Name: Dispositif millifluidique en culture continue pour l’étude d’Escherichia coli dans des conditions nutritives faibles et fluctuantes (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2026-07-07T13:05:00.000+00:00
Duration: 6 min 22 s
Description: Découvrez le dispositif millifluidique MCCD pour cultiver Escherichia coli en conditions nutritives faibles et fluctuantes. Cette méthode permet d'étudier la physiologie microbienne dans des environnements proches de la nature.

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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: 
 <a target="_blank" href="https://bc-robotics.com/tutorials/controlling-a-solenoid-valve-with-arduino/">https://bc-robotics.com/tutorials/controlling-a-solenoid-valve-with-arduino/</a> (2015).</li>
<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>Puissance nominale : 1/6 W</td></tr><tr><td>1N4001 Diode</td><td>BC Robotics</td><td>ELC-001</td><td>Tension inverse CC : 50 V; Courant redressé moyen : 1 A</td></tr><tr><td>Tube péristaltique en silicone platine - 3 arrêts</td><td>Innofluid</td><td>SE-TUB-SIL-SSS-2.4*0.8</td><td>Diamètre intérieur 0,8 mm ; diamètre extérieur 2,4 mm ; compatible avec la pompe péristaltique utilisée</td></tr><tr><td>Solénoïde 3 voies</td><td>Emerson Electric Co. </td><td>0055A301L0T00F3</td><td>12 V CC, 1 W</td></tr><tr><td>Feuillage d'aluminium</td><td></td><td></td><td>Convient pour l'autoclavage</td></tr><tr><td>Arduino Uno Rev4</td><td>Arduino</td><td>SKU ABX00173</td><td></td></tr><tr><td>Autoclave</td><td>Systec</td><td>D-200</td><td>Ou d'une entreprise différente</td></tr><tr><td>Bouchon à trois ports - pour flacons de 1 et 2 L</td><td>Nalgene</td><td>2162-0531</td><td>Ou d'une entreprise différente (s'assurer qu'ils s'adaptent aux flacons sélectionnés)</td></tr><tr><td>Bouchon à trois ports - pour flacon de 4 L</td><td>Nalgene</td><td>2162-0830</td><td>Ou d'une entreprise différente (s'assurer qu'ils s'adaptent aux flacons sélectionnés)</td></tr><tr><td>Densitomètre cellulaire CO8000</td><td>WPA biowave</td><td></td><td>Densitomètre OD</td></tr><tr><td>Centrifugeuse</td><td>Eppendorf</td><td>5804R</td><td>Centrifugeuse qui convient aux tubes Falcon 50 mL</td></tr><tr><td>Centrifugeuse</td><td>Eppendorf</td><td>5424R</td><td>Centrifugeuse qui convient aux tubes eppendorf 1,5 et 2 mL</td></tr><tr><td>Tube de centrifugation conique - 50 mL</td><td>Fischer Scientific</td><td>10788561</td><td>Tube Falcon</td></tr><tr><td>Tubes de culture (14 mL, stériles)</td><td>Greiner bio-one</td><td></td><td>Tubes de culture</td></tr><tr><td>Éthanol</td><td>Sigma Aldrich</td><td>493511</td><td>Diluer à 70%</td></tr><tr><td>Cytomètre de flux</td><td>Beckman</td><td>C09756</td><td>CYTOFlex</td></tr><tr><td>Glutaraldéhyde 25%</td><td>Sigma Aldrich</td><td>G5882</td><td>Ou d'une entreprise différente</td></tr><tr><td>Cylindre gradué - 500 mL</td><td>Nalgene</td><td>3662-0500 </td><td>Ou d'une entreprise différente</td></tr><tr><td>Boîte d'incubation</td><td></td><td></td><td>Boîte d'incubation sur mesure - contacter les auteurs correspondants pour les détails de construction</td></tr><tr><td>Pompe péristaltique intelligente LabV1 à faible débit</td><td>Innofluid</td><td>SE-LABV1-AMC12(10)</td><td>Disponible chez Darwin Microfluidics</td></tr><tr><td>Adaptateur mâle Luer vers barbe</td><td>Aldrich</td><td>Z277142</td><td>Adaptateur mâle Luer vers barbe compatible avec un tuyau de 0,8 mm ID (voir figure 1C)</td></tr><tr><td>Adaptateur mâle Luer vers fileté</td><td>Aldrich</td><td>Z277142</td><td>Utilisé pour connecter la soupape solénoïde au «tuyau d'entrée» (voir figure 1D)</td></tr><tr><td>Matlab</td><td>Mathworks</td><td>R2022b ou ultérieur</td><td>Logiciel pour exécuter le logiciel personnalisé pour les soupapes solénoïdes</td></tr><tr><td>Kit de milieu défini MOPS EZ Rich</td><td>Teknova</td><td>M2105</td><td>Milieu MOPS pour les entérobactéries</td></tr><tr><td>Valve de retenue Luer unidirectionnelle</td><td>Masterflex</td><td>30505-92</td><td>Empêche le reflux dans les réservoirs de milieu</td></tr><tr><td>Découpe-tubes - 0-37 mm</td><td>KS Tools</td><td>2222051</td><td>Ou d'une entreprise différente</td></tr><tr><td>Set de pipettes</td><td>Fisher Scientific</td><td>05-403-151</td><td>Ou d'une entreprise différente</td></tr><tr><td>Tube en silicone platine - 1/16 po</td><td>Nalgene</td><td>8060-0020</td><td>Diamètre intérieur 1/16 po (1,6 mm); utilisé pour les expériences de nutriments fluctuants</td></tr><tr><td>Tube en silicone platine - 1/8 po</td><td>Nalgene</td><td>8060-0030</td><td>Diamètre intérieur 1/8 po (3,2 mm); utilisé pour les expériences de nutriments fluctuants</td></tr><tr><td>Flacon en copolymère de polypropylène - 1 L </td><td>Nalgene</td><td>2126-1000</td><td>Ou d'une entreprise différente</td></tr><tr><td>Flacon en copolymère de polypropylène - 2 L</td><td>Nalgene</td><td>2126-2000</td><td>Ou d'une entreprise différente</td></tr><tr><td>Flacon en copolymère de polypropylène - 4 L</td><td>Nalgene</td><td>2126-4000</td><td>Ou d'une entreprise différente</td></tr><tr><td>Pipette sérologique - 5 mL</td><td>Corning</td><td>CLS4487</td><td>Ou d'une entreprise différente</td></tr><tr><td>Breadboard sans soudure</td><td>BC Robotics</td><td>PROTO-001</td><td></td></tr><tr><td>Filtre Sterivex-HV - 0,45 µm PVDF</td><td>Millipore</td><td>SVHV01015</td><td></td></tr><tr><td>Colorant SYBR Green I pour gel d'acides nucléiques</td><td>Invitrogen</td><td>S7563</td><td>Colorant d'acides nucléiques pour le comptage cellulaire au cytomètre de flux</td></tr><tr><td>Transistor Darlington TIP120</td><td>BC Robotics</td><td>TRN-005</td><td></td></tr><tr><td>Tubes - 1,5 mL</td><td>Eppendorf</td><td>3810X</td><td>Tubes pour la centrifugation des cultures cellulaires et le stockage des pellets</td></tr><tr><td>Filtre de ventilation</td><td>Millex</td><td>SLFG05000</td><td>Filtre de ventilation hydrophobe 0,2 µm</td></tr><tr><td>Récipient à déchets</td><td></td><td></td><td>La capacité de volume doit être au moins égale au volume total de milieu à utiliser dans l'expérience</td></tr></tbody></table>

