Name: Een continu kweek millifluidisch apparaat voor de studie van Escherichia coli onder lage en fluctuerende voedingsomstandigheden (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2026-07-07T13:05:00.000+00:00
Duration: 6 min 22 s
Description: Leer het millifluidische continu-kweekapparaat (MCCD) voor microbiële ecologie met Escherichia coli onder lage en fluctuerende voedingsomstandigheden. Dit systeem ondersteunt exponentiële groei en hoge biomassa.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

<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 Weerstand</td><td>BC Robotics</td><td>ELC-021</td><td>Vermogenswaarde: 1/6 W</td></tr><tr><td>1N4001 Diode</td><td>BC Robotics</td><td>ELC-001</td><td>DC Reverse Voltage: 50 V; Gemiddelde Gelijkrichter Stroom: 1 A</td></tr><tr><td>3-stop platina-geharde siliconen peristaltische slang</td><td>Innofluid</td><td>SE-TUB-SIL-SSS-2.4*0.8</td><td>Binnendiameter 0,8 mm; buitendiameter 2,4 mm; compatibel met gebruikte peristaltiekpomp</td></tr><tr><td>3-weg Solenoid kleppen</td><td>Emerson Electric Co.&nbsp;</td><td>0055A301L0T00F3</td><td>12 V DC, 1 W</td></tr><tr><td>Aluminiumfolie</td><td></td><td></td><td>Geschikt voor autoclaven</td></tr><tr><td>Arduino Uno Rev4</td><td>Arduino</td><td>SKU&nbsp;ABX00173</td><td></td></tr><tr><td>Autoclaaf</td><td>Systec</td><td>D-200</td><td>Of een andere bedrijf</td></tr><tr><td>Dopdop met drie poorten &ndash; voor flessen van 1 en 2 L</td><td>Nalgene</td><td>2162-0531</td><td>Of een andere bedrijf (zorg ervoor dat ze passen bij de geselecteerde flessen)</td></tr><tr><td>Dopdop met drie poorten &ndash; voor 4 L fles</td><td>Nalgene</td><td>2162-0830</td><td>Of een andere bedrijf (zorg ervoor dat ze passen bij de geselecteerde flessen)</td></tr><tr><td>Celdichtheidsmeter CO8000</td><td>WPA biowave</td><td></td><td>OD meter</td></tr><tr><td>Centrifuge</td><td>Eppendorf</td><td>5804R</td><td>Centrifuge die past op 50 mL Falcon tubes</td></tr><tr><td>Centrifuge</td><td>Eppendorf</td><td>5424R</td><td>Centrifuge die past op 1,5 en 2 mL eppendorf tubes</td></tr><tr><td>Conische centrifugebuis - 50 mL</td><td>Fischer Scientific</td><td>10788561</td><td>Falcon buis</td></tr><tr><td>Kweekbuisjes (14 mL, steriel)</td><td>Greiner bio-one</td><td></td><td>Kweekbuisjes</td></tr><tr><td>Ethanol</td><td>Sigma Aldrich</td><td>493511</td><td>Verdunnen tot 70%</td></tr><tr><td>Flow cytometer</td><td>Beckman</td><td>C09756</td><td>CYTOFlex</td></tr><tr><td>Glutaraldehyde 25%</td><td>Sigma Aldrich</td><td>G5882</td><td>Of een andere bedrijf</td></tr><tr><td>Gradueerde cilinder - 500 mL</td><td>Nalgene</td><td>3662-0500&nbsp;</td><td>Of een andere bedrijf</td></tr><tr><td>Incubatorkast</td><td></td><td></td><td>Op maat gemaakte incubatorkast &ndash; neem contact op met de corresponderende auteurs voor