Vengono discussi i protocolli per lo studio della formazione di biofilm in un dispositivo microfluidico che imita i mezzi porosi. Il dispositivo microfluidico è costituito da una serie di micro-pilastri e viene studiata la formazione di biofilm da parte di Pseudomonas fluorescens in questo dispositivo.
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Articolo metodologico
Protocollo per il Biofilm Streamer formazione in un dispositivo a microfluidi con Micro-pilastri
In questo articolo
Sommario
Abstract
Diverse specie batteriche possiedono la capacità di attaccare alle superfici e colonizzare in forma di film sottili chiamati biofilm. I biofilm che crescono in mezzi porosi sono rilevanti per diversi processi industriali e ambientali come il trattamento delle acque reflue e di CO 2 sequestro. Abbiamo usato Pseudomonas fluorescens, un batterio aerobico Gram-negativi, per indagare la formazione di biofilm in un dispositivo di microfluidica che imita mezzi porosi. Il dispositivo di microfluidica è costituito da una serie di micro-posti, che sono stati fabbricati utilizzando soft-litografia. In seguito, la formazione di biofilm in questi dispositivi a flusso è stato studiato e ci dimostrano la formazione di biofilm filamentosi note come stelle filanti nel nostro dispositivo. Qui vengono fornite insieme ai protocolli di coltura batterica I protocolli dettagliati per la fabbricazione e l'assemblaggio del dispositivo di microfluidica. Le procedure dettagliate per la sperimentazione con il dispositivo di microfluidica sono anche presentati insieme con il rappresentanterisultati.
Introduzione
Recentemente, abbiamo dimostrato la dinamica di formazione di biofilm batterici in un dispositivo di microfluidica che imita mezzi porosi 1. Biofilm batterici sono essenzialmente colonie di batteri di superficie aggregati che sono racchiusi da sostanze polimeriche extracellulari (EPS) 2-4. Questi film sottili di batteri possono formare in quasi ogni nicchia immaginabile che vanno da superfici lisce all'habitat molto più complesso di mezzi porosi. Valiei et al. 1 usato un dispositivo microfluidico con una matrice di micro-pilastro per simulare una struttura di supporto porosa e studiato la formazione di biofilm in questo d....
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Protocollo
Eseguire i protocolli sperimentali qui nell'ordine descritto di seguito. Protocolli di microfabbricazione per la creazione della piattaforma microfluidica sono discussi nel Passo 1 Passo 2 descrive il protocollo di coltura batterica (Figura 2), e punto 3 riguarda il montaggio del setup sperimentale (Figura 3). Infine, la fase sperimentale attuale è descritta al punto 4.
1 Chip Fabrication Procedura
NOTA: La corretta procedure di sicurezza devono essere seguite per i processi descritti di seguito. Consultare il responsabile della sicurezza istituzionale per i dettagli.
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Risultati
Utilizzando il protocollo microfabbricazione sopra menzionato, un dispositivo microfluidico basato PDMS è stato costruito. Figura 1 mostra il microscopio elettronico a scansione (SEM) immagini del PDMS dispositivo. Figura 1a mostra la sezione di ingresso del dispositivo. Un ingresso a forcella è stato creato per equalizzare la testa di pressione attraverso il dispositivo. Ulteriori immagini SEM ha anche mostrato che le pareti pilastro sono quasi verticale (Figura 1b). L.......
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Discussione
Abbiamo dimostrato un semplice dispositivo di microfluidica che imita mezzi porosi per lo studio dello sviluppo del biofilm in ambienti complessi. Ci sono diversi passaggi critici che determinano l'esito degli esperimenti. Essi comprendono la geometria del dispositivo. Mentre la geometria del palo può variare, adeguato poro-spazio per bandierine per formare è necessario. Inoltre, Valiei et al. 1 hanno dimostrato che la formazione streamer si verifica solo in un determinato campo di portata. A por.......
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Dichiarazioni
Gli autori non hanno nulla da rivelare.
Ringraziamenti
Gli autori desiderano ringraziare il professor Howard Ceri del Dipartimento di Scienze Biologiche dell'Università di Calgary per aver fornito ceppi batterici. A. Kumar riconosce il supporto del NSERC. T. Thundat riconosce il sostegno finanziario del programma Canada Excellence Research Chair (CERC). Gli autori desiderano anche ringraziare la signora Zahra Nikakhtari per l'aiuto con la videografia.
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Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Microscopio fluorescente | Nikon | ||
| LB agar | Fisher | BP1425-500 | sospendere 40 g in 1 L di acqua purificata |
| LB Brodo | Fisher | BP1427-500 | sospendere 20 g in 1 L di acqua purificata |
| Cappa di biosicurezza | Microzone corporation | ||
| Piastra Petri | Fisher | 875712 | sterile 100 mm x 15 mm in polistirene Petri |
| Agitatore per incubatore | New Brunswick Scientific | Excella E24 Agitatore per incubatore serie | |
| 50 ml Tubo da centrifuga sterilizzato | Corning | 430828 | Polipropilene Base priva di RNasi/DNasi |
| Tetraciclina | MP Biomedicals | 103012 50 μ g/ml | |
| SYLGARD 184 silicone | Dow Corning Corporation | 68037-59-2 | Elastomero Base e agente indurente |
| Fotoresist positivo (AZ4620) | |||
| Tubo di plastica | Cole-Parmer |
Riferimenti
- Valiei, A., Kumar, A., Mukherjee, P. P., Liu, Y., Thundat, T. A web of streamers: biofilm formation in a porous microfluidic device. Lab Chip. 12, 5133-5137 (2012).
- Costerton, J. W. Bacterial Biofilms: A Common Cause of Persistent Infections. Science. 284, 1318-13....
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Ristampe e permessi
