Name: Un dispositivo milifluido de cultivo continuo para el estudio de Escherichia coli bajo condiciones de nutrientes bajos y fluctuantes (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2026-07-07T13:05:00.000+00:00
Duration: 6 min 22 s
Description: Aprende a usar el dispositivo milifluidico de cultivo continuo (MCCD) para estudiar el crecimiento de Escherichia coli bajo condiciones de nutrientes bajos y fluctuantes. Este método permite analizar la fisiología bacteriana en entornos que imitan hábitats naturales.

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<ol><li>Stocker, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Marine+microbes+see+a+sea+of+gradients%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Marine microbes see a sea of gradients.</a> Science. 338 (6107), 628-633 (2012).</li>
<li>Vorholt, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microbial+life+in+the+phyllosphere%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Rev+Microbiol%22%5BJournal%5D)">Microbial life in the phyllosphere.</a> Nat Rev Microbiol. 10 (12), 828-840 (2012).</li>
<li>Or, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Physical+constraints+affecting+bacterial+habitats+and+activity+in+unsaturated+porous+media%3A+a+review%5BTitle%5D)+AND+%22Adv+Water+Resour%22%5BJournal%5D)">Physical constraints affecting bacterial habitats and activity in unsaturated porous media: a review.</a> Adv Water Resour. 30 (6–7), 1505-1527 (2007).</li>
<li>Nguyen, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Environmental+fluctuations+and+their+effects+on+microbial+communities%2C+populations+and+individuals%5BTitle%5D)+AND+%22FEMS+Microbiol+Rev%22%5BJournal%5D)">Environmental fluctuations and their effects on microbial communities, populations and individuals.</a> FEMS Microbiol Rev. 45 (1), (2021).</li>
<li>Moore, C. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Processes+and+patterns+of+oceanic+nutrient+limitation%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Geosci%22%5BJournal%5D)">Processes and patterns of oceanic nutrient limitation.</a> Nat Geosci. 6 (9), 701-710 (2013).</li>
<li>Doranga, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nutrition+of+Escherichia+coli+within+the+intestinal+microbiome%5BTitle%5D)+AND+%22EcoSal+Plus%22%5BJournal%5D)">Nutrition of Escherichia coli within the intestinal microbiome.</a> EcoSal Plus. 12 (1), eesp-0006(2024).</li>
<li>Rodríguez-Verdugo, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+rate+of+environmental+fluctuations+shapes+ecological+dynamics+in+a+two-species+microbial+system%5BTitle%5D)+AND+%22Ecol+Lett%22%5BJournal%5D)">The rate of environmental fluctuations shapes ecological dynamics in a two-species microbial system.</a> Ecol Lett. 22 (5), 838-846 (2019).</li>
<li>Thaiss, C. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transkingdom+control+of+microbiota+diurnal+oscillations+promotes+metabolic+homeostasis%5BTitle%5D)+AND+%22Cell%22%5BJournal%5D)">Transkingdom control of microbiota diurnal oscillations promotes metabolic homeostasis.</a> Cell. 159 (3), 514-529 (2014).</li>
<li>Kearney, S. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Orthogonal+dietary+niche+enables+reversible+engraftment+of+a+gut+bacterial+commensal%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Rep%22%5BJournal%5D)">Orthogonal dietary niche enables reversible engraftment of a gut bacterial commensal.</a> Cell Rep. 24 (7), 1842-1851 (2018).</li>
<li>Elena, S. F., Lenski, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evolution+experiments+with+microorganisms%3A+the+dynamics+and+genetic+bases+of+adaptation%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Rev+Genet%22%5BJournal%5D)">Evolution experiments with microorganisms: the dynamics and genetic bases of adaptation.</a> Nat Rev Genet. 4 (6), 457-469 (2003).</li>
<li>Beaumont, H. J. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Experimental+evolution+of+bet+hedging%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Experimental evolution of bet hedging.</a> Nature. 462 (7269), 90-93 (2009).</li>
