Поверхностный потенциал Измерение бактерий с помощью зонда Кельвина силовой микроскопии

Summary

Здесь мы представляем протокол, объясняющий использование зондовой силовой микроскопии Кельвина в качестве инструмента для создания наноразмерных карт поверхностного потенциала с высоким разрешением. Этот инструмент был применен для оценки роли поверхностного потенциала на способность микроорганизмов связываться с поверхностями субстрата.

Abstract

Потенциал поверхности часто забывают физическая характеристика, которая играет доминирующую роль в адгезии микроорганизмов к поверхности подложек. Зонда Кельвина-силовая микроскопия (KPFM) является модуль атомно-силовой микроскопии (АСМ), который измеряет контактной разности потенциалов между поверхностями на нано-масштабе. Сочетание KPFM с АСМ позволяет одновременной генерации поверхностного потенциала и топографических карт биологических образцов, таких как бактериальные клетки. Здесь мы используем KPFM для изучения влияния поверхностного потенциала на микробной адгезии к медицинским соответствующих поверхностей, таких как нержавеющая сталь и золото. Поверхностного потенциала карты выявлены различия в потенциале поверхности микробных мембран на различных материальных субстратов. Шаг высота график, был создан, чтобы показать различие в поверхностного потенциала в граничной области между поверхностью подложки и микроорганизмов. Изменения в клеточной мембране поверхностного потенциала были связаны с изменениемс в клеточного метаболизма и подвижности. Таким образом, KPFM представляет собой мощный инструмент, который может быть использован для изучения изменений микробной мембраны поверхностного потенциала от адгезией к различным поверхностям подложек. В этом исследовании мы демонстрируем процедуру, чтобы охарактеризовать потенциал поверхности отдельных метициллин-устойчивый золотистый стафилококк USA100 клеток нержавеющей стали и золота с использованием KPFM.

Introduction

Биопленки изготовленные на поверхностях оборудования и в кожных ран представляют проблему для медицинской промышленности, как биопленки непокорных снятию и может привести к увеличению темпов передачи заболевания и антимикробной резистентности. Привязанность является первым шагом в формировании биопленки и самый важный шаг из-за его обратимости ^1-3. Поверхности подложки характеристики играют решающую роль в микробной привязанности. Такие факторы, как твердость поверхности, пористости, шероховатости и гидрофобности, как было показано, чтобы осуществить крепление микроорганизмов; Однако, мало исследований изучение роли поверхности подложки потенциала (ИП) на ....

Protocol

1. Подготовка посуды и культур

1. Прежде чем приступить к этой эксперименте, подготовить кровяной агар 5% овечьей (SBA) Плиты для выращивания MRSA. Инкубируйте пластины SBA в течение 24 ч при 37 ° С. По истечении этого времени, одиночные, хорошо изолированных колоний должны присутствовать, чтобы быть использованы для последующих прививок в жидких средах. Магазин прожилками SBA пластины с одной колонии при 4 ° С в течение 1 - 2 месяцев.
   Примечание: чашках с кровяным агаром овечьей приходят в готовых упаковках, содержащих от 20 - 25 пластин на основе производителей, и, как правило, состоят из трипсинового соевого агара основе с добавлением 5% вес / V кро....

Results

Возможность измерения с помощью SP KPFM опирается на принципе, что и поверхность образца и кантилевера наконечника являются проводящими, в некоторой степени. Нержавеющая сталь и золото выступал в качестве проводящих поверхностей, к которым MRSA были прикреплены. KPFM изображения были взяты из 15 MRSA клеток на обеих поверхностях с 512 х 512 резолюции, и с разверткой областях, начиная от 5 х 5 мкм до 10 х 10 мкм. Сканирование проводили со скоростью линии в пределах от 0,02 линий / сек до 0,05 строк / сек. Таким образом, .......

Discussion

KPFM был использован в качестве нового метода для получения поверхности электрические данные. Он обычно используется в качестве метода для изучения распределения заряда в области химии и только недавно начали применяться и для исследования биологических систем на микро- и нано-масштабах. Из данных, собранных мы обнаружили, что микробы, казалось, не легко прикрепить к чистой стали и золота поверхностей из нержавеющей стали, даже после 3 часов статической инкубации. Поли-L-лизин функционализированные поверхности показали .......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
5500ILM Атомно-силовой микроскоп	Agilent Technologies	#N9435S
Диски для металлических образцов AFM/STM	TED PELLA, INC.	#16219	Диски для образцов из нержавеющей стали
DPE (Low-Noise) Проводящие СЗМ зонды	Mikromasch	#HQ:DPE-XSC11	На чип приходится 4 консоли с платиновым покрытием. Для экспериментов мы использовали кантилевер B.
Металлические диски PELCO с золотым покрытием AFM/STM	TED PELLA, INC.	#16218-G	Золотые диски для образцов
PicoView Software Agilent	Technologies	#N9797B	5500ILM Программа для визуализации атомно-силового микроскопа
Pico Image Software (Pico Image Basic)	Agilent Technologies	#N9797AU-1FP	5500 ILM Атомно-силовой микроскоп для постобработки изображений
Scilogex D3024 Высокоскоростная микроцентрифуга	Thomas Scientific	#91201513	Центрифуга, используемая на этапах промывки клеток для отделения клеток (гранул) от среды
Триптиказ Соевый агар с 5% овечьей крови	BD	#221261	Готовые пластины
Триптический соевый бульон	BD	#257107	Поставляется в виде сухого порошка. Инструкция о том, как сделать приедет на контейнер.