dispositif millifluidique en culture continue pour l’étude d’escherichia coli dans des conditions nutritives faibles et fluctuantes

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

Dispositif millifluidique en culture continue pour l’étude d’Escherichia coli dans des conditions nutritives faibles et fluctuantes

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

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Biology

Biologie

Ce protocole décrit une microfluidique de co-culture de modèle pour la culture simultanée et localisée des cellules épithéliales et des bactéries. Ce modèle peut être utilisé pour étudier le rôle des différents signaux moléculaires solubles sur la pathogenèse ainsi que l'écran de l'efficacité des souches bactériennes probiotiques putatifs.

Microfluidiques Co-culture de cellules épithéliales et des bactéries d&#39;enquête sur les Soluble signal médiée par des interactions

Nous présentons une méthode simple pour produire des dispositifs microfluidiques capables d'appliquer les mêmes conditions dynamiques à plusieurs souches distinctes, sans avoir besoin d'une salle blanche ou lithographie douce.

Un dispositif microfluidique pour l&#39;étude de plusieurs souches distinctes

Source : Pioli, R., et al., Structuration des micro-organismes et des microparticules par assemblage séquentiel assisté par capillarité. J. Vis. Exp. (2021)Cette vidéo montre la méthode de capture de cellules uniques d’Escherichia coli (E. coli) marquées par fluorescence dans des pièges microfluidiques à l’aide d’une suspension sans carbone et d’un flux contrôlé, suivi d’un ajout de nutriments pour déclencher la croissance et d’une imagerie par fluorescence des microcolonies.

Structuration microfluidique et suivi par fluorescence de la croissance bactérienne unicellulaire

Source : Jian, X. et. al., Culture microbienne automatisée et évolution adaptative à l’aide du système de culture de microgouttelettes microbiennes (MMC). J. Vis. Exp. (2022)Cette vidéo démontre l’utilisation d’une plateforme à base de gouttelettes microfluidiques pour la surveillance en temps réel de la croissance bactérienne. En générant des gouttelettes uniformes contenant des suspensions bactériennes et en les guidant à travers une voie de détection, le système permet une mesure optique...

Surveillance en temps réel de la croissance bactérienne à l’aide d’un système de culture microfluidique de microgouttelettes

Source : Cabeen, M. T., et al. Analyse microfluidique monocellulaire de Bacillus subtilis. J. Vis. Exp. (2018)La vidéo montre l’utilisation d’un dispositif microfluidique pour observer la croissance bactérienne au niveau de la cellule unique. Il montre comment les cellules bactériennes non mobiles, confinées dans des tranchées à l’échelle microscopique, sont continuellement nourries et imagées au microscope à fluorescence. Cette configuration permet la visualisation en temps réel de la division...

Suivi de la croissance bactérienne à une seule résolution cellulaire dans un système microfluidique

Dans ce protocole, la fabrication, la configuration et le fonctionnement de base d’un bioréacteur microfluidique à picolitres (PLBR) pour l’analyse unicellulaire de micro-organismes procaryotes sont introduits. Des micro-organismes pertinents pour l’industrie ont été analysés comme preuve de principe, ce qui a permis de mieux comprendre le taux de croissance, la morphologie et l’hétérogénéité phénotypique sur certaines périodes, ce qui est difficilement possible avec les méthodes...

Microfluidique picolitres bioréacteur pour Analyse microbienne unicellulaire: Fabrication, configuration du système, et l&#39;opération

Nous décrivons un morbidostat configurable à faible coût qui permet de caractériser la résistance aux antibiotiques en ajustant dynamiquement la concentration du médicament. Le dispositif peut être intégré à une plate-forme microfluidique multiplexée. L’approche peut être étendue aux études de résistance aux antibiotiques en laboratoire.

Conception et utilisation d&#39;un faible coût automatisé Morbidostat pour Adaptive Evolution des bactéries Sous Sélection des médicaments antibiotiques

Nous présentons une méthode pour l’analyse de la microfluidique de lignées de cellules bactériennes individuelles à l’aide de Bacillus subtilis à titre d’exemple. La méthode surmonte les lacunes des méthodes traditionnelles d’analyse en microbiologie en permettant l’observation de centaines de générations de cellules dans des conditions de croissance étroitement contrôlable et uniforme.

Analyse de Microfluidic unicellulaire de Bacillus subtilis

Dans cet article, nous démontrons imagerie direct des individuels vers employant un dispositif microfluidique personnalisé. Dans l’appareil, vers plusieurs sont individuellement limités afin de séparer les compartiments, qui permettent des multiplexe surveillance longitudinale des divers processus biologiques.

Une plate-forme microfluidique d’imagerie longitudinales chez Caenorhabditis elegans

Ce travail présente une méthode de microscopie qui permet l’imagerie en direct d’une seule cellule d’Escherichia coli pour l’analyse et la quantification du comportement stochastique des circuits génétiques synthétiques.

Mesure continue du bruit biologique chez Escherichia Coli à l’aide d’une microscopie en accéléré

Ce protocole présente une méthode de fabrication d’une puce microfluidique à double couche et d’analyse de la croissance microbienne sous des oscillations rapides de l’oxygène. Les performances de l’appareil ont été validées par la détection de l’oxygène dans les canaux fluides et la culture microbienne.

Création d’oscillations rapides de l’oxygène dans l’analyse de la croissance microbienne d’une cellule unique à l’aide d’un dispositif microfluidique à double couche

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