer Vakuum-basierten analytische Oberflächentechniken, detaillierte EPS und Biofilm chemische Zuordnung von Biofilmen Leben jetzt in Situ durch diese neue Funktion erhalten.

<table><tbody><tr><td>ToF-SIMS</td><td>IONTOF</td><td>TOF. SIMS 5</td><td>Auflösung: >10.000 m/&Delta; m für Massenauflösung; >4.000 m/&Delta; m für High Spatial</td></tr><tr><td>Resolution System for Analysis at the Liquid Vacuum Interface (SALVI)</td><td>Pacific Northwest National Laboratory</td><td>N/A</td><td>SALVI ist ein einzigartiges, in sich geschlossenes, tragbares Analysewerkzeug, das es zum ersten Mal vakuumbasierten wissenschaftlichen Instrumenten wie der Flugzeit-Sekundärionen-Massenspektrometrie (ToF-SIMS) ermöglicht, flüssige Oberflächen in ihrem natürlichen Zustand auf molekularer Ebene zu analysieren.</td></tr><tr><td>-80 Grad; C Gefrierschrank</td><td>New Brunswick Scientific</td><td>N/A</td><td>U410 Premium Energy Efficient Ultra-Tiefkühlschrank</td></tr><tr><td>4&Grad; C Kühlschrank</td><td>BioCold Scientific</td><td>N/A</td><td>COLDBOX1</td></tr><tr><td>Orbitalschüttler</td><td>New Brunswick Scientific</td><td>N/A</td><td>Innova 4900 Mehrstufiger Umweltschüttler, eingestellt auf 30 Grad Celsius für die Kultivierung von Serumflaschen und -kolben, eingestellt auf 150 U/min.</td></tr><tr><td>Spritzenpumpe</td><td>Cole-Parmer</td><td>EW-74905-02</td><td>Cole-Parmer Spritzenpumpe, nur Infusion, Touchscreen-Steuerung 74905-02, zur Injektion von Flüssigkeit in das Schlauchsystem und SALVI bei konstanter Durchflussrate.</td></tr><tr><td>Inkubator</td><td>Barnstead International</td><td>LT1465X3</td><td>Lab-Line Inkubator, eingestellt auf 30 Grad Celsius für die Plattenkultur.</td></tr><tr><td>Autoklav</td><td>Getinge</td><td>533LS</td><td>Wird zur Sterilisation von PEEK-Fittings, Schlauchsystemen, Serumfläschchen und Medien verwendet. Modell 533LS Vakuum-Dampfsterilisator-Spektralphotometer</td></tr><tr><td></td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>4001-000</td><td>GENESYS 20 Spektralphotometer für OD600-Messwerte von Küvetten für Wachstumskurven.</td></tr><tr><td>Biologische Sicherheitswerkbank</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>1385</td><td>1300 Serie AZ Biologische Sicherheitswerkbank</td></tr><tr><td>Fluoreszenzmikroskop</td><td>Nikon</td><td>N/A</td><td>Nikon OPTIPHOT-2 Fluoreszenzmikroskop mit Kamera und Netzteil für Superhochdruck-Quecksilberlampe.</td></tr><tr><td>pH-Messgerät</td><td>Mettler Toledo</td><td>51302803</td><td>Wird verwendet, um den pH-Wert des " Nanodrähte" medium nach Fertigstellung und vor dem Autoklavieren.</td></tr><tr><td>PEEK Union</td><td>Valco</td><td>ZU1TPK</td><td>Zum Verbinden des Ein- und Auslasses von SALVI, der Spritze mit dem Schlauchsystem und des Einlasses des SALVI mit der Tropfkammer des Schlauchsystems.</td></tr><tr><td>5 Achsen Probentisch</td><td>IONTOF</td><td>N/A</td><td>Tisch ist ein Eigenbau für die Montage von SALVI in ToF-SIMS.</td></tr><tr><td>Barnstead Nanoreines Wasseraufbereitungssystem</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>D11921</td><td>ROpure LP Umkehrosmose-Filtrationsmodul (D2716)</td></tr><tr><td>Pipette</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>21-377-821</td><td>Bereich: 100 bis 1.000 & Mikro;L.