Методическая статья

Методы Характеризуя совместного развития биопленки и Хабитат неоднородности

DOI:

10.3791/52602

⸱

11 марта 2015 г.

 ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Civil and Environmental Engineering, Northwestern University, 2Department of Chemical and Biological Engineeering, Northwestern University, 3Department of Applied Mathematics and Engineering Sciences, Northwestern University

В этой статье

Краткое содержание

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Биопленки имеют сложные взаимодействия с окружающей средой. Для всестороннего исследования взаимодействий биопленки и окружающей среды мы представляем здесь ряд методов создания гетерогенной химической среды для развития биопленки, количественной оценки локальной скорости потока и анализа переноса массы внутри и вокруг колоний биопленки.

Аннотация

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Биопленки поверхностно-прикреплен микробные сообщества, которые имеют сложные структуры и производят значительные пространственные неоднородности. Развитие биопленки активно регулируется окружающей потока и питательной среды. Рост биопленки и повышает неоднородность локального окружения путем генерации сложных полей потока растворенного вещества и транспортным системам. Для исследования развития неоднородности в биопленки и взаимодействия между биопленок и их местных микро-среде обитания, мы выросли моно-видовые биопленки синегнойной палочки и двойного видов биопленки в Р. палочки и кишечной палочки под пищевых градиентов в микрофлюидном ячейку. Мы предоставляем подробные протоколы для создания питательных градиенты в ячейкой, и для выращивания и визуализации развитие биопленки в этих условиях. Мы также представляем протоколы для серии оптических методов количественного пространственных структур в составе биопленки, DISTRI потокаменным биопленок и массового транспорта вокруг и внутри биопленки колонии. Эти методы поддерживают комплексные исследования совместного развития биопленки и среды обитания неоднородности.

Введение

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Микроорганизмы придают поверхности и образуют биопленки - клеточных агрегатов, заключенных в внеклеточного полимерной матрице 1. Биопленки ведут себя очень по-разному от отдельных микробных клеток, потому что биопленки иметь драматические пространственной неоднородности в результате сочетания внутренних ограничений растворенного транспорта и пространственных вариаций в клеточном метаболизме 2,3. Концентрации кислорода и питательных веществ резко уменьшается на границе раздела между биопленки и окружающей жидкости и получить дополнительно обедненного пределах в биопленки 2. Пространственные вариации биопленки дыхания и синтеза белка может происходить в ответ на локализованном кислорода и питательных веществ наличии 2.

В водных и почвенных условиях, большинство бактерий обитает в биопленки. Природные биопленки выполняют важные биохимические процессы, включая велосипедные углерод и азот и снижения металлы 4,5. Клинически, формирование биопленки RESPONSмых для длительного легочной и мочевой инфекции 6. Биопленки-ассоциированной инфекции весьма проблематичным, так как клетки в биопленки имеют чрезвычайно высокую устойчивость к противомикробных препаратов по сравнению с их аналогами планктонных 6. Потому что биопленки играют важную роль в различных условиях, значительное количество исследований было сосредоточено на изучении экологических факторов, которые контролируют биопленки деятельности, а также неоднородность в биопленки и окружающей микросреды.

Предыдущие исследования показали, что развитие биопленки сильно регулируется рядом факторов окружающей среды: биопленки развития различных морфологии в различных условиях потока; кислорода и усвояемость питательных веществ влияние биопленки морфология; и напряжение сдвига гидродинамических влияет на прикрепление планктонных клеток к поверхности и отряду из клеток из биопленок 7-9. Кроме того, внешнее состояние потока влияет на доставку субстратов Intо и в биопленки 10. Рост биопленки также изменяет окружающий физические и химические условия. Например, рост биопленки приводит к локальной истощение кислорода и питательных веществ 2; биопленки накапливаются неорганических и органических соединений из окружающей среды 11; и биопленки кластеры отвлечь потока и увеличение поверхности трения 12,13. Потому что биопленки взаимодействовать с их окружающей средой, в очень сложных отношениях, очень важно, чтобы одновременно получить информацию о свойствах биопленки и условий окружающей среды, и междисциплинарные подходы, должны быть использованы, чтобы всесторонне характеризуют биопленки и окружающей средой.