constructiedetails</td></tr><tr><td>LabV1 Intelligent Low Flow Rate Peristaltic Pump</td><td>Innofluid</td><td>SE-LABV1-AMC12(10)</td><td>Beschikbaar bij Darwin Microfluidics</td></tr><tr><td>Mannelijke Luer-naar-barbed fitting</td><td>Aldrich</td><td>Z277142</td><td>Mannelijke Luer-naar-barbed adapter compatibel met 0,8 mm ID slang (zie figuur 1C)</td></tr><tr><td>Mannelijke Luer-naar-schroefdraad fitting</td><td>Aldrich</td><td>Z277142</td><td>Wordt gebruikt om de solenoidklep te verbinden met de "inlaatslang" (zie figuur 1D)</td></tr><tr><td>Matlab</td><td>Mathworks</td><td>R2022b of later</td><td>Software om de op maat gemaakte software voor de solenoidkleppen uit te voeren</td></tr><tr><td>MOPS EZ Rich Defined Medium Kit</td><td>Teknova</td><td>M2105</td><td>MOPS medium voor Enterobacteriën</td></tr><tr><td>Eenrichtings Luer klep</td><td>Masterflex</td><td>30505-92</td><td>Voorkomt terugstroming in medium reservoirs</td></tr><tr><td>Pijpsnijder - 0-37 mm</td><td>KS Tools</td><td>2222051</td><td>Of een andere bedrijf</td></tr><tr><td>Pipetset</td><td>Fisher Scientific</td><td>05-403-151</td><td>Of een andere bedrijf</td></tr><tr><td>Platinageharde siliconen slang - 1/16 inch</td><td>Nalgene</td><td>8060-0020</td><td>Binnendiameter 1/16 inch (1,6 mm); gebruikt voor experimenten met fluctuerende voedingsstoffen</td></tr><tr><td>Platinageharde siliconen slang - 1/8 inch</td><td>Nalgene</td><td>8060-0030</td><td>Binnendiameter 1/8 inch (3,2 mm); gebruikt voor experimenten met fluctuerende voedingsstoffen</td></tr><tr><td>Polypropyleencopolymeer fles - 1 L&nbsp;</td><td>Nalgene</td><td>2126-1000</td><td>Of een andere bedrijf</td></tr><tr><td>Polypropyleencopolymeer fles - 2 L</td><td>Nalgene</td><td>2126-2000</td><td>Of een andere bedrijf</td></tr><tr><td>Polypropyleencopolymeer fles - 4 L</td><td>Nalgene</td><td>2126-4000</td><td>Of een andere bedrijf</td></tr><tr><td>Serologische pipet - 5 mL</td><td>Corning</td><td>CLS4487</td><td>Of een andere bedrijf</td></tr><tr><td>Solderloos Breadboard</td><td>BC Robotics</td><td>PROTO-001</td><td></td></tr><tr><td>Sterivex-HV filter - 0,45 &micro;m PVDF</td><td>Millipore</td><td>SVHV01015</td><td></td></tr><tr><td>SYBR Green I Nucleïnezuur Gel Stain</td><td>Invitrogen</td><td>S7563</td><td>Nucleïnezuurkleuring voor celtelling in flow cytometer</td></tr><tr><td>TIP120 Darlington Transistor</td><td>BC Robotics</td><td>TRN-005</td><td></td></tr><tr><td>Buisjes - 1,5 mL</td><td>Eppendorf</td><td>3810X</td><td>Buisjes voor het centrifugeren van celculturen en het opslaan van pellets</td></tr><tr><td>Ventfilter</td><td>Millex</td><td>SLFG05000</td><td>0,2 &micro;m hydrofoob ventfilter</td></tr><tr><td>Afvalbak</td><td></td><td></td><td>Het volumecapaciteit moet minimaal gelijk zijn aan het totale mediavolume dat in het experiment wordt gebruikt</td></tr></tbody></table>