</td></tr><tr><td>Pipettenspitze</td><td>Neptune</td><td>2112.96.BS</td><td>1.000 & micro; L Pipettenspitzen</td></tr><tr><td>Rasierklingengriff</td><td>Stanley</td><td>N/A</td><td>Stanley Bostitch Rasierklingenschaber mit 5 einschneidigen Klingen, zum Schneiden von PTFE-Schläuchen</td></tr><tr><td>Spritze</td><td>BD</td><td>309659</td><td>1 mL</td></tr><tr><td>Spritze</td><td>BD</td><td>309657</td><td>3 mL</td></tr><tr><td>Spritze</td><td>BD</td><td>309646</td><td>5 mL; Wird für die Herstellung der Tropfkammer</td></tr><tr><td>verwendet Spritze</td><td>BD</td><td>309604</td><td>10 mL</td></tr><tr><td>Spritze</td><td>BD</td><td>302830</td><td>20 mL</td></tr><tr><td>Einwegpipette</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>13-678-11</td><td>25 mL Fisherbrand&trade; Sterile serologische Einwegpipetten aus Polystyrol mit Lupenstreifen, zum Befüllen von Serumflaschen.</td></tr><tr><td>Elektrischer Pipettenfüller</td><td>Pipetenhilfe</td><td>P-57260</td><td>Elektrischer servologischer Pipettenfüller mit Vakuumdruck</td></tr><tr><td>Serumflasche</td><td>Sigma</td><td>33109-U</td><td>Fasst ca. 69 ml Flüssigkeit für das Kulturwachstum, optimal für die Verwendung von 20 ml Kultur pro Flasche.</td></tr><tr><td>Anaerober Kulturschlauch</td><td>VWR</td><td>89167-178</td><td>Anaerober Schlauch, 18 x 150 mm, Lieferung mit 20 mm blauem Butylkautschukstopfen und Aluminiumdichtung.</td></tr><tr><td>Gummistopfen</td><td>Sigma</td><td>27235-U</td><td>Silikonstopfen, der zum Verschließen von Serumflaschen und zum Erstellen des Schlauchsystems/der Tropfkammer verwendet wird.</td></tr><tr><td>Aluminium-Bördeldichtung (ohne Septum)</td><td>Sigma</td><td>27227-U</td><td>Aluminiumdichtung für die Oberseite der Serumflasche zur Verwendung mit der Serumflaschen-Crimpzange.</td></tr><tr><td>Serum Bottle Aluminium-Dichtungs-Crimpzange</td><td>Wheaton</td><td>224307</td><td>30 mm Crimpzange mit Standard-Dichtung.</td></tr><tr><td>PTFE-Schlauch</td><td>Supelco</td><td>58697-U</td><td>1,58 mm AD x 0,5 mm ID 50 ft. PTFE-Teflonschlauch, der zur Herstellung des Schlauchsystems verwendet wird.</td></tr><tr><td>Einweg-Küvetten</td><td>GMBH</td><td>759085D</td><td>1,5 Ml zur Verwendung mit Spektralphotometern.</td></tr><tr><td>Nadel</td><td>BD</td><td>303015</td><td>22G; wird für die Injektion von Serumflaschen verwendet.</td></tr><tr><td>Nadel</td><td>BD</td><td>305120</td><td>23G; wird zum Durchstanzen des Gummistopfens verwendet, um ein Tropfschlauchsystem zu erstellen.</td></tr><tr><td>Shewanella oneidensis MR-1 mit GFP</td><td>N/A</td><td>N/A</td><td>Matthysse AG, Stretton S, Dandie C, McClure NC, & Goodman AE (1996) Konstruktion von GFP-Vektoren zur Verwendung bei anderen gramnegativen Bakterien als Escherichia coli. 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Scientific</td><td>S271-3</td><td>Verwendet für " Nanodrähte" und zur Herstellung einer mineralischen Lösung verwendet, die für " Nanodrähte" mittel {Hill, E.A. 2007}</td></tr><tr><td>Natriumlactat</td><td>Sigma</td><td>L-1375</td><td>60%(w/w) Sirup @ 98% rein, d=1,3 g/mL, 7M, verwendet für " Nanodrähte" medium {Hill, E.A. 2007}</td></tr><tr><td>Natriumbicarbonat</td><td>Sigma</td><td>S-5761</td><td>Wird zur Herstellung von Eisen(III)-NTA-Lösung verwendet, verwendet für " Nanodrähte" medium {Hill, E.A. 2007}</td></tr><tr><td>Nitrilotriacetic Acid Trisodium Salt</td><td>Sigma</td><td>N-0253</td><td>Wird zur Herstellung von Eisen(III)-NTA-Lösung verwendet, verwendet für " Nanodrähte" mittel {Hill, E.A. 2007}</td></tr><tr><td>Eisen (III)-chlorid</td><td>Sigma</td><td>451649</td><td>Wird zur Herstellung von Eisen(III)- NTA-Lösung verwendet, verwendet für " Nanodrähte" mittel {Hill, E.A. 2007}</td></tr><tr><td>Magnesiumsulfat</td><td>Sigma</td><td>208094</td><td>Wird zur Herstellung von Mineralien verwendet, verwendet für " Nanodrähte" mittel {Hill, E.A. 2007}</td></tr><tr><td>Mangan (II)-sulfat-Monohydrat</td><td>Sigma</td><td>M-7634</td><td>Wird zur Herstellung