-1::1
Simple Hit Counter
Skip to content

Products

Solutions

×
×
Sign In

RU

EN - EnglishCN - 简体中文DE - DeutschES - EspañolKR - 한국어IT - ItalianoFR - FrançaisPT - Português do BrasilPL - PolskiHE - עִבְרִיתRU - РусскийJA - 日本語TR - TürkçeAR - العربية
Sign In Start Free Trial

RESEARCH

JoVE Journal

Peer reviewed scientific video journal

Behavior
Biochemistry
Bioengineering
Biology
Cancer Research
Chemistry
Developmental Biology
View All
JoVE Encyclopedia of Experiments

Video encyclopedia of advanced research methods

Biological Techniques
Biology
Cancer Research
Immunology
Neuroscience
Microbiology
JoVE Visualize

Visualizing science through experiment videos

EDUCATION

JoVE Core

Video textbooks for undergraduate courses

Analytical Chemistry
Anatomy and Physiology
Biology
Calculus
Cell Biology
Chemistry
Civil Engineering
Electrical Engineering
View All
JoVE Science Education

Visual demonstrations of key scientific experiments

Advanced Biology
Basic Biology
Chemistry
View All
JoVE Lab Manual

Videos of experiments for undergraduate lab courses

Biology
Chemistry

BUSINESS

JoVE Business

Video textbooks for business education

Accounting
Finance
Macroeconomics
Marketing
Microeconomics

OTHERS

JoVE Quiz

Interactive video based quizzes for formative assessments

Authors

Teaching Faculty

Librarians

K12 Schools

Biopharma

Products

RESEARCH

JoVE Journal

Peer reviewed scientific video journal

JoVE Encyclopedia of Experiments

Video encyclopedia of advanced research methods

JoVE Visualize

Visualizing science through experiment videos

EDUCATION

JoVE Core

Video textbooks for undergraduates

JoVE Science Education

Visual demonstrations of key scientific experiments

JoVE Lab Manual

Videos of experiments for undergraduate lab courses

BUSINESS

JoVE Business

Video textbooks for business education

OTHERS

JoVE Quiz

Interactive video based quizzes for formative assessments

Solutions

Authors
Teaching Faculty
Librarians
K12 Schools
Biopharma

Language

ru_RU

EN

English

CN

简体中文

DE

Deutsch

ES

Español

KR

한국어

IT

Italiano

FR

Français

PT

Português do Brasil

PL

Polski

HE

עִבְרִית

RU

Русский

JA

日本語

TR

Türkçe

AR

العربية

    Menu

    JoVE Journal

    Behavior

    Biochemistry

    Bioengineering

    Biology

    Cancer Research

    Chemistry

    Developmental Biology

    Engineering

    Environment

    Genetics

    Immunology and Infection

    Medicine

    Neuroscience

    Menu

    JoVE Encyclopedia of Experiments

    Biological Techniques

    Biology

    Cancer Research

    Immunology

    Neuroscience

    Microbiology

    Menu

    JoVE Core

    Analytical Chemistry

    Anatomy and Physiology

    Biology

    Calculus

    Cell Biology

    Chemistry

    Civil Engineering

    Electrical Engineering

    Introduction to Psychology

    Mechanical Engineering

    Medical-Surgical Nursing

    View All

    Menu

    JoVE Science Education

    Advanced Biology

    Basic Biology

    Chemistry

    Clinical Skills

    Engineering

    Environmental Sciences

    Physics

    Psychology

    View All

    Menu

    JoVE Lab Manual

    Biology

    Chemistry

    Menu

    JoVE Business

    Accounting

    Finance

    Macroeconomics

    Marketing

    Microeconomics

Start Free Trial
Loading...
Home
JoVE Journal
Bioengineering
Создание контролируемых, динамических химических ландшафтов для изучения микробного поведения
Создание контролируемых, динамических химических ландшафтов для изучения микробного поведения
JoVE Journal
Bioengineering
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Journal Bioengineering
Generating Controlled, Dynamic Chemical Landscapes to Study Microbial Behavior