Здесь мы представляем серию комплексных методов для характеристики пространственных структур в микробного роста в моно-видов и биопленки двойного видов, находящихся под навязанной градиента питания, и наблюдать за результатом изменения местного химического и микросреды жидкости. Мы ельул описывают использование недавно разработанной двойного всасывания клетки Микрожидкостных потока наблюдать рост биопленки под четко определенные химические градиенты. Затем мы продемонстрировать использование этого микрожидкостных проточной ячейке, чтобы наблюдать рост двух видов бактерий, синегнойной палочки и кишечной палочки, в биопленки при различных условиях питания. Покажем, как в месте визуализации флуоресцентного распространения примеси в биопленки колонии могут быть использованы для количественной оценки моделей растворенного транспорта в биопленки. Наконец, мы покажем, как микромасштабная отслеживания частиц велосиметрия, проводится под конфокальной микроскопии, могут быть использованы для получения локальным полем потока вокруг растущих биопленок.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Протокол

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. Технологическая схема установки сотовый и Прививка

ПРИМЕЧАНИЕ:. Используйте микрофлюидальный Cell Double-потока на входе, описанную в песне и др, 2014 14 расти биопленки. Эта ячейка поток способен создавать четкие ровные химические градиенты. Конструкция клетки потока показан на рисунке 1 и поток изготовление клеток было описано ранее в песни и др., 2014 14. Здесь мы подробно наши методы с использованием P. палочки и Е. палочка с образованием биопленок, но и другие виды могут быть пригодны также. Мы использовали P. палочки PAO1- GFP, который конструктивно выражает зеленый флуоресцентный белок (GFP), как модельный организм для развития биопленки. Кроме того, мы использовали E. палочка DH5 & сформировать биопленку смешанного вида с P. палочки. П. палочки и Е. Штаммы кишечной палочки были выращены на LB чашках с агаром.

  1. Подготовьте, используя полидиметилсилоксана проточной ячейки (PDMS), связанного сстекло покровное с помощью кислородной терапии плазмы, как описано в 14. Размеры проточной ячейки камеры на 23 мм × 13 мм × 0,24 мм (длина × ширина × глубина).
  2. Подготовка изменены ФАБ питательную среду 15. Для наблюдения роста биопленки под питательной градиента в проточную ячейку, вводят модифицированные FAB среднего 15 с 0,6 мкМ глюкозы в одно впускное отверстие и ввести FAB среды без какого-либо источника углерода через другое входное отверстие. Фильтр-стерилизовать (размер пор = 0,2 мкм) глюкозы раствор (60 мм), прежде чем добавлять его в среде FAB. Также в автоклаве среды FAB с циклом 1 (жидкость, 15 мин; 121 ° С, 17 фунтов на квадратный дюйм) перед использованием.
  3. Стерилизовать систему потока. До прививки, автоклав путь всего потока (средний бутылки, трубы, пузырь ловушки, проточные ячейки) с помощью цикла 1, для пластиковых трехходовых клапанов (одноразовые и предварительно стерилизованные), расположенных выше по течению проточной ячейки, кроме. (Три-Ways клапаны используются для нагнетания ячейки Сulture, флуоресцентный трейсер и микросферы). Чтобы избежать загрязнения во время сборки, охватывают все трубы и соединительные отверстия с алюминиевой фольгой или автоклаве мешки перед автоклавированием.
  4. Подключите систему потока. Тщательно Собирают компоненты системы проточной ячейки (см видео для сборки системы потока) и обеспечивают питательную среду в камеру потока с помощью перистальтического насоса, который точно регулирует расход.
  5. Подготовка культуре клеток для прививки путем передачи колонию P. палочки или E. палочка из LB пластин 3 мл LB бульоне и встряхните культура O / N на 225 оборотов в минуту и 37 ° C. Развести O / N клеточных культур в 1 мл стерилизованной воды до конечного OD 600 = 0,01 в качестве посевного материала. (Культура и разбавить бактерии в капюшоне ламинарного потока, чтобы избежать загрязнения.)
  6. Для экспериментов с биопленки смешанного вида, разбавить две бактериальные культуры в соотношении 1: 1 в 1 мл с эквивалентным OD 600 = 0,01 для каждой бактерии.
  7. Посев в проточную кювету. Подайте 1 мл инокулята на входе проточной ячейки из трех-ходовым клапаном. После инъекции приостановить поток в течение 1 часа, чтобы позволить бактериальные клетки прикрепляются к защитным стеклом. (Убедитесь, что проточная ячейка находится с покровного стороной вниз, чтобы позволить подвесные клетки оседают на покровное.)
  8. После 1 часа, возобновить поток и насос ростовой среды к проточной кювете при постоянной скорости 0,03 мл / мин в течение каждого входе в течение 3 дней.

