Summary

परमाणु शक्ति माइक्रोस्कोपी इमेजिंग के लिए बैक्टीरियल स्थिरीकरण

Published: August 10, 2011
doi:

Summary

लाइव ग्राम नकारात्मक और ग्राम पॉजिटिव बैक्टीरिया जिलेटिन लेपित अभ्रक पर immobilized जा सकता है और तरल में imaged परमाणु शक्ति माइक्रोस्कोपी (AFM) का उपयोग.

Abstract

AFM (एनएम पैमाने) इमेजिंग उपकरण है कि यंत्रवत् जांच एक सतह उच्च संकल्प है. यह छवि कोशिकाओं और biomolecules करने की क्षमता है, एक तरल वातावरण में रासायनिक नमूना इलाज की जरूरत के बिना. आदेश में इस लक्ष्य को पूरा करने के लिए, नमूना पर्याप्त बढ़ते सतह पालन स्कैनिंग AFM ब्रैकट टिप द्वारा exerted बलों द्वारा हटाने को रोकने के. कई उदाहरणों में, सफल इमेजिंग नमूना के बढ़ते सतह स्थिरीकरण पर निर्भर करता है. बेहतर, स्थिरीकरण न्यूनतम ऐसी है कि चयापचय प्रक्रियाओं और कार्यात्मक विशेषताओं समझौता नहीं कर रहे हैं नमूना के लिए आक्रामक होना चाहिए. कोटिंग हौसले cleaved सुअर जिलेटिन (सुअर) के साथ अभ्रक सतहों करके, नकारात्मक आरोप लगाया बैक्टीरिया की सतह पर immobilized किया जा सकता है और AFM द्वारा तरल में imaged. जिलेटिन लेपित अभ्रक पर बैक्टीरियल कोशिकाओं के स्थिरीकरण सबसे नकारात्मक आरोप लगाया बैक्टीरिया और सकारात्मक आरोप लगाया जिलेटिन के बीच electrostatic बातचीत के लिए कारण संभावना है. कई कारकों तरल जिसमें बैक्टीरिया निलंबित कर रहे हैं, जिलेटिन लेपित अभ्रक, बैक्टीरियल तनाव और माध्यम है जिसमें बैक्टीरिया imaged हैं की सतह विशेषताओं पर जीवाणुओं के ऊष्मायन समय के रासायनिक घटकों सहित बैक्टीरियल स्थिरीकरण, के साथ हस्तक्षेप कर सकते हैं. कुल मिलाकर, जिलेटिन – लेपित अभ्रक का उपयोग इमेजिंग माइक्रोबियल कोशिकाओं के लिए आम तौर पर लागू हो पाया है.

Protocol

1. मीका की तैयारी: AFM खुर्दबीन (लगभग 22 × 30 मिमी) फिट करने के लिए आवश्यक आकार के लिए कैंची के साथ अभ्रक (इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी विज्ञान) काटें. फोड़ना दोनों पक्षों पर अभ्रक, जब तक आम तौर पर टेप का उपयो…

Discussion

विभिन्न कारकों माइक्रोबियल बढ़ते AFM और सेल इमेजिंग को प्रभावित कर सकते हैं. जिलेटिन है कि कोटिंग के लिए प्रयोग किया जाता है अभ्रक महत्वपूर्ण है. वाणिज्यिक जिलेटिन मछली, गाय और सूअर सहित रीढ़ की संख्या स…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

इस शोध जैविक और पर्यावरण अनुसंधान, अमेरिका के ऊर्जा विभाग के कार्यालय द्वारा और वर्जीनिया कॉमनवेल्थ स्वास्थ्य अनुसंधान बोर्ड से अनुदान धन द्वारा प्रायोजित है. ओक रिज नेशनल लेबोरेटरी अमेरिकी ऊर्जा विभाग के लिए अनुबंध सं. डे – AC05 – 00OR22725 के तहत केन्द्र शासित प्रदेशों-Battelle, LLC द्वारा प्रबंधित किया जाता है.