Создание контролируемых, динамических химических ландшафтов для изучения микробного поведения

Full Text
6,698 Views
10:07 min
January 31, 2020

DOI: 10.3791/60589-v

Francesco Carrara1, Douglas R. Brumley2, Andrew M. Hein3, Yutaka Yawata4,5, M. Mehdi Salek1, Kang Soo Lee1, Elzbieta Sliwerska1, Simon A. Levin6, Roman Stocker1

1Institute of Environmental Engineering, Department of Civil, Environmental and Geomatic Engineering, 2School of Mathematics and Statistics,University of Melbourne, 3Institute of Marine Sciences,University of California, Santa Cruz, 4Faculty of Life and Environmental Sciences,University of Tsukuba, 5Microbiology Research Center for Sustainability,University of Tsukuba, 6Department of Ecology and Evolutionary Biology,Princeton University

AI Banner

Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.

Overview

This article presents a protocol for generating dynamic chemical landscapes through photolysis in microfluidic setups. This methodology enables the study of various biological processes, including the motile behavior and nutrient uptake of microorganisms.

Key Study Components

Area of Science

  • Microfluidics
  • Microbial ecology
  • Chemotaxis

Background

  • Understanding microbial behavior in response to chemical gradients is crucial for ecological studies.
  • Dynamic chemical landscapes can reveal hidden trade-offs and nutrient kinetics.
  • Microfluidic technology allows for precise control over chemical environments.
  • Photolysis is used to create localized chemoattractants at the microscale.

Purpose of Study

  • To elucidate the behavior of microorganisms navigating dynamic chemical gradients.
  • To measure the chemotactic response of microbial populations to unsteady chemical gradients.
  • To uncover population dynamics in ecologically relevant microenvironments.

Methods Used

  • Designing channels using CAD software.
  • Fabricating masters by soft lithography in a clean room.
  • Preparing PDMS mixtures for microfluidic device fabrication.
  • Employing photolysis to generate controlled chemical pulses.

Main Results

  • Demonstrated the ability to create dynamic chemical environments.
  • Showed how microorganisms respond to localized chemical changes.
  • Revealed insights into nutrient uptake and population dynamics.
  • Provided a framework for studying microbial behavior in real-time.

Conclusions

  • The methodology offers a powerful tool for studying microbial ecology.
  • Dynamic chemical landscapes can significantly impact microbial behavior.
  • This approach can be applied to various biological research areas.

Frequently Asked Questions

What is photolysis?
Photolysis is a process that uses light to break down chemical compounds, allowing for the generation of localized chemical gradients.
How does microfluidics enhance biological studies?
Microfluidics allows for precise control of the chemical environment, enabling the study of biological processes at the microscale.
What types of microorganisms can be studied using this method?
This method can be applied to various microorganisms, including bacteria and yeast, to study their behavior in response to chemical gradients.
What are the benefits of using dynamic chemical landscapes?
Dynamic chemical landscapes can reveal how microorganisms adapt to changing environments and their nutrient uptake strategies.
Can this methodology be applied to other fields of research?
Yes, the principles of this methodology can be adapted for studies in other biological and ecological fields.

Представлен протокол для генерации динамических химических ландшафтов с помощью фотолиза в микрофлюидных и миллифлюдических установках. Эта методология подходит для изучения различных биологических процессов, включая подвижное поведение, поглощение питательных веществ или адаптацию к химическим веществам микроорганизмов, как на уровне одной клетки, так и на уровне популяции.