<li>Schaechter, M., Maaloe, O., Kjeldgaard, N. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dependency+on+medium+and+temperature+of+cell+size+and+chemical+composition+during+balanced+growth+of+Salmonella+typhimurium%5BTitle%5D)+AND+%22J+Gen+Microbiol%22%5BJournal%5D)">Dependency on medium and temperature of cell size and chemical composition during balanced growth of Salmonella typhimurium.</a> J Gen Microbiol. 19 (3), 592-606 (1958).</li>
<li>Ballesta, J. P. G., Schaechter, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+shift-down+and+growth+inhibition+on+phospholipid+metabolism+of+Escherichia+coli%5BTitle%5D)+AND+%22J+Bacteriol%22%5BJournal%5D)">Effect of shift-down and growth inhibition on phospholipid metabolism of Escherichia coli.</a> J Bacteriol. 107 (1), 251-258 (1971).</li>
<li>Nguyen, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+distinct+growth+physiology+enhances+bacterial+growth+under+rapid+nutrient+fluctuations%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Commun%22%5BJournal%5D)">A distinct growth physiology enhances bacterial growth under rapid nutrient fluctuations.</a> Nat Commun. 12 (1), (2021).</li>
<li>Novick, A., Szilard, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Description+of+the+chemostat%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Description of the chemostat.</a> Science. 112 (2920), 715-716 (1950).</li>
<li>Egli, T., Lendenmann, U., Snozzi, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Kinetics+of+microbial+growth+with+mixtures+of+carbon+sources%5BTitle%5D)+AND+%22Antonie+Van+Leeuwenhoek%22%5BJournal%5D)">Kinetics of microbial growth with mixtures of carbon sources.</a> Antonie Van Leeuwenhoek. 63 (3-4), 289-298 (1993).</li>
<li>Lendenmann, U., Snozzi, M., Egli, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Kinetics+of+the+simultaneous+utilization+of+sugar+mixtures+by+Escherichia+coli+in+continuous+culture%5BTitle%5D)+AND+%22Appl+Environ+Microbiol%22%5BJournal%5D)">Kinetics of the simultaneous utilization of sugar mixtures by Escherichia coli in continuous culture.</a> Appl Environ Microbiol. 62 (5), 1493-1499 (1996).</li>
<li>Tappe, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cultivation+of+nitrifying+bacteria+in+the+retentostat%2C+a+simple+fermenter+with+internal+biomass+retention%5BTitle%5D)+AND+%22FEMS+Microbiol+Ecol%22%5BJournal%5D)">Cultivation of nitrifying bacteria in the retentostat, a simple fermenter with internal biomass retention.</a> FEMS Microbiol Ecol. 19 (1), 47-52 (1996).</li>
<li>Neidhardt, F. C., Bloch, P. L., Smith, D. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Culture+medium+for+enterobacteria%5BTitle%5D)+AND+%22J+Bacteriol%22%5BJournal%5D)">Culture medium for enterobacteria.</a> J Bacteriol. 119 (3), 736-747 (1974).</li>
<li>Controlling a solenoid valve with Arduino. , Available from: 
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<li>Egli, T. The Ecological and Physiological Significance of the Growth of Heterotrophic Microorganisms with Mixtures of Substrates. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aEgli%2C+T+%22Advances+in+Microbial+Ecology%22">Advances in Microbial Ecology</a>. , Plenum Press. New York. (1995).</li>
<li>Koch, A. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Oligotrophs+versus+copiotrophs%5BTitle%5D)+AND+%22BioEssays%22%5BJournal%5D)">Oligotrophs versus copiotrophs.</a> BioEssays. 23 (7), 657-661 (2001).</li>
<li>Muenster, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Concentrations+and+fluxes+of+organic+carbon+substrates+in+the+aquatic+environment%5BTitle%5D)+AND+%22Antonie+Van+Leeuwenhoek%22%5BJournal%5D)">Concentrations and fluxes of organic carbon substrates in the aquatic environment.</a> Antonie Van Leeuwenhoek. 63 (3-4), 243-274 (1993).</li>
<li>Murugan, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Roadmap+on+biology+in+time+varying+environments%5BTitle%5D)+AND+%22Phys+Biol%22%5BJournal%5D)">Roadmap on biology in time varying environments.</a> Phys Biol. 18 (4), (2021).</li>
<li>Cox, C. D., Bavi, N., Martinac, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bacterial+mechanosensors%5BTitle%5D)+AND+%22Annu+Rev+Physiol%22%5BJournal%5D)">Bacterial mechanosensors.</a> Annu Rev Physiol. 80 (1), 71-93 (2018).</li>
</ol>