Materials

Name Company Catalogue number
Gelatin Sigma, St. Louis, MO G6144, G2625 or G2500
PicoPlus Atomic Force Microscope Agilent Technologies, Tempe, AZ  
AFM cantilevers Veeco, Santa Barbara, CA MLCT-AUHW

References

  1. Bernal, R., Pullarkat, P. A. Mechanical properties of axons. Phys Rev Lett. 99, 018301-018301 (2007).
  2. Bray, D. Axonal growth in response to experimentally applied mechanical tension. Dev Biol. 102, 379-389 (1984).
  3. Chetta, J., Kye, C. Cytoskeletal dynamics in response to tensile loading of mammalian axons. Cytoskeleton (Hoboken). 67, 650-665 (2010).
  4. Dennerll, T. J., Lamoureux, P. The cytomechanics of axonal elongation and retraction. J Cell Biol. 109, 3073-3083 (1989).
  5. Fu, S. Y., Gordon, T. The cellular and molecular basis of peripheral nerve regeneration. Mol Neurobiol. 14, 1-2 (1997).
  6. Gray, C., Hukkanen, M. Rapid neural growth: calcitonin gene-related peptide and substance P- containing nerves attain exceptional growth rates in regenerating deer antler. Neuroscience. 50, 953-963 (1992).
  7. Heidemann, S. R., Buxbaum, R. E. Tension as a regulator and integrator of axonal growth. Cell Motil Cytoskeleton. 17, 6-10 (1990).
  8. Heidemann, S. R., Buxbaum, R. E. Mechanical tension as a regulator of axonal development. Neurotoxicology. 15, 95-107 (1994).
  9. Heidemann, S. R., Lamoureux, P. Cytomechanics of axonal development. Cell Biochem Biophys. 27, 135-155 (1995).
  10. Iwata, A., Browne, K. D. Long-term survival and outgrowth of mechanically engineered nervous tissue constructs implanted into spinal cord lesions. Tissue Eng. 12, 101-110 (2006).
  11. Lamoureux, P., Heidemann, S. R. Growth and elongation within and along the axon. Dev Neurobiol. 70, 135-149 (2010).
  12. Lamoureux, P., Zheng, J. A cytomechanical investigation of neurite growth on different culture surfaces. J Cell Biol. 118, 655-661 (1992).
  13. Lindqvist, N., Liu, Q. Retinal glial (Muller) cells: sensing and responding to tissue stretch. Invest Ophthalmol Vis Sci. 51, 1683-1690 (2010).
  14. Loverde, J. R., Ozoka, V. C. Live Imaging of Axon Stretch Growth in Embryonic and Adult Neurons. J. Neurotrauma. , (2011).
  15. Lu, Y. B., Franze, K. Viscoelastic properties of individual glial cells and neurons in the CNS. Proc Natl Acad Sci U S A. 103, 17759-17764 (2006).
  16. O’Toole, M., Lamoureux, P. A physical model of axonal elongation: force, viscosity, and adhesions govern the mode of outgrowth. Biophys J. 94, 2610-2620 (2008).
  17. Pfister, B. J., Bonislawski, D. P. Stretch-grown axons retain the ability to transmit active electrical signals. FEBS Lett. 580, 3525-3531 (2006).
  18. Pfister, B. J., Gordon, T. Biomedical Engineering Strategies for Peripheral Nerve Repair: Surgical Applications, State of the Art, and Future Challenges. Crit Rev Biomed Eng. 39, 81-124 (2011).
  19. Pfister, B. J., Iwata, A. Extreme stretch growth of integrated axons. J Neurosci. 24, 7978-7983 (2004).
  20. Pfister, B. J., Iwata, A. Development of transplantable nervous tissue constructs comprised of stretch-grown axons. J Neurosci Methods. 153, 95-103 (2006).
  21. Siechen, S., Yang, S. Mechanical tension contributes to clustering of neurotransmitter vesicles at presynaptic terminals. Proc Natl Acad Sci U S A. 106, 12611-12616 (2009).
  22. Smith, D. H. Stretch growth of integrated axon tracts: extremes and exploitations. Prog Neurobiol. 89, 231-239 (2009).
  23. Smith, D. H., Wolf, J. A. A new strategy to produce sustained growth of central nervous system axons: continuous mechanical tension. Tissue Eng. 7, 131-139 (2001).
  24. Weiss, P. Nerve patterns: The mechanics of nerve growth. Growth, Third Growth Symposium. 5, 163-203 (1941).
  25. Zheng, J., Lamoureux, P. Tensile regulation of axonal elongation and initiation. J Neurosci. 11, 1117-1125 (1991).

Play Video

Cite This Article
Allison, D. P., Sullivan, C. J., Mortensen, N. P., Retterer, S. T., Doktycz, M. Bacterial Immobilization for Imaging by Atomic Force Microscopy. J. Vis. Exp. (54), e2880, doi:10.3791/2880 (2011).

View Video