Этот метод позволяет прояснить микромасштабную экологию и поведение микроорганизмов, перемещающих динамические химические градиенты, и выявить их скрытые компромиссы, кинетику питательных веществ и динамику популяции в экологически релевантных микроокружениях. Комбинируя микрофлюидные технологии с фотолизом, мы генерируем контролируемые химические импульсы, где локализованный химиоаттракант внезапно становится доступным на микромасштабе, чтобы измерить химиотаксическую реакцию микробных популяций, впервые подвергшихся воздействию нестационарных химических градиентов. Дизайн канала с помощью программного обеспечения CAD, и распечатать его на прозрачность фильма для создания фото маски.

Изготовление мастера мягкой литографии в чистой комнате, в соответствии с рукописью. Подготовь смесь PDMS, объединив еластомер с его лечебным агентом в соотношении 10 к одному в 40-миллилитровом стакане. С пластиковым ножом, смесь энергично, пока жидкость однородна.

View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos

View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos

Sign In Start Free Trial

Explore More Videos

Биоинженерия Выпуск 155 клетки соединений химические импульсы химиотаксис микробная экология микрофлюиды подвижность фотолиз поликарбонатная мембрана

Related Videos

Хемотаксиса Реакция морской микроорганизмов к Micro-Scale питательных слоев

22:38

Хемотаксиса Реакция морской микроорганизмов к Micro-Scale питательных слоев

Related Videos

13.9K Views

Разработка и использование Мультиплексированный массивы хемостата

19:40

Разработка и использование Мультиплексированный массивы хемостата

Related Videos

24K Views

Микрофлюидный пиколитровый биореактор для микробного анализа одиночных клеток: изготовление, настройка и эксплуатация системы

12:04

Микрофлюидный пиколитровый биореактор для микробного анализа одиночных клеток: изготовление, настройка и эксплуатация системы

Related Videos

13.1K Views

Использование сокультивирования обнаружить химически опосредованной межвидовых взаимодействий

08:29

Использование сокультивирования обнаружить химически опосредованной межвидовых взаимодействий

Related Videos

14.1K Views

Методика адаптивной лабораторной эволюции микроорганизмов с использованием хемостатическую

06:03

Методика адаптивной лабораторной эволюции микроорганизмов с использованием хемостатическую

Related Videos

15.4K Views

Сборка и отслеживание развития микробного сообщества в рамках платформы массивов микролистов

09:24

Сборка и отслеживание развития микробного сообщества в рамках платформы массивов микролистов

Related Videos

9.7K Views

Анализ одной ячейки Microfluidic Сенная палочка

10:37

Анализ одной ячейки Microfluidic Сенная палочка

Related Videos

12.7K Views

Поколение динамических экологических условий с использованием микрофлюидного устройства с высокой пропускной способностью

14:48

Поколение динамических экологических условий с использованием микрофлюидного устройства с высокой пропускной способностью

Related Videos

4.6K Views

Контролируемые светом ферментации для производства микробных химических веществ и белков

08:37

Контролируемые светом ферментации для производства микробных химических веществ и белков

Related Videos

4.8K Views

Модельная экосистема на основе агарозы для культивирования метанотрофов в метано-кислородном контрградиенте

07:31

Модельная экосистема на основе агарозы для культивирования метанотрофов в метано-кислородном контрградиенте

Related Videos

1.4K Views

JoVE logo
Contact Us Recommend to Library
Research
  • JoVE Journal
  • JoVE Encyclopedia of Experiments
  • JoVE Visualize
Business
  • JoVE Business
Education
  • JoVE Core
  • JoVE Science Education
  • JoVE Lab Manual
  • JoVE Quizzes
Solutions
  • Authors
  • Teaching Faculty
  • Librarians
  • K12 Schools
  • Biopharma
About JoVE
  • Overview
  • Leadership
Others
  • JoVE Newsletters
  • JoVE Help Center
  • Blogs
  • JoVE Newsroom
  • Site Maps
Contact Us Recommend to Library
JoVE logo

Copyright © 2026 MyJoVE Corporation. All rights reserved

Privacy Terms of Use Policies
WeChat QR code