<table><tbody><tr><td>1K Ohm Resistor</td><td>BC Robotics</td><td>ELC-021</td><td>Potencia nominal: 1/6 W</td></tr><tr><td>1N4001 Diode</td><td>BC Robotics</td><td>ELC-001</td><td>Voltaje inverso de CC: 50 V; Corriente rectificada media: 1 A</td></tr><tr><td>Tubo peristáltico de silicona curado con platino de 3 paradas</td><td>Innofluid</td><td>SE-TUB-SIL-SSS-2.4*0.8</td><td>Diámetro interior 0,8 mm; diámetro exterior 2,4 mm; compatible con la bomba peristáltica utilizada</td></tr><tr><td>Válvulas solenoides de 3 vías</td><td>Emerson Electric Co.&nbsp;</td><td>0055A301L0T00F3</td><td>12 V CC, 1 W</td></tr><tr><td>Hoja de aluminio</td><td></td><td></td><td>Adecuación para autoclavado</td></tr><tr><td>Arduino Uno Rev4</td><td>Arduino</td><td>SKU&nbsp;ABX00173</td><td></td></tr><tr><td>Autoclave</td><td>Systec</td><td>D-200</td><td>O de una empresa diferente</td></tr><tr><td>Tapón de cierre con tres puertos &ndash; para botellas de 1 y 2 L</td><td>Nalgene</td><td>2162-0531</td><td>O de una empresa diferente (asegúrese de que se ajusten a las botellas seleccionadas)</td></tr><tr><td>Tapón de cierre con tres puertos &ndash; para botella de 4 L</td><td>Nalgene</td><td>2162-0830</td><td>O de una empresa diferente (asegúrese de que se ajusten a las botellas seleccionadas)</td></tr><tr><td>Medidor de densidad celular CO8000</td><td>WPA biowave</td><td></td><td>Medidor de OD</td></tr><tr><td>Centrífuga</td><td>Eppendorf</td><td>5804R</td><td>Centrífuga que se ajusta a tubos Falcon de 50 mL</td></tr><tr><td>Centrífuga</td><td>Eppendorf</td><td>5424R</td><td>Centrífuga que se ajusta a tubos eppendorf de 1,5 y 2 mL</td></tr><tr><td>Tubo de centrífuga cónico - 50 mL</td><td>Fischer Scientific</td><td>10788561</td><td>Tubo Falcon</td></tr><tr><td>Tubos de cultivo (14 mL, estériles)</td><td>Greiner bio-one</td><td></td><td>Tubos de cultivo</td></tr><tr><td>Etanol</td><td>Sigma Aldrich</td><td>493511</td><td>Diluido al 70%</td></tr><tr><td>Citómetro de flujo</td><td>Beckman</td><td>C09756</td><td>CYTOFlex</td></tr><tr><td>Glutaraldehído 25%</td><td>Sigma Aldrich</td><td>G5882</td><td>O de una empresa diferente</td></tr><tr><td>Cilindro graduado - 500 mL</td><td>Nalgene</td><td>3662-0500&nbsp;</td><td>O de una empresa diferente</td></tr><tr><td>Caja de incubador</td><td></td><td></td><td>Caja de incubador personalizada &ndash; contacte con los autores correspondientes para obtener detalles de construcción</td></tr><tr><td>Bomba peristáltica inteligente LabV1 de bajo caudal</td><td>Innofluid</td><td>SE-LABV1-AMC12(10)</td><td>Disponible en Darwin Microfluidics</td></tr><tr><td>Adaptador macho Luer a rosca</td><td>Aldrich</td><td>Z277142</td><td>Adaptador macho Luer a rosca compatible con tubos de 0,8 mm de DI (ver Figura 1C)</td></tr><tr><td>Adaptador macho Luer a rosca</td><td>Aldrich</td><td>Z277142</td><td>Se utiliza para conectar la válvula solenoide a la "tubo de entrada" (ver Figura 1D)</td></tr><tr><td>Matlab</td><td>Mathworks</td><td>R2022b o posterior</td><td>Software para ejecutar el software personalizado para las válvulas solenoides</td></tr><tr><td>Kit de medio definido MOPS EZ Rich</td><td>Teknova</td><td>M2105</td><td>Medio MOPS para Enterobacteria</td></tr><tr><td>Válvula de retención Luer unidireccional</td><td>Masterflex</td><td>30505-92</td><td>Evita el reflujo hacia los depósitos de medio</td></tr><tr><td>Cortador de tubos - 0-37 mm</td><td>KS Tools</td><td>2222051</td><td>O de una empresa diferente</td></tr><tr><td>Juego de pipetas</td><td>Fisher Scientific</td><td>05-403-151</td><td>O de una empresa diferente</td></tr><tr><td>Tubo de silicona curado con platino - 1/16 pulg</td><td>Nalgene</td><td>8060-0020</td><td>Diámetro interior 1/16 pulg (1,6 mm); se utiliza para experimentos con fluctuación de nutrientes</td></tr><tr><td>Tubo de silicona curado con platino - 1/8 pulg</td><td>Nalgene</td><td>8060-0030</td><td>Diámetro interior 1/8 pulg (3,2 mm); se utiliza para experimentos con fluctuación de nutrientes</td></tr><tr><td>Botella de copolímero de polipropileno - 1 L&nbsp;</td><td>Nalgene</td><td>2126-1000</td><td>O de una empresa diferente</td></tr><tr><td>Botella de copolímero de polipropileno - 2 L</td><td>Nalgene</td><td>2126-2000</td><td>O de una empresa diferente</td></tr><tr><td>Botella de copolímero de polipropileno - 4 L</td><td>Nalgene</td><td>2126-4000</td><td>O de una empresa diferente</td></tr><tr><td>Pipeta serológia - 5 mL</td><td>Corning</td><td>CLS4487</td><td>O de una empresa diferente</td></tr><tr><td>Protoboard sin soldar</td><td>BC Robotics</td><td>PROTO-001</td><td></td></tr><tr><td>Filtro Sterivex-HV - 0,45 &micro;m PVDF</td><td>Millipore</td><td>SVHV01015</td><td></td></tr><tr><td>Tinte SYBR Green I para gel de ácidos nucleicos</td><td>Invitrogen</td><td>S7563</td><td>Tinte de ácidos nucleicos para recuento de células en citómetro de flujo</td></tr><tr><td>Transistor Darlington TIP120</td><td>BC Robotics</td><td>TRN-005</td><td></td></tr><tr><td>Tubos - 1,5 mL</td><td>Eppendorf</td><td>3810X</td><td>Tubos para centrifugar cultivos celulares y almacenar sedimentos</td></tr><tr><td>Filtro de ventilación</td><td>Millex</td><td>SLFG05000</td><td>Filtro de ventilación hidrófobo de 0,2 &micro;m</td></tr><tr><td>Recipiente de residuos</td><td></td><td></td><td>La capacidad de volumen debe ser al menos el volumen total de medio que se utilizará en el experimento</td></tr></tbody></table>