2. Характеризуя биопленки развития в ответ на пищевые градиентов с помощью конфокальной микроскопии

ПРИМЕЧАНИЕ: P. палочки могут быть отображены с конструктивно выраженной GFP, но E. палочка в биопленки смешанного вида должны быть отображены на counterstaining.

  1. Соблюдайте 3-дневные биопленки с помощью конфокальной микроскопии. По мнению представителя результатов следуйте биопленки с помощью конфокальной микроскопии с целью 63X. До визуализации, знакCell Double-входной поток с сеткой на обложке стороне стекла. (Цель этой сетки, чтобы позволить экспериментатор, чтобы найти области, изображений в мобильный блок камеры.)
  2. Для контрастное, разбавленных 10 мкл красного флуоресцентного красителя клетки проникающий нуклеиновой кислоты, такие как зеленого флуоресцентного красителя нуклеиновых кислот, таких как STYO 62, раствор (1 мМ) в 990 мкл стерилизованной воды, а затем медленно вводить разбавленную пятно с помощью шприца в проточной ячейки камеры от входного трехходового клапана. Держите измерительную ячейку на прежнем уровне и в темноте в течение 30 мин, а затем возобновить поток, чтобы смыть несвязанного пятно в течение 15 мин.
  3. Выполните конфокальной микроскопии. Активируйте 488 нм аргонового лазера для возбуждения и эмиссии коллекторах для GFP (500-535 нм) и пятно нуклеиновой кислоты (для зеленого флуоресцентного красителя нуклеиновых кислот, 650-750 нм). Отрегулируйте прибыли и коррекции для обоих каналов имеют яркие и чистые изображения. Выберите XYZ и режим одновременного отображения. Используйте ручку г-управления для идентифы низ и верх биопленки в этой области. Установите Z-шаг до 0,5 мкм для получения стека изображений 3-D. (Чтобы обеспечить высокое качество изображения, используйте средней линии четыре для получения изображений.)
  4. Для отображения пространственных моделей развития биопленки в клетке потока, графические биопленки в три или более продольных (х) расстояния вдоль входе проточной ячейки, и в три поперечных (у) положение относительно наложенного градиента питания, как показано на рисунке 1 ,

3. Характеризуя Внутренняя растворенного вещества Транспорт инъекций Консервативной люминесцентных Tracer

Примечание: консервативная флуоресцентные Tracer, такие как Cy5, могут быть использованы для характеристики растворенного транспортным системам в биопленки.

