Artigo de método

Resposta quimiotática de microorganismos marinhos para Micro-Escala de Camadas de nutrientes

DOI:

10.3791/203

28 de maio de 2007

Neste artigo

Resumo

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A fabricação de canais microfluídicos ea sua aplicação em experimentos para estudar o comportamento de forrageamento quimiotática de micróbios marinhos de uma seascape irregular de nutrientes eo comportamento de natação de bactérias dentro do fluxo de cisalhamento são descritos.

Resumo

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O grau em que os micróbios podem explorar planktonic manchas de recursos microescala terá implicações consideráveis ​​para trophodynamics oceânicas e de fluxo biogeoquímicos. No entanto, para tirar proveito de patches de nutrientes no oceano, os micróbios natação deve superar as influências de forças físicas incluindo a difusão molecular e turbulenta de cisalhamento, o que limitará a disponibilidade de patches e a capacidade das bactérias para localizá-los. Até recentemente, as limitações metodológicas têm impedido exames direta do comportamento microbiano dentro de habitats irregular e condições realistas de pequena escala de fluxo. Assim, muito do nosso conhecimento atual em relação ao comportamento microbiano no oceano foi obtida a partir de previsões teóricas. Para obter novas informações sobre o comportamento de forrageamento microbiana no oceano temos aplicado suave técnicas de fabricação litográfica para desenvolver dois dispositivos microfluídicos, que temos usado para criar (i) micro nutrientes manchas com dimensões e características difusivos relevantes para processos oceânicos e (ii) microescala vórtices, com taxas de cisalhamento correspondente aos esperados no oceano. Estes dispositivos microfluídicos têm permitido um primeiro exame direto de natação microbiana e comportamento quimiotáticos dentro de um seascape heterogêneo e dinâmico. O uso combinado de epifluorescência e microscopia de contraste de fase permitem exames diretos das dimensões físicas e as características difusivo de patches de nutrientes, enquanto observa a resposta agregativa em nível de população, além do comportamento de natação de micróbios individuais. Esses experimentos revelaram que algumas espécies de fitoplâncton, bactérias heterotróficas e protistas phagotrophic são peritos em localizar e explorar difusão manchas de recursos microescala em prazos muito curtos. Também mostramos que até moderada taxas de cisalhamento, bactérias marinhas são capazes de lutar contra o fluxo e nadar através de seu ambiente de sua própria vontade. No entanto, além de um nível de cisalhamento alto limiar, bactérias estão alinhados no fluxo de cisalhamento e são menos capazes de nadar sem perturbação do fluxo. Microfluídica representa uma nova abordagem e barato para estudar a ecologia microbiana aquática, e devido a sua aptidão para a criação de campos de fluxo com precisão realista e gradientes de substrato em microescala, é idealmente aplicável aos exames de comportamento microbiana nas menores escalas de interação. Assim, sugerimos que a microfluídica representa uma valiosa ferramenta para a obtenção de uma melhor compreensão da ecologia de microrganismos no oceano.

Protocolo

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Preparação

1. Crie uma Máscara

Usando um software CAD, design do canal de alta resolução de impressão em uma transparência. Esta será a "máscara".

Na sala limpa:

2. Limpe e coza a bolacha

Primeiro, o wafer esguicho com acetona, em seguida, rapidamente, com metanol, em seguida, com Isopropanol. Por fim, seque o wafer usando nitrogênio.

Asse o wafer no forno (130 ° C) por 5 min.

3. Revestimento do wafer

Coloque a bolacha no centr....

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Discussão

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Uma compreensão de como micróbios marinhos interagem com seus química local e ambiente físico é imprescindível para uma percepção mais completa e precisa do papel de microorganismos planctônicos na nutrientes e carbono oceanos ciclos (Azam e Malfatti 2007). No entanto, devido à pequena escala (mm <) sobre o qual muitas interações microbiana importante ter lugar, as limitações técnicas impediram exames detalhados do comportamento microbiano na paisagem bio-físico-químicas heterogêneas previsto para ser experimentado por micróbios nadar no.......

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Agradecimentos

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Gostaríamos de agradecer Microsystems Technology Laboratories no MIT por nos permitir filme parte deste vídeo na instalação de sala limpa.

....

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Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo
NomeEmpresaNúmero de catálogoComentários
PDMS, Sylgard 184Kit de Elastômero de SiliconeDow Corninghttp://www.ellsworth.com/sylgard.html
SU8-2100FotolitoMicroChem Corp.www.microchem.com
Nikon Eclipse TE2000-E microscópio invertidoMicroscópioNikon Instruments
Tubo de PEEK (0,762 mm de diâmetro interno, 1,59 mm de diâmetro externo)FerramentaUpchurch Scientificwww.upchurch.com
Seringas (ponta Luer-Lok)FerramentaBD Biosciences
Conector Parte P-704-01FerramentaUpchurch ScientificPara conectar tubos a seringas com ponta Luer-Lok
Bomba de Seringa (PHD 2000 Programável)EquipamentoHarvard Apparatus
Câmera CCD (PCO 1600)EquipamentoCook

Referências

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  1. Azam, F., Malfatti, F. Microbial structuring of marine ecosystems. Nature Reviews Microbiology. 5, 782-791 (2007).
  2. Blackburn, N., Azam, F., Hagstrom, A. Spatially explicit simulations of a microbial food web. Limnology and Oceanography. 42, 613-622 (1997).

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Etiquetas

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