von Mineralien verwendet Lösung, verwendet für " Nanodrähte" mittel {Hill, E.A. 2007}</td></tr><tr><td>Eisen(II)-sulfat-Heptahydrat</td><td>Sigma</td><td>215422</td><td>Wird zur Herstellung von Mineralien verwendet, verwendet für " Nanodrähte" mittel {Hill, E.A. 2007}</td></tr><tr><td>Calciumchlorid-Dihydrat</td><td>Sigma</td><td>223506</td><td>Wird zur Herstellung von Mineralien verwendet, verwendet für " Nanodrähte" mittel {Hill, E.A. 2007}</td></tr><tr><td>Kobalt(II)-chlorid</td><td>Sigma</td><td>60818</td><td>Wird zur Herstellung von Mineralien verwendet, verwendet für " Nanodrähte" mittel {Hill, E.A. 2007}</td></tr><tr><td>Zinkchlorid</td><td>Sigma</td><td>229997</td><td>Wird zur Herstellung von Mineralien verwendet, verwendet für " Nanodrähte" mittel {Hill, E.A. 2007}</td></tr><tr><td>Kupfer(II)-sulfat-Pentahydrat</td><td>Sigma</td><td>C-8027</td><td>Wird zur Herstellung von Mineralien verwendet Lösung, verwendet für " Nanodrähte" mittel {Hill, E.A. 2007}</td></tr><tr><td>Aluminium-Kaliumsulfat-Dodecahydrat</td><td>Sigma 237086</td><td></td><td>Wird zur Herstellung von Mineralien verwendet, verwendet für " Nanodrähte" mittel {Hill, E.A. 2007}</td></tr><tr><td>Borsäure</td><td>Sigma</td><td>B-6768</td><td>Wird zur Herstellung von Mineralien verwendet, verwendet für " Nanodrähte" medium {Hill, E.A. 2007}</td></tr><tr><td>Natriummolybdatdihydrat</td><td>Sigma</td><td>331058</td><td>Wird zur Herstellung von Mineralien verwendet, verwendet für " Nanodrähte" mittel {Hill, E.A. 2007}</td></tr><tr><td>Nickel(II)-chlorid</td><td>Sigma</td><td>339350</td><td>Wird zur Herstellung von Mineralien verwendet, verwendet für " Nanodrähte" mittel {Hill, E.A. 2007}</td></tr><tr><td>Natriumwolframat-Dihydrat</td><td>Sigma</td><td>14304</td><td>Wird zur Herstellung von Mineralien verwendet, verwendet für " Nanodrähte" medium {Hill, E.A. 2007}</td></tr><tr><td>D-Biotin</td><td>Sigma</td><td>47868</td><td>Wird zur Herstellung von Vitaminlösung verwendet, verwendet für " Nanodrähte" mittel {Hill, E.A. 2007}</td></tr><tr><td>Folsäure</td><td>Sigma</td><td>F-7876</td><td>Wird zur Herstellung von Vitaminlösung verwendet, verwendet für " Nanodrähte" mittel {Hill, E.A. 2007}</td></tr><tr><td>Pyridoxinhydrochlorid</td><td>Sigma</td><td>P-9755</td><td>Wird zur Herstellung von Vitaminlösung verwendet, verwendet für " Nanodrähte" medium {Hill, E.A. 2007}</td></tr><tr><td>Riboflavin (B2)</td><td>Sigma</td><td>47861</td><td>Wird zur Herstellung von Vitaminlösung verwendet, verwendet für " Nanodrähte" mittel {Hill, E.A. 2007}</td></tr><tr><td>Thiaminhydrochlorid</td><td>Sigma</td><td>T-4625</td><td>Wird zur Herstellung von Vitaminlösung verwendet, verwendet für " Nanodrähte" mittel {Hill, E.A. 2007}</td></tr><tr><td>Nikotinsäure</td><td>Sigma</td><td>N4126</td><td>Wird zur Herstellung von Vitaminlösung verwendet, verwendet für " Nanodrähte" medium {Hill, E.A. 2007}</td></tr><tr><td>D-Pantothensäure Hemicalciumsalz</td><td>Sigma</td><td>21210</td><td>Wird zur Herstellung von Vitaminlösung verwendet, verwendet für " Nanodrähte" mittel {Hill, E.A. 2007}</td></tr><tr><td>Vitamin B12</td><td>Sigma</td><td>V-2876</td><td>Wird zur Herstellung von Vitaminlösung verwendet, verwendet für " Nanodrähte" mittel {Hill, E.A. 2007}</td></tr><tr><td>4-Aminobenzoesäure</td><td>Sigma</td><td>A-9878</td><td>Wird zur Herstellung von Vitaminlösung verwendet, verwendet für " Nanodrähte" mittel {Hill, E.A. 2007}</td></tr><tr><td>Thioctsäure</td><td>Sigma</td><td>T-1395</td><td>Wird zur Herstellung von Vitaminlösung verwendet, verwendet für " Nanodrähte" mittel {Hill, E.A. 2007}</td></tr></tbody></table>

