Изготовление микрожидкостных каналов и их реализация в экспериментах для изучения хемотаксиса нагула поведение морских микробов в питательную пятнистый морской пейзаж и плавание поведение бактерий в сдвиговом потоке описаны.
Степень, в которой планктонных микробов могут использовать микромасштабной патчи ресурс будет иметь значительные последствия для океанических трофодинамика и биогеохимических потоков. Однако, чтобы воспользоваться питательной пятна в океане, плавание микробы должны преодолеть влияние физических сил в том числе молекулярной диффузии и турбулентного сдвига, который будет ограничивать доступность патчей и способность бактерий, чтобы найти их. До недавнего времени методологические ограничения есть исключается прямое экзаменов микробного поведения в местах обитания пятнистый и реалистичные мелкие условиях потока. Таким образом, большая часть наших знаний о микробной поведения в океан, было получено от теоретических предсказаний. Для получения новой информации о микробной нагула поведения в океане мы применили мягкие литографических методов изготовления развивать 2 микрожидкостных устройств, которые мы использовали для создания (я) микромасштабной питательных пятна с размерами и характеристиками диффузионного отношение к океанических процессов и (II) микромасштабной вихрей, с скоростях сдвига, соответствующие этим ожидается в океан. Эти микрожидкостных устройств позволили первое прямое изучение микробной плавания и хемотаксиса поведения в гетерогенных и динамические морской пейзаж. Комбинированное использование epifluorescence и микроскопии фазового контраста позволяют осуществлять прямое обследование физические размеры и диффузионных характеристик питательных патчей, в то время как наблюдения на уровне населения агрегатного ответа, в дополнение к плаванию поведении отдельных микробов. Эти эксперименты показали, что некоторые виды фитопланктона, гетеротрофных бактерий и простейших phagotrophic имеют большой опыт по поиску и использованию диффундирующих микромасштабной патчи ресурсов в очень короткие сроки. Мы также показали, что до умеренных скоростях сдвига, морские бактерии способны бороться с потоком и плавать в их среде по собственному желанию. Тем не менее, за порог высокий уровень сдвига, бактерии ориентированы в сдвиговом потоке и менее способны плавание без нарушения из потока. Microfluidics представляет собой новый и недорогой подход к изучению водной экологии микробов, и из-за его пригодность для точного создания реалистичных поля потока и подложки градиенты на микроуровне, идеально применимы к экзаменам микробного поведения на самых малых масштабов взаимодействия. Поэтому мы предлагаем микрофлюидики представляет собой ценный инструмент для получения лучшего понимания экологии микроорганизмов в океане.
Понимание того, как морские микроорганизмы взаимодействуют с местными химической и физической среды необходимо для более полного и точного восприятия роли планктонных микроорганизмов в океане питательных веществ и углеродного цикла (Azam и Малфатти 2007). Однако из-за малых масштабах (<мм), по кото?…
Мы хотели бы поблагодарить Microsystems технологий лаборатории Массачусетского технологического института за предоставленную нам возможность фильме часть этого видео в чистой комнате объекта.
Material Name | Type | Company | Catalogue Number | Comment |
---|---|---|---|---|
PDMS, Sylgard 184 | Silicone Elastomer Kit | Dow Corning, Midland, MI, USA | http://www.ellsworth.com/sylgard.html | |
SU8-2100 | Photoresist | MicroChem, Newton, MA, USA | www.microchem.com | |
Nikon Eclipse TE2000-E inverted microscope | Microscope | Nikon, Japan | ||
PEEK tubing (0.762 mm ID, 1.59 mm OD) | Tool | Upchurch Scientific, Oak Harbor, WA, USA | www.upchurch.com | |
Syringes (Luer-Lok Tip) | Tool | BD, Franklin Lakes, NJ, USA | ||
Fitting Part P-704-01 | Tool | Upchurch Scientific, Oak Harbor, WA, USA | To connect tubing to Luer-Lok Tip Syringes | |
Syringe Pump (PHD 2000 Programmable) | Equipment | Harvard Apparatus, Holliston, MA, USA | ||
CCD Camera (PCO 1600) | Equipment | Cooke, Romulus, MI, USA |