  1. Растворить Cy5 (Mono-реактивный NHS сложный эфир) в воде до конечной концентрации 10 мг / мл в качестве основного раствора. Храните Cy5 маточного раствора в -20 ° C морозильнике.
    ПРИМЕЧАНИЕ: В Cy5 свет-SENSITIve, магазин, развести и вводить решения Cy5 в темноте.
  2. До инъекции флуоресцентного индикатора, возьмите изображения стек 3-D в 3-дневный биопленки с конфокальной микроскопии (с целью 63X). (Широкие области биопленки колонии идеально подходят для временных рядов наблюдений транспорта красителя). Также надо выбрать плоскость г с хорошо разделенными колоний для визуализации (как показано на рисунке 5А).
  3. Для каждого эксперимента инъекции Cy5, разбавленные 2 мкл Cy5 маточного раствора в 998 мкл стерилизованной воды с получением инъекционного раствора, имеющего концентрацию Cy5 20 мкг / мл.
  4. Остановите насос, чтобы приостановить поток и придать решение Cy5 в верховьях проточной ячейки, используя шприц с помощью 3-ходового клапана. (Важно, чтобы предотвратить пузырьки воздуха от входа в канал потока во время инъекции. Bubble ловушки должны быть открыты в течение задней инъекции.)
  5. После введения раствора Cy5, закройте ловушки пузырь, отрегулируйте 3-ходовой клапан и перезагрузитенасос для доставки введенного раствора Cy5 в проточную кювету.
  6. Переключатель конфокальной режим отображения, чтобы XYT. Активируйте Cy5 и GFP каналов в режиме одновременного отображения. Настройка параметров конфокальной на Cy5 интенсивности (интенсивность лазерного излучения, усиления и смещения), чтобы избежать насыщения сигналов, что особенно важно для количественного определения. (Высоким временным разрешением является предпочтительным для визуализации проникновения красителя. Тем не менее, быстрое сканирование снижает качество изображения.) Выбрать правильную скорость сканирования и линии среднего, чтобы сбалансировать временное разрешение изображения и качество изображения. Для этого протокола использовать средней линии четырех и частоту кадров 0,15 Гц.
  7. Резюме потока для доставки Су5 в проточную кювету (все еще при скорости потока 0,03 мл / мин). Одновременно начать конфокальной микроскопии временных рядов.
  8. Количественная проникновение Cy5 радиально среднем интенсивность Cy5 в 2-D круговой колонии биопленки. Для усреднения, сначала определить край биопленки кластера, а затем генерировать на карте расстояния для 2-D части кластера вИ, наконец, средние радиальные модели интенсивности Cy5, чтобы сформировать кривую проникновения (рисунок 6).
    1. Для вычислений понять, шаг 3,8, используйте BioSPA (биопленки пространственного анализа Pattern) пакет программного обеспечения (неопубликованные, пакет программного обеспечения и руководство по запросу) или другие программы анализа изображений.
    2. Чтобы использовать BioSPA, сначала импортировать изображение, установленное в BioSPA. Затем выберите правильный порог для GFP и Cy5 каналов, чтобы бинарных изображений. В меню Анализ / Расчет, выберите Advanced анализ, а затем Diffusion анализ. Используйте GFP-канал для определения край кластера и использовать инструмент многоугольник, чтобы выбрать один кластер как области интереса (ROI).
    3. Дважды щелкните по выбранному биопленки кластер для выполнения анализа диффузии. Сохранение результатов анализа диффузии и калибровки интенсивности Cy5 концентрации Cy5 с использованием калибровочной кривой.
      1. Для создания Cy5 калибровки концентрация кривой, измерять интенсивность Cy5 над Conce Cy5ntration градиент под конфокальной микроскопии. (Cy5 интенсивность и концентрация в линейной зависимости).

4. Характеризуя окружающий поля течения, отслеживая флуоресцентный частиц

Примечание: Флуоресцентные частицы, такие как флуоресцентные микрошарики, может быть использован, чтобы характеризовать поле потока вокруг биопленки. Поле обтекание биопленок может быть рассчитана из временных рядов наблюдений позиций частиц с использованием отслеживания скорости на частицы программное обеспечение. Результаты, показанные здесь, были получены с потоками 2,02 программный пакет 16 (программное обеспечение для скачивания и гид пользователя в http://www.civil.canterbury.ac.nz/streams.shtml ).

