Summary
Questo documento mostra un metodo originale basato sul comando a distanza di particelle magnetiche seminate in un biofilm batterico e lo sviluppo di pinzette magnetiche dedicate per misurare in situ le proprietà meccaniche locali del materiale vivente complesso costruito dai microrganismi alle interfacce.
Abstract
Adesione batterica e crescita su interfacce portano alla formazione di strutture tridimensionali eterogenei cosiddetti biofilm. Le cellule vive in queste strutture sono tenute insieme da interazioni fisiche mediate da una rete di sostanze polimeriche extracellulari. Biofilm batterici impatto molte attività umane e la comprensione delle loro proprietà è fondamentale per un migliore controllo del loro sviluppo - mantenimento o l'eradicazione - a seconda del loro esito avverso o benefico. Questo documento descrive una nuova metodologia che mira a misurare in situ le proprietà fisiche locali del biofilm che era stato finora esaminato solo dal punto di vista macroscopico e materiale omogeneo. L'esperimento qui descritto comporta l'introduzione di particelle magnetiche in un biofilm cresce a seme sonde locali che possono essere azionati a distanza senza disturbare le proprietà strutturali del biofilm. Pinzette magnetiche dedicati sono stati svipato per esercitare una forza definita su ciascuna particella incorporato nel biofilm. La configurazione è montato sulla scena di un microscopio per consentire la registrazione di immagini intervallati di periodo particella tirando. Le traiettorie delle particelle vengono estratti dalla sequenza e tirando i parametri viscoelastici locali sono derivati da ciascuna curva spostamento particella, fornendo così la distribuzione 3D-spaziale dei parametri. Acquisendo informazioni sul profilo meccanico biofilm è essenziale dal punto di vista di un ingegnere per scopi di controllo biofilm ma anche dal punto di vista fondamentale per chiarire la relazione tra le proprietà architettoniche e la biologia specifica di queste strutture.
Introduction
Biofilm batterici sono comunità di batteri associati con superfici biologiche o artificiali 1-3. Essi formano da un meccanismo di adesione crescita accoppiato con la produzione di matrice extracellulare ricca di polisaccaride che protegge e stabilizza l'edificio 4,5. Questi biofilm non sono assemblaggi semplicemente passivi di cellule attaccati alle superfici, ma organizzati e complessi sistemi biologici dinamici. Quando i batteri passano da planctoniche allo stile di vita biofilm, cambiamenti nell'espressione genica e fisiologia cellulare sono stati osservati, nonché una maggiore resistenza agli antimicrobici e ospitare le difese immunitarie essere all'origine di molte infezioni persistenti e croniche 6. Tuttavia, lo sviluppo controllato di queste strutture viventi offrono anche opportunità per applicazioni industriali e ambientali, come biorisanamento dei siti di rifiuti pericolosi, bio-filtrazione di acqua industriale o formazione di bio-barriere per la protezione del suolo e delle acque sotterranee da Contaminzione.
Mentre caratteristiche molecolari specifiche per modo biofilm della vita sono sempre descritti, i meccanismi che guidano lo sviluppo della comunità e la persistenza rimangono poco chiari. Usando i recenti progressi sulle misurazioni microscala utilizzando elettrochimica scansione o microscopia a fluorescenza, questi organismi viventi hanno dimostrato di presentare una notevole strutturale, chimica e biologica eterogeneità 7. Tuttavia, fino ad ora, meccanica biofilm sono state principalmente esaminati macroscopicamente. Ad esempio, l'osservazione di stelle filanti biofilm deformazioni dovute a variazioni dei tassi di flusso del fluido 8,9, compressione monoassiale di pezzi biofilm risalita dal terreno di agar o coltivate sul coperchio scorre 10,11, taglio del biofilm raccolti dall'ambiente e poi trasferito in un parallelo Piastra reometro 12,13, spettroscopia a forza atomica con una perla di vetro e rivestito con un biofilm batterico collegato a un cantilever AFM 14 o MICR dedicatoocantilever metodo per misurare la resistenza alla trazione di frammenti biofilm staccati 15,16 sono state attuate negli ultimi dieci anni, fornendo informazioni utili sulla natura viscoelastica del materiale 17. Tuttavia, sembra probabile che le informazioni sul biofilm in situ proprietà meccaniche è perso quando il materiale viene rimosso dal suo ambiente nativo, che è spesso il caso in questi approcci. Inoltre, il trattamento del biofilm come materiale omogeneo trova la informazioni sulla possibile eterogeneità delle proprietà fisiche all'interno della comunità. Pertanto, le esatte implicazioni della meccanica della struttura nella formazione di biofilm e le caratteristiche biologiche come l'espressione genica patterning o gradienti chimici possono difficilmente essere riconosciuti. Per progredire verso una descrizione microscala dei biofilm proprietà fisiche, sono necessari nuovi strumenti dedicati.