een continu kweek millifluidisch apparaat voor de studie van escherichia coli onder lage en fluctuerende voedingsomstandigheden

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

Een continu kweek millifluidisch apparaat voor de studie van Escherichia coli onder lage en fluctuerende voedingsomstandigheden

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

a-continuous-culture-millifluidic-device-for-study-escherichia-coli

Research

JoVE Journal

Biology

Biologie

Dit protocol beschrijft een microfluïdisch co-cultuur model voor gelijktijdige en gelokaliseerde cultuur van epitheliale cellen en bacteriën. Dit model kan gebruikt worden voor het onderzoeken van de rol van verschillende oplosbare moleculaire signalen op pathogenese en het scherm van de effectiviteit van de vermeende probiotische bacteriestammen.

Microfluïdische Co-cultuur van epitheliale cellen en bacteriën voor het onderzoeken van Oplosbaar Signal-gemedieerde interacties

We een eenvoudige methode om microfluïdische inrichtingen kunnen toepassen soortgelijke dynamische omstandigheden meerdere verschillende stammen produceren zonder de noodzaak van een clean room of zachte lithografie.

Een microfluïdische apparaat voor het bestuderen van meerdere, afzonderlijke stammen

Source: Pioli, R., et al., Patterning of Microorganisms and Microparticles through Sequential Capillarity-assisted Assembly. J. Vis. Exp. (2021)This video demonstrates the method of capturing single fluorescently tagged Escherichia coli (E. coli) cells in microfluidic traps using a carbon-free suspension and controlled flow, followed by nutrient addition to trigger growth and fluorescence imaging of microcolonies.

Microfluidic Patterning and Fluorescence-Based Tracking of Single-Cell Bacterial Growth

Source: Jian, X. et. al., Automated Microbial Cultivation and Adaptive Evolution using Microbial Microdroplet Culture System (MMC). J. Vis. Exp. (2022)This video demonstrates the use of a microfluidic droplet-based platform for real-time monitoring of bacterial growth. By generating uniform droplets containing bacterial suspensions and guiding them through a detection pathway, the system enables continuous optical measurement of cell density to construct a growth curve.

Real-Time Monitoring of Bacterial Growth Using a Microfluidic Microdroplet Culture System

Source: Cabeen, M. T., et al. Single-cell Microfluidic Analysis of Bacillus subtilis. J. Vis. Exp. (2018)The video demonstrates the use of a microfluidic device to observe bacterial growth at the single-cell level. It showcases how non-motile bacterial cells, confined within micro-scale trenches, are continuously nourished and imaged under a fluorescence microscope. The setup enables real-time visualization of cell division and lineage tracking across multiple generations.

Tracking Bacterial Growth at Single-Cell Resolution in a Microfluidic System

In dit protocol wordt de fabricage, installatie en basisbediening van een microfluïdische picoliter bioreactor (PLBR) voor single-cel analyse van prokaryotische micro-organismen geïntroduceerd. Industrieel relevante micro-organismen werden geanalyseerd als bewijs van principe, waardoor inzichten in groeisnelheid, morfologie en fenotypische heterogeniteit over bepaalde tijdsperioden mogelijk werden, wat nauwelijks mogelijk is met conventionele methoden.

Microfluïdische Picoliter Bioreactor voor Microbiële Eéncellige Analyse: Fabricage, Systeemopstelling en Werking

We beschrijven een goedkope, configureerbare morbidostat die de karakterisering van antibioticaresistentie mogelijk maakt door de medicijnconcentratie dynamisch aan te passen. Het apparaat kan worden geïntegreerd met een multiplex microfluïdisch platform. De benadering kan worden opgeschaald voor laboratoriumstudies naar antibioticaresistentie.

Ontwerp en gebruik van een Low Cost, Automatiseren Morbidostat voor Adaptive evolutie van bacteriën onder antibioticum selectie

Presenteren we een methode voor de analyse van de microfluidic van afzonderlijke bacteriële cel lineages met behulp van Bacillus subtilis als voorbeeld. De methode overwint tekortkomingen van de traditionele analysemethoden in microbiologie doordat observatie van honderden cel generaties strak controleerbaar en uniforme groei omstandigheden.

Eencellige Microfluidic analyse van Bacillus subtilis

In dit artikel tonen we live beeldvorming van individuele wormen met een aangepaste microfluidic apparaat. In het apparaat, zijn meerdere wormen individueel beperkt om te scheiden van de kamers, waardoor multiplexed longitudinale toezicht van verschillende biologische processen.

Een Microfluidic Platform voor het longitudinale beeldvorming in Caenorhabditis elegans

Dit werk presenteert een microscopiemethode die live beeldvorming van een enkele cel Escherichia coli mogelijk maakt voor analyse en kwantificering van het stochastische gedrag van synthetische gencircuits.

Continue meting van biologische ruis in Escherichia Coli met behulp van time-lapse microscopie

Dit protocol presenteert een methode voor het vervaardigen van een dubbellaagse microfluïdische chip en het analyseren van microbiële groei onder snelle zuurstofoscillaties. De prestaties van het apparaat werden gevalideerd door middel van zuurstofdetectie in vloeistofkanalen en microbiële teelt.

Het creëren van snelle zuurstofoscillaties in microbiële eencellige groeianalyse met behulp van een microfluïdisch dubbellaags apparaat

Leer het millifluidische continu-kweekapparaat (MCCD) voor microbiële ecologie met Escherichia coli onder lage en fluctuerende voedingsomstandigheden. Dit systeem ondersteunt exponentiële groei en hoge biomassa.

Een continu kweek millifluidisch apparaat voor de studie van Escherichia coli onder lage en fluctuerende voedingsomstandigheden

Meer video's verkennen