  1. Развести флуоресцентные микрошарики (диаметр ~ 1 мкм) в стерилизованной воде до конечной концентрации твердого вещества 0,2% и в конечном объеме 0,5 мл. Vortex, чтобы убедиться, что микросферыхорошо разошлись.
  2. Вводят и доставить разбавленные флуоресцентные микрошарики в проточную кювету в соответствии с процедурами из шагов 3,3 до 3,5. Чтобы разрешить точное отслеживание траектории частицы, используют частоту относительно низкого расхода (0,01 мл / ч для отслеживания результатов частиц в этой статье).
  3. Переключатель конфокальной настройки для режима XYT для отслеживания движения частиц в одном Z-среза и получать изображения временных рядов. (Частота кадров 1 Гц была использована для представительных результатов, показанных в этой статье.) Повторная инъекция частиц и изображение в разных местах г, чтобы создать поле потока 3-D.
  4. Предварительная обработка временных рядов конфокальной изображения путем вычитания фоновой флуоресценции сигнал (сигнал в первом полученного изображения множества изображений) с помощью ImageJ (скачать программное обеспечение и руководство доступно на http://imagej.nih.gov/ij/ ) или других программ.
  5. В ImageJ, открыть первый образ множества изображений, а затем импортировать набор изображений. Под процессом / Image Calculator, вычесть первое изображение из набора изображений. Сохраните предварительно обработанных набор изображений.
  6. Для расчета векторов потока, импорт временных рядов конфокальной изображения в потоках 2,02. В разделе "Open View процесса", выбрать и выполнить "Определить частицы". Используйте соответствующую порог для идентификации частиц. Используйте 0,5 и 5 мкм, как минимальный и максимальный диаметр порогов 1 мкм частиц.
  7. Тогда в "Open View процесса", выбрать и выполнить "PTV анализа трубопровода" Чтобы создать траекторий частиц. Проверьте траекторий частиц, чтобы увидеть, если они представляют движение частиц. Наконец, выбрать и выполнить "Создать поле скоростей", чтобы создать вектор потока карту.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Результаты

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Микрожидкостных клеток дважды на входе потока позволяет наблюдать роста биопленки под четко определенной химической градиента, образованного путем смешивания двух растворов в проточную камеру. В результате химического градиента была ранее наблюдались инъекции красителя и характеризуются подробно Песни и др. 14. Гладкие градиенты концентрации были сформированы в поперечном направлении, как показано на рисунке 1. Профиль концентрации был крутой вблизи входа и получил расслабился вниз п...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Обсуждение

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Мы показали, набор методов, чтобы охарактеризовать три важных взаимодействий биопленки среды: биопленки ответ на химических градиентов, эффекты роста биопленки на окружающую микросреду потока, и биопленки неоднородности в результате ограничений внутреннего транспорта.

Мы впервые показали использование новых клеточных Микрожидкостных потока навязать четко определенный химический градиент для развития биопленки. Для создания четко определенный химический градиент в проточной кювете, важно подд...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Раскрытие информации

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Авторам нечего раскрывать.

Благодарности

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Мы благодарим Мэтт Парсек в университете Вашингтона (Сиэтл, Вашингтон) для обеспечения P. палочки и Е. штаммы кишечной палочки и Роджер Нокс из Университета Кентербери (Новая Зеландия) для обеспечения доступа к потокам программного обеспечения. Эта работа была поддержана грантом R01AI081983 из Национальных институтов здравоохранения, Национальный институт аллергии и инфекционных заболеваний. Конфокальной изображения была выполнена в Северо-Западном Биологическая изображениями фонда (БИФ).