Dettagli Questo documento un approccio originale concepito per raggiungeremisurazione dei parametri meccanici locali in situ, senza disturbare il biofilm e consentendo disegno della distribuzione spaziale delle proprietà del materiale microscala e poi l'eterogeneità meccanica. Il principio dell'esperimento poggia sul drogaggio di un biofilm cresce con microparticelle magnetiche seguita dalla loro carico a distanza usando pinzette magnetiche nel biofilm maturo. Spostamento delle particelle in applicazione della forza magnetica controllata ripreso sotto il microscopio permette locale derivazione parametro viscoelastico, ogni particella di reporting proprio ambiente locale. Da questi dati, il profilo meccanica 3D del biofilm può essere disegnato, rivelando territoriali e ambientali condizione dipendenze. L'intero esperimento verrà mostrato qui su E. biofilm coli fatta da un ceppo geneticamente modificato che trasporta una derepressi plasmide F-like. I risultati dettagliati in un recente articolo 18 forniscono una visione unica degli interni della meccanica biofilm intatti.
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Protocol
1. Batteri, Cultura e sospensione Preparazione
- Scegliere la colonia appena cresciuta da una piastra di agar lisogenia Broth (LB), inoculare in 5 ml di terreno LB liquido contenente 100 μ g / ml ampicillina e 7,5 μ g / ml di tetraciclina e incubare per 5 a 6 ore a 37 ° C su una piattaforma di agitazione.
- Poi, aggiungere 100 μ l di coltura batterica in 5 ml di terreno minimo (M63B1) supplementato con 0,4% di glucosio e le stesse concentrazioni di antibiotico. Incubare questa coltura durante la notte appena diluito a 37 ° C su una piattaforma di agitazione.
- Dopo 16 ore di incubazione, aggiungere 100 microlitri della cultura durante la notte per 5 ml M63B1, 0,4% di glucosio. Mantenere il tubo a 37 ° C per la piattaforma di agitazione fino a 0,5 OD è raggiunto. La sospensione è quindi pronto per l'iniezione nel canale esperimento per la formazione di biofilm.
2. Preparazione particelle magnetiche
- Prendere 10 particelle magnetiche microlitri -2,8 μ m di diametro - dal magazzino e lavarli 3x in 190 microlitri terreno minimo con l'aiuto di un rack campioni magnetico.
- Regolare la concentrazione di particelle a 5 x 10 6 perline / ml. Tipicamente 50 microlitri della soluzione di sfere lavato viene miscelato con un ulteriore 950 μ l di M63B1 con 0,4% di glucosio.
Preparazione Canale 3. Biofilm e crescita
- Montaggio del canale
- Tagliate due quadrati (800 μ m di lunghezza per lato) capillari in vetro borosilicato lunghi 10 centimetri avere due lunghi otto centimetri pezzi.
- Incollate i due pezzi capillari su due vetrini - tagliate a metà prima - 2 cm di distanza con 1 centimetro sbalzo su entrambe le estremità come in figura 1 utilizzando un collante cianoacrilato ad azione rapida (la cosiddetta super-colla).
- Sterilizzare l'intera configurazione e il tubo richieste per un ulteriore canale di connessione.
- Raccogliere tutti i materiali sterili sottouna cappa a flusso laminare: i) il canale montato e trappola 1, ii) il tubo e connettori, iii) le due trappole per bolle - filtro bolla comunemente usato per fissare bambini-gocciolamento alimentazione (trappola 1) e la bolla trappola fatta in casa come 4 cm tubo di diametro maggiore (trap 2), iv) morsetti, v) 30 ml siringhe riempito con M63B1, 0,4% di glucosio, e vi) la bottiglia degli scarti.
- Collegare l'intero setup con connettori Luer Lock o giunzioni nel seguente ordine: 50 ml M63B1 siringa controllata dalla pompa a siringa, il filtro bolla pediatrica, trappola per bolle in casa, capillare (Figura 1, pannello B), e il tubo per la bottiglia degli scarti. Poi riempire il setup con M63B1 sterile, 0,4% di glucosio, accendendo la pompa a siringa ad una velocità di circa 10 ml / h, superiore ai tassi sperimentali. Monitorare con attenzione ed eliminare tutte le bolle nel circuito.
