바이오필름 형성 중 실시간 영상 및 압력 추적을 위한 마이크로유체 장치

현미경 스테이지에 장착된 마이크로플루이딕 장치부터 시작한다.

이 장치는 다공성 매질을 모방한 원통형 기둥이 있는 마이크로 채널을 감싸는 폴리머-유리 조립체로 구성되어 있습니다.

주사기 펌프는 필터가 장착된 주사기를 통해 배양 배지를 채널로 공급하고, 채널은 배출 튜빙을 통해 폐기물로 배수됩니다.

채널에 연결된 센서를 사용해 기준 유체 압력을 모니터링하세요.

배출 튜브를 박테리아 현탁액이 들어있는 바이알에 넣으세요.

흐름을 역전시켜 현탁액이 채널을 채우고, 필터가 박테리아가 주사기에 들어가지 못하게 막습니다.

박테리아 세포가 표면에 부착하고 증식하며 바이오필름 형성을 시작할 수 있도록 인큐베이팅합니다.

그 후 필터를 제거하고 배출구를 폐기통으로 돌려주세요.

매질 흐름을 재개하고 바이오필름이 성장해 채널을 막는 압력을 모니터링하세요.

시간에 따른 바이오필름 성장을 시각화하기 위해 타임랩스 현미경 이미지를 촬영하세요. 바이오필름 성장과 압력 변화를 연관시켜 다공성 매질에서의 바이오클로깅을 연구합니다.

실험 3시간 전에 현미경의 박스 인큐베이터를 켜서 25도 섭씨의 안정적인 온도를 확보하세요.

입구와 출구 튜빙을 마이크로플루이딕 장치에 연결하세요. 튜브와 주사기 사이의 연결을 유입구 튜브에 외부 직경 0.6밀리미터 삽입하여 고정합니다. 마이크로플루이딕 장치, 30밀리리터의 탈이온수, 30밀리리터의 배양지를 진공 건조기에 넣고 최소 1시간 동안 탈기를 합니다.

완료되면 배양 배지와 탈이온수를 천천히 두 개의 30밀리리터 주사기로 옮깁니다. 그 후 마이크로플루이딕 장치를 현미경에 장착하고 배출 튜브를 폐기물 용기에 넣습니다. 탈이온화된 물이 채워진 주사기를 마이크로플루딕 채널에 연결하고, 압력 센서 출구에서 물이 나올 때까지 천천히 주입합니다.

압력 센서에 물을 채우고 마이크로플루이딕 채널과 압력 센서를 연결하는 튜빙에서 나오는 모든 기포를 씻어내세요. 압력 센서 전용 나사로 압력 센서 출구를 닫으세요. 나머지 미세유체 채널은 탈이온수로 채우세요.

다음으로 배양 배지 주사기에 1.2 마이크로미터 필터를 올려놓습니다. 물 주사기를 제거하고 주사기를 흡입구 마이크로플루이딕 튜빙에 조심스럽게 연결하세요. 주사기를 주사기 펌프에 장착한 후, 배양 배지를 유량으로 1시간 동안 세척합니다.

그 후 실험 중 주사기 펌프를 원하는 유량으로 설정하고 압력 센서의 압력 측정을 0으로 설정하세요. 다음으로, 600나노미터 파장에서 광밀도 0.1의 Bacillus su