Surface de mesure potentielle de bactéries utilisant Kelvin Probe Force Microscopy

Résumé

Ici, nous présentons un protocole expliquant l’utilisation de la microscopie à force de sonde Kelvin comme outil pour générer des cartes de potentiel de surface à haute résolution à l’échelle nanométrique. Cet outil a été appliqué pour évaluer le rôle du potentiel de surface sur la capacité de liaison des microorganismes aux surfaces du substrat.

Résumé

potentiel de surface est une caractéristique physique souvent négligé qui joue un rôle dominant dans l'adhérence des micro-organismes à des surfaces de substrat. Kelvin microscopie à force de sonde (KPFM) est un module de microscopie à force atomique (AFM) qui permet de mesurer la différence de potentiel de contact entre les surfaces à l'échelle nanométrique. La combinaison de KPFM avec AFM permet la génération simultanée de potentiel de surface et des cartes topographiques d'échantillons biologiques telles que des cellules bactériennes. Ici, nous employons KPFM pour examiner les effets de potentiel de surface sur l'adhésion microbienne des surfaces médicalement pertinents, tels que l'acier inoxydable et or. Surface cartes potentiels ont révélé des différences de potentiel de surface pour les membranes microbiennes sur des substrats différents matériels. Un graphe étape hauteur a été généré pour montrer la différence de potentiel de surface à une zone frontière entre la surface du substrat et des micro-organismes. Les variations de potentiel de surface de la membrane cellulaire ont été liés au changements dans le métabolisme cellulaire et la motilité. Par conséquent, KPFM représente un outil puissant qui peut être utilisé pour examiner les changements de potentiel de surface de la membrane microbienne sur l'adhérence à diverses surfaces de substrat. Dans cette étude, nous démontrons la procédure pour caractériser le potentiel de surface des cellules individuelles de Staphylococcus aureus résistant à la méticilline USA100 sur l'acier inoxydable et l'or en utilisant KPFM.

Introduction

Les biofilms produites sur les surfaces de l'équipement et dans les plaies cutanées présentent un problème pour l'industrie médicale que les biofilms sont récalcitrantes à l'enlèvement et peuvent conduire à une augmentation des taux de transmission de la maladie et de la résistance aux antimicrobiens. L'attachement est la première étape dans la formation de biofilm et est l'étape la plus critique en raison de sa réversibilité ^3.1. caractéristiques de la surface du substrat jouent un rôle crucial sur l'attachement microbienne. On a montré que des facteurs tels que la dureté de surface, porosité, rugosité, et pour effectuer la fixatio....

Protocole

1. Préparation de la verrerie et des cultures

1. Avant de procéder à cette expérience, préparer la gélose au sang de mouton à 5% (SBA) des plaques pour la culture SARM. Incuber les plaques SBA pendant 24 heures à 37 ° C. Après ce temps, simples, des colonies bien isolées doivent être présents à être utilisé pour des inoculations ultérieures dans des milieux liquides. Magasin strié plaques SBA avec des colonies isolées à 4 ° C pendant 1 à 2 mois.
   REMARQUE: Les plaques de gélose au sang de mouton viennent dans les paquets déjà créés contenant entre 20 à 25 plaques sur la base du fabricant, et sont généralement constitués d'une base de gélose tryptica....

Résultats

La capacité de mesurer SP utilisant KPFM repose sur le principe que tant la surface de l'échantillon et la pointe de cantilever sont conducteurs dans une certaine mesure. Acier inoxydable et or ont agi comme des surfaces conductrices à laquelle SARM étaient attachés. KPFM images ont été prises de 15 cellules de SARM sur les deux faces avec 512 x 512 résolutions, et des zones de numérisation allant de 5 x 5 um à 10 um x 10. Balayage a été réalisé avec des vitesses de ligne allant de 0,02 lignes / s à 0,05 lignes / se.......

Discussion

KPFM a été utilisé comme une nouvelle technique pour obtenir des données électriques de surface. Il a souvent été utilisé comme une méthode pour examiner la répartition de charge en chimie et n'a que récemment commencé à appliquer pour l'étude des systèmes biologiques sur le micro et nano-échelles. D'après les données recueillies nous avons constaté que les microbes ne semblent pas attacher facilement pour nettoyer les surfaces en acier inoxydable et or, même après 3 heures d'incubation statique. Surface.......

Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article

Nom	Entreprise	Numéro de catalogue	Commentaires
Microscope à force atomique 5500ILM	Agilent Technologies	#N9435S
Disques d’échantillons métalliques AFM/STM	TED PELLA, INC.	#16219	Disques d’échantillonnage en acier inoxydable
Sondes SPM conductrices DPE (Low-Noise)	Mikromasch	#HQ :DPE-XSC11	Il y a 4 porte-à-faux revêtus de Pt par puce. Nous avons utilisé le porte-à-faux B pour les expériences.
PELCO Disques d’éprouvette métallique AFM/STM revêtus d’or	TED PELLA, INC.	#16218-G	Disques d’échantillons en or Logiciel
PicoView Agilent	Technologies	#N9797B	5500ILM Logiciel d’imagerie au microscope à force atomique
Logiciel Pico Image Software (Pico Image Basic)	Agilent Technologies	#N9797AU-1FP	5500 ILM Microscope à forces atomiques Logiciel de traitement post-image
Scilogex D3024 Micro-centrifugeuse à grande vitesse	Thomas Scientific	#91201513	Centrifugeuse utilisée dans les étapes de lavage des cellules pour séparer les cellules (granulés) du milieu
Gélose de soja trypticase avec 5 % de sang de mouton	BD	#221261	Plaques préfabriquées
Bouillon de soja tryptique	BD	#257107	Se présente sous forme de poudre sèche. Instructions sur la façon de faire venir sur le récipient.