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
Перистальтический насосGilsonMiniplus 3Настройка проточной ячейки и трубка насоса для модифицирования
0.50  мм OVC, оранжевый/желтыйGilsonF117934Настройка проточной ячейки и инокуляция
Трехходовой запорный кран с поворотной наружной резьбой Замок ЛюэраSmiths Medical MX9311LНастройка проточной ячейки и инокуляция
Sylgard 184 Инкапсуляция солнечных батарей для изготовления солнечных панелейML Solar LLCУстановка и инокуляция проточной ячейки
Pyrex Medium Bottle, 1  L, GL45VWR16157-191Настройка и инокуляция проточной ячейки
C-FLEX ТрубкаCole-Parmer06422-02Настройка и инокуляция проточной ячейки
1 мл TB ШприцBD309659Настройка и инокуляция проточной ячейки
Полимерная трубкаIDEX1520GУстановка и инокуляция проточной ячейки
Стерильный адаптер Intramedic Luer Заглушка КлейАдамс427564Настройка и инокуляция проточной ячейки
Игла PrecisionGlide BD305195Настройка и инокуляция проточной ячейки
СпектрофотометрHACHНастройка и инокуляция проточной ячейки
Шприцевые фильтры - стерильные (0,2 & мкм; m)Fisherbrand09-719AНастройка и модификация проточной ячейки
MAXQ ShakerThermo ScientificУстановка и инокуляция проточной ячейки
Сульфат аммонияSigma AldrichA4418Питательная среда
Двухосновной фосфат натрия безводныйSigma AldrichRES20908-A7Питательная среда
Одноосновной фосфат калияSigma AldrichP5655Питательные среды
Хлорид натрияSigma AldrichS7653Питательные среды
Магния хлоридSigma AldrichM8266Питательные среды
Хлорид кальцияSigma AldrichC5670Питательные среды
Дигидрат сульфата кальция SigmaAldrichC3771Питательные среды
Сульфат железа (II) гептагидратSigma Aldrich215422Питательная среда
Моногидрат сульфата марганца(II)Сигма ОлдричM7634Питательная среда
Сульфат меди(II)Сигма Олдрич451657Питательная среда
Гептагидрат сульфата цинкаСигма ОлдричZ0251Питательная среда
Гептагидрат сульфата кобальта(II)Сигма ОлдричC6768Питательная среда
Молибдат натрияСигма Олдрич243655Питательные среды
Борная кислотаСигма ОлдричB6768Питательные среды
ДекстрозаСигма ОлдричD9434Питательные среды
Лурия Бертани БульонСигма ОлдричL3022Субстраты
TCS SP2 Конфокальная микроскопияLeicaФлуоресцентная визуализация
SYTO 62Life TechnologyS11344Флуоресцентная визуализация
Cy5GE Healthcare Медико-биологические наукиPA15100Флуоресцентная визуализация
Красная флуоресцентная визуализация (580/605) FluoSphereLife TechnologyF-8801Флуоресцентная визуализация
BioSPAPackman LabОбработка изображений
ImageJNIHОбработка изображений
VolocityPerkinElmerОбработка изображений
Потоки 2.02Университет КантбериОбработка изображений

