Protocollen voor de studie van biofilmvorming in een microfluïdisch apparaat dat poreuze media nabootst, worden besproken. Het microfluïdische apparaat bestaat uit een array van micro-pillaren en de biofilmvorming door Pseudomonas fluorescens in dit apparaat wordt onderzocht.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
Protocol voor Biofilm Streamer Vorming in een microfluïdische apparaat met micro-pijlers
In dit artikel
Samenvatting
Samenvatting
Verschillende bacteriële species bezitten het vermogen om te hechten aan oppervlakken en koloniseren ze in de vorm van dunne films genaamd biofilms. Biofilms die groeien in poreuze media zijn voor verschillende industriële en ecologische processen, zoals de behandeling van afvalwater en CO2 vastlegging relevant. We gebruikten Pseudomonas fluorescens, een Gram-negatieve aërobe bacterie, om biofilmvorming in een microfluïdische apparaat dat werkt poreuze media onderzoeken. De microfluïdische inrichting bestaat uit een array van micro-posten, die zijn vervaardigd met behulp van zachte lithografie. Vervolgens biofilmvorming in deze apparaten met stroom werd onderzocht en we tonen de vorming van biofilms draadvormige bekend als streamers in ons apparaat. De gedetailleerde protocollen voor de fabricage en assemblage van microfluïdische apparaat worden hier voorzien, samen met de bacteriecultuur protocollen. Gedetailleerde procedures voor experimenten met de microfluïdische apparaat worden ook gepresenteerd samen met de representatieveresultaten.
Inleiding
Onlangs toonden we aan bacteriële biofilmvorming dynamiek in een microfluïdische apparaat dat poreuze media 1 nabootst. Bacteriële biofilms zijn in wezen kolonies van oppervlakte geaggregeerd bacteriën die worden omhuld door extracellulaire polymere stoffen (EPS) 2-4. Deze dunne films bacteriën kan vormen in bijna elke denkbare niche variërend van gladde oppervlakken de veel complexere habitat poreuze media. Valiei et al. 1 gebruikte een microfluïdische inrichting met een reeks micro-pijlers te simuleren een poreuze media structuur en bestudeerd biofilmvorming in deze inrichting als functie van de stroomsnelheid. Zij vonden d....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Protocol
Voer de testprotocollen hier in de hieronder beschreven volgorde. Microfabricage protocollen voor het creëren van microfluïdische platform worden besproken in Stap 1 Stap 2 wordt de bacteriecultuur protocol (figuur 2), en Stap 3 betreft de montage van de experimentele opstelling (figuur 3). Ten slotte wordt de werkelijke experimentele stap beschreven in stap 4.
1 Chip Fabrication Procedure
OPMERKING: De juiste veiligheidsprocedures moeten worden gevolgd voor de hieronder beschreven processen. Raadpleeg de institutionele veiligheidsfunctionaris voor details.
- Het ontw....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Resultaten
Met behulp van bovenstaande microfabricage protocol werd een PDMS microfluïdische gebaseerd is geconstrueerd. Figuur 1 toont de scanning elektronenmicroscoop (SEM) beelden van de PDMS apparaat. Figuur 1a toont de ingangssectie van de inrichting. Een vork-achtige ingang wordt gecreëerd om de druk het hoofd te egaliseren over het apparaat. Verdere SEM beeldvorming toonde ook aan dat de pilaar muren bijna verticale (Figuur 1b). De gekweekte bacteriële oplossing (fi.......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Discussie
We hebben laten zien een eenvoudige microfluïdische apparaat dat poreuze media nabootst voor het bestuderen van biofilm ontwikkeling in complexe habitats. Er zijn verschillende belangrijke stappen die de uitkomst van de experimenten bepalen. Zij omvatten geometrie apparaat. Terwijl de paal geometrie kan variëren, voldoende porie-ruimte voor streamers te vormen noodzakelijk. Bovendien Valiei et al. 1 hebben aangetoond dat streamer vorming treedt alleen in bepaalde Luchtdebiet. Bij een flow lager dan e.......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Openbaarmakingen
De auteurs hebben niets te onthullen.
Dankbetuigingen
De auteurs willen Professor Howard Ceri van het Biological Sciences Department van de University of Calgary bedanken voor het verstrekken van bacteriestammen. A. Kumar erkent de steun van NSERC. T. Thundat erkent financiële steun van het Canada Excellence Research Chair (CERC) programma. De auteurs willen ook de hulp van mevrouw Zahra Nikakhtari erkennen voor de hulp bij de videografisch opnames.
....Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Materialen
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| Fluorescente microscoop | Nikon | ||
| LB agar | Fisher | BP1425-500 | suspensie 40 g in 1 L gezuiverd water |
| LB bouillon | Fisher | BP1427-500 | suspensie 20 g in 1 L gezuiverd water |
| Bioveiligheidskast | Microzone Corporation | ||
| Petrischaal | Fisher | 875712 | steriele 100 mm x 15 mm polystyreen petrischaal |
| Incubator shaker | New Brunswick Scientific | Excella E24 incubator shaker serie | |
| 50 ml gesteriliseerde centrifugeerbuis | Corning | 430828 | Polypropyleen RNase-/DNase-vrij |
| Tetracycline vrije basis | MP Biomedicals | 103012 | 50 μg/ml |
| SYLGARD 184 silicon | Dow Corning Corporation | 68037-59-2 | Elastomeer basis en uithardingsmiddel |
| Positieve fotoresistor (AZ4620) | |||
| Kunststof buis | Cole-Parmer |
Referenties
- 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....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Herprints en machtigingen