un dispositivo milifluido de cultivo continuo para el estudio de escherichia coli bajo condiciones de nutrientes bajos y fluctuantes

A Continuous Culture Millifluidic Device for the Study of Escherichia coli under Low and Fluctuating Nutrient Conditions

Un dispositivo milifluido de cultivo continuo para el estudio de Escherichia coli bajo condiciones de nutrientes bajos y fluctuantes

Microbial habitats in nature are often characterized by low concentrations of mixed nutrients, spatial heterogeneity, and temporal fluctuations. However, ...

a-continuous-culture-millifluidic-device-for-study-escherichia-coli

Research

Investigación

JoVE Journal

Biology

Biología

Este protocolo describe un co-cultivo de microfluidos modelo de cultivo simultáneo y localizada de células epiteliales y bacterias. Este modelo se puede utilizar para investigar el papel de las diferentes señales moleculares solubles en la patogénesis, así como la pantalla de la supuesta eficacia de cepas de bacterias probióticas.

Microfluidos Co-cultivo de células epiteliales y bacterias para la Investigación de la señal mediada Soluble Interacciones

Se presenta un método simple para producir los dispositivos de microfluidos capaces de aplicar similares condiciones dinámicas a múltiples cepas distintas, sin la necesidad de una sala limpia o litografía blanda.

Un dispositivo de microfluidos para el estudio de varias cepas distintas

Fuente: Pioli, R., et al., Patrón de microorganismos y micropartículas a través del ensamblaje secuencial asistido por capilaridad. J. Vis. Exp. (2021)Este video demuestra el método de capturar células individuales de Escherichia coli (E. coli) marcadas con fluorescencia en trampas microfluídicas utilizando una suspensión libre de carbono y un flujo controlado, seguido de la adición de nutrientes para desencadenar el crecimiento y las imágenes de fluorescencia de las microcolonias.