Ссылки

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Hall-Stoodley, L., Costerton, J. W., Stoodley, P. Bacterial biofilms: From the natural environment to infectious diseases. Nat Rev Microbiol. 2 (2), 95-108 (2004).
  2. Stewart, P. S., Franklin, M. J. Physiological heterogeneity in biofilms. Nat Rev Microbiol. 6 (3), 199-210 (2008).
  3. Xu, K. D., Stewart, P. S., Xia, F., Huang, C. T., McFeters, G. A. Spatial physiological heterogeneity in Pseudomonas aeruginosa biofilm is determined by oxygen availability. Appl Environ Microb. 64 (10), 4035-4039 (1998).
  4. Costerton, J. W., et al. Bacterial Biofilms in Nature and Disease. Annu Rev Microbiol. 41, 435-464 (1987).
  5. Battin, T. J., Kaplan, L. A., Newbold, J. D., Hansen, C. M. E. Contributions of microbial biofilms to ecosystem processes in stream mesocosms. Nature. 426 (6965), 439-442 (2003).
  6. Costerton, J. W., Stewart, P. S., Greenberg, E. P. Bacterial biofilms: A common cause of persistent infections. Science. 284 (5418), 1318-1322 (1999).
  7. Stoodley, P., Dodds, I., Boyle, J. D., Lappin-Scott, H. M. Influence of hydrodynamics and nutrients on biofilm structure. J Appl Microbiol. 85, Suppl 1. 19S-28S (1999).
  8. Stoodley, P., Lewandowski, Z., Boyle, J. D., Lappin-Scott, H. M. Structural deformation of bacterial biofilms caused by short-term fluctuations in fluid shear: An in situ investigation of biofilm rheology. Biotechnol Bioeng. 65 (1), 83-92 (1999).
  9. Wasche, S., Horn, H., Hempel, D. C. Influence of growth conditions on biofilm development and mass transfer at the bulk/biofilm interface. Water Res. 36 (19), 4775-4784 (2002).
  10. Stewart, P. S. Mini-review: Convection around biofilms. Biofouling: The Journal of Bioadhesion and Biofilm Research. 28 (2), 187-198 (2012).
  11. Flemming, H. C. Sorption sites in biofilms. Water Sci Technol. 32 (8), 27-33 (1995).
  12. Debeer, D., Stoodley, P., Lewandowski, Z. Liquid Flow in Heterogeneous Biofilms. Biotechnol Bioeng. 44 (5), 636-641 (1994).
  13. Schultz, M. P., Swain, G. W. The effect of biofilms on turbulent boundary layers. J Fluid Eng-T Asme. 121 (1), 44-51 (1999).
  14. Song, J. S. L., Au, K. H., Huynh, K. T., Packman, A. I. Biofilm Responses to Smooth Flow Fields and Chemical Gradients in Novel Microfluidic Flow Cells. Biotechnol Bioeng. 111 (3), 597-607 (2014).
  15. Shrout, J. D., et al. The impact of quorum sensing and swarming motility on Pseudomonas aeruginosa biofilm formation is nutritionally conditional. Mol Microbiol. 62 (5), 1264-1277 (2006).
  16. Maxworthy, T., Nokes, R. I. Experiments on gravity currents propagating down slopes. Part 1. The release of a fixed volume of heavy fluid from an enclosed lock into an open channel. J Fluid Mech. 584, 433-453 (2007).
  17. Stewart, P. S. A review of experimental measurements of effective diffusive permeabilities and effective diffusion coefficients in biofilms. Biotechnol Bioeng. 59 (3), 261-272 (1998).
  18. Schramm, A., De Beer, D., Gieseke, A., Amann, R. Microenvironments and distribution of nitrifying bacteria in a membrane-bound biofilm. Environ Microbiol. 2 (6), 680-686 (2000).
  19. Santegoeds, C. M., Schramm, A., de Beer, D. Microsensors as a tool to determine chemical microgradients and bacterial activity in wastewater biofilms and flocs. Biodegradation. 9 (3-4), 159-168 (1998).
  20. Debeer, D., Stoodley, P., Roe, F., Lewandowski, Z. Effects of Biofilm Structures on Oxygen Distribution and Mass-Transport. Biotechnol Bioeng. 43 (11), 1131-1138 (1994).
  21. Liu, Y., Tay, J. H. The essential role of hydrodynamic shear force in the formation of biofilm and granular sludge. Water Res. 36 (7), 1653-1665 (2002).
  22. Zhang, W., et al. A Novel Planar Flow Cell for Studies of Biofilm Heterogeneity and Flow-Biofilm Interactions. Biotechnol Bioeng. 108 (11), 2571-2582 (2011).
  23. Tseng, B. S., et al. The extracellular matrix protects Pseudomonas aeruginosa biofilms by limiting the penetration of tobramycin. Environ Microbiol. 15 (10), 2865-2878 (2013).
  24. Debeer, D., Srinivasan, R., Stewart, P. S. Direct Measurement of Chlorine Penetration into Biofilms during Disinfection. Appl Environ Microb. 60 (12), 4339-4344 (1994).

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Перепечатки и разрешения

Запросить разрешение на повторное использование текста или иллюстраций этой статьи JoVE

Запросить разрешение

Теги

Pseudomonas aeruginosaEscherichia coli

Похожие статьи