in situ charakterisierung von shewanella oneidensis mr1 biofilmen von salvi und tof-sims

In Situ Characterization of Shewanella oneidensis MR1 Biofilms by SALVI and ToF-SIMS

Bakterielle Biofilme sind Oberfläche-assoziierte Gemeinschaften, die stark untersucht werden, um ihre selbst produzierten extrazellulären Polymeren Substanzen (EPS) und ihre Rolle im Umweltmikrobiologie zu verstehen. Diese Studie beschreibt eine Methode zum Biofilm Bindung an das System für die Analyse bei flüssigen Vakuum Schnittstelle (SALVI) zu kultivieren und in Situ chemische Zuordnung der lebende Biofilm durch Time-of-Flight secondary Ion mass Spectrometry (ToF-SIMS) zu erreichen. Dies geschieht durch die Kultivierung von Bakterien sowohl außerhalb als auch innerhalb des Kanals SALVI mit unseren spezialisierten Einrichtung sowie durch optische bildgebende Verfahren zur Erkennung von Biofilm Präsenz und Stärke vor der ToF-SIMS-Analyse. Unsere Ergebnisse zeigen die charakteristischen Gipfel des Biofilms Shewanella in seinem Naturzustand hydratisiert dehydriert Hervorhebung auf seine lokalisierte Wasser-Cluster-Umgebung, sowie EPS Fragmente, die sich drastisch von des gleichen Biofilms unterscheiden Zustand. Diese Ergebnisse zeigen die Durchbruch-Fähigkeit von SALVI, der in Situ Biofilm Bildgebung mit einem Vakuum-basierten chemischen Bildgebung Instrument ermöglicht.

Diese repräsentative Ergebnisse dienen, wie das chemische Profil des angehängten Biofilms kann erkannt und interpretiert, zu zeigen, wie durch ToF-SIMS erhalten. Nach dem Plotten Massenspektren von ToF-SIMS Datenerfassung, kurz im Abschnitt "Vorgehensweise" hervorgehoben sollte Peak Identifikation durchgeführt werden, um Identitäten zu jeder jeweiligen m/Z-Wert zuweisen. Dies kann erfolgen durch umfangreiche Literaturrecherche auf Massenspektrometrie auf Bakterien und bestimmte chemische ...

Dieser Artikel stellt eine Methode für den Anbau eines Biofilms für in Situ Time-of-Flight secondary Ion Massenspektrometrie für chemische Zuordnung im hydratisierten Zustand durch einen mikrofluidischen Reaktor, System zur Analyse an der flüssigen Vakuum-Schnittstelle aktiviert. Die Shewanella Oneidensis MR-1 mit grünen Fluoreszenz-Protein wurde als Modell verwendet.

In Situ Charakterisierung von Shewanella Oneidensis MR1 Biofilmen von SALVI und ToF-SIMS

Bacterial biofilms are surface-associated communities that are vastly studied to understand their self-produced extracellular polymeric substances (EPS) ...

Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens besteht darin, Bakterien im System an der Flüssigkeits-Vakuum-Grenzfläche, oder SALVI, anzuzüchten, um anschließend mittels vakuumbasierter Verfahren wie der Flugzeit-Sekundärionen-Massenspektrometrie die Biofilme in ihrem natürlichen hydratisierten Zustand abzubilden. Wir stellen eine Methode vor, die dabei hilft, zentrale Fragen der Umweltmikrobiologie zu beantworten, indem die chemisch-räumliche Verteilung lebender Biofilme mittels bildgebender Massenspektrometrie wie SIMS sichtbar gemacht wird. Der entscheidende Vorteil dieser Technik liegt darin, dass wir lebende Biofilme direkt in ein Massenspektrometer und viele andere analytische Plattformen einbringen können, um multiplexe Messungen zu erhalten.Obwohl in diesem Video Shewanella oneidensis verwendet wird, kann diese Methode auch für anaerobe Kammern zur Biofilmbildung angewendet werden. Letzteres erfordert ein strenger kontrolliertes Wachstumsumfeld. Eine visuelle Demonstration dieser Methode ist entscheidend, da die Schritte zum Aufbau der Schlauchanordnung schwer zu erlernen sind.Bei der Übertragung in den Sicherheitswerkbank ist eine gezielte Platzierung der Schläuche und besonder

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Research

Forschung

JoVE Journal

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Chemie

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In Situ Charakterisierung von Shewanella Oneidensis MR1 Biofilmen von SALVI und ToF-SIMS

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