- Fluire il mezzo attraverso il sistema per 10-15 minuti; mescolare contemporaneamente 1 ml di sospensione batteri a OD 0.5 dalla sezione1.3 con 1 ml di soluzione tallone lavato preparata nella sezione 2.2.
- Attaccare (ma non chiudere) morsetti per il tubo in due posizioni: prima e dopo i capillari. Spegnere il flusso.
- Introdurre la miscela batterico-tallone nel capillare dopo il gorgogliatore fatto in casa utilizzando una siringa da 1 ml, avendo cura di tenere il tubo finisce per impedire l'entrata di aria. Ricollegare il tubo e chiudere i morsetti.
- Ripetere la stessa procedura per il secondo capillare e visualizzate tutte le provette per bolle.
- Trasferire l'apparecchio al microscopio e lasciare riposare per 15-20 minuti per consentire ai batteri di insediarsi e attaccare alla superficie del capillare. Installare il capillare sul palco microscopio con il contenitore di rifiuti ad un livello leggermente superiore. Posizionare la pompa a siringa sul piano di lavoro accanto al microscopio. Elevare il gorgogliatore prima del capillare leggermente superiore rispetto al piano capillare per catturare bolle.
- Biofilm Growth
- Regolare la portata della pompa siringa e avviare il flusso, il biofilm ora svilupparsi sulla superficie capillare nel periodo necessario - di solito 24 o 48 ore in questi esperimenti.
- Focus sul piano di base capillare e avviare la registrazione time-lapse delle immagini di esempio - di solito una frequenza di acquisizione di 2 immagini / min adeguatamente segnalare la crescita biofilm. Questo monitor video biofilm crescita post-controllo (vedi estratti in Video 1, 2 e 3).
4. Pinzette magnetiche installazione
- Avvitare le pinzette magnetiche sulla micromanipolatori XYZ controllati manualmente e avvitare i micromanipolatori sul palco microscopio per regolare la posizione delle pinzette relativamente al capillare. Collocare le pinzette come in Figura 2 per garantire l'adeguato gradiente di campo magnetico è generato nella zona di osservazione.
- Collegare le pinzette to il generatore di funzioni tramite l'amplificatore di potenza per generare un periodo di 40 secondi di tempo in 24 sec segnale zero e 16 sec di 4 A corrente continua con un trigger inviato al campo luminoso luce otturatore dopo 20 sec per la sincronizzazione del segnale fornire una sequenza di eventi come in Figura 3.
Nota: Queste due operazioni possono essere realizzati in qualsiasi momento tra installazione capillare e misurazione inizio. Vedere esperimento schizzo panoramica nella Figura 4.
5. Creep Curve di acquisizione
- Utilizzare il controllo del movimento xy al palco microscopio a portare il bordo del polo magnetico sinistro e il bordo sinistro del capillare nello stesso campo di osservazione. Prendere l'origine del referenziale analisi all'incrocio tra xey assi definiti dal bordo del capillare e il bordo del polo, rispettivamente (vedere la Figura 2).
- Regolare la posizione verticale del capillare con messa a fuoco fine cmanopola ontrol della posizione microscopio. Aereo genere il primo esame si trova tra 4 a 7 μ m sopra il fondo capillare. Video 1 corrisponde al campo xy che ha il suo angolo superiore sinistro all'origine della referenziale spaziale.
- Innescare la sequenza 40 sec di eventi descritti nel paragrafo 4.2 e Figura 3 accendendo il generatore di corrente e, allo stesso tempo, attivare manualmente l'immagine sequenza di acquisizione video 1.
- Spostare il capillare nel campo destro vicino da un μ m traduzione 250 del palco microscopio a fianco e operare come al punto 5.3 per generare Video 2 di fetta 2 e così via per ottenere i video richiesti. Tipicamente 3 a 4 campi di 250 x 250 μ m 2 sono raccolti lungo l'asse x prima del cambio di aereo e ripetendo le stesse operazioni per il nuovo piano.
6. Calibrazione Forza
- Preparare una soluzione di glicerolo mescolando 39,8 g di glicerolo con 190 μ l di acqua bi-distillata e 10 ml di particelle magnetiche in un 2 x 10 9 particelle / ml e riempire un canale sperimentale con questo composto e mettetelo sul palco microscopio come descritto per il campione biofilm.
- Dopo aver installato le pinzette magnetiche come indicato al punto 4, applicare la forza magnetica come indicato nella sezione 5.