Patrones microfluídicos y seguimiento basado en fluorescencia del crecimiento bacteriano unicelular

Fuente: Jian, X. et. al., Cultivo microbiano automatizado y evolución adaptativa mediante el sistema de cultivo de microgotas microbianas (MMC). J. Vis. Exp. (2022)Este video demuestra el uso de una plataforma basada en gotas microfluídicas para el monitoreo en tiempo real del crecimiento bacteriano. Al generar gotas uniformes que contienen suspensiones bacterianas y guiarlas a través de una vía de detección, el sistema permite la medición óptica continua de la densidad celular para construir...

Monitoreo en tiempo real del crecimiento bacteriano mediante un sistema de cultivo de microgotas microfluídicas

Fuente: Cabeen, M. T., et al. Análisis microfluídico de célula única de Bacillus subtilis. J. Vis. Exp. (2018)El vídeo demuestra el uso de un dispositivo microfluídico para observar el crecimiento bacteriano a nivel de célula única. Muestra cómo las células bacterianas no móviles, confinadas en trincheras a microescala, son continuamente nutridas e imaginadas bajo un microscopio de fluorescencia. La configuración permite la visualización en tiempo real de la división celular y el seguimiento de...

Seguimiento del crecimiento bacteriano a resolución de célula única en un sistema microfluídico

En este protocolo se introduce la fabricación, configuración y operación básica de un biorreactor de picolitros microfluídico (PLBR) para el análisis de microorganismos procariotas de una sola célula. Se analizaron microorganismos de relevancia industrial como prueba de principio, lo que permitió conocer la tasa de crecimiento, la morfología y la heterogeneidad fenotípica durante ciertos períodos de tiempo, lo que difícilmente es posible con los métodos convencionales.

Biorreactor de picolitro microfluídico para análisis microbiano de una sola célula: fabricación, configuración del sistema y operación

Describimos un morbidostat configurable de bajo coste que permite la caracterización de la resistencia a los antibióticos mediante el ajuste dinámico de la concentración del fármaco. El dispositivo puede integrarse con una plataforma microfluídica multiplexada. El enfoque puede ampliarse para estudios de resistencia a antibióticos en laboratorio.

Diseño y Uso de un bajo coste, Automatizado Morbidostat para Adaptive Evolución de las bacterias a los antibióticos En la selección de fármacos

Se presenta un método para el análisis de microfluídica de linajes de células bacterianas individuales utilizando Bacillus subtilis como ejemplo. El método supera las deficiencias de los tradicionales métodos analíticos en Microbiología por lo que permite la observación de cientos de generaciones de celular bajo condiciones de crecimiento muy uniforme y controlable.

Sola célula microfluídicos análisis de Bacillus subtilis

En este artículo demostramos en proyección de imagen de gusanos individuales empleando un dispositivo de microfluidos personalizado. En el dispositivo, gusanos varios individualmente se limitan para separar compartimientos, lo que permite vigilancia longitudinal multiplexada de varios procesos biológicos.

Una plataforma de microfluidos para la proyección de imagen Longitudinal en Caenorhabditis elegans

Este trabajo presenta un método de microscopía que permite la toma de imágenes en vivo de una sola célula de Escherichia coli para el análisis y cuantificación del comportamiento estocástico de los circuitos genéticos sintéticos.

Medición continua del ruido biológico en Escherichia Coli mediante microscopía de lapso de tiempo

Este protocolo presenta un método para fabricar un chip microfluídico de doble capa y analizar el crecimiento microbiano bajo rápidas oscilaciones de oxígeno. El rendimiento del dispositivo se validó mediante la detección de oxígeno en canales de fluidos y el cultivo microbiano.

Creación de oscilaciones rápidas de oxígeno en el análisis de crecimiento microbiano de una sola célula utilizando un dispositivo microfluídico de doble capa

Aprende a usar el dispositivo milifluidico de cultivo continuo (MCCD) para estudiar el crecimiento de Escherichia coli bajo condiciones de nutrientes bajos y fluctuantes. Este método permite analizar la fisiología bacteriana en entornos que imitan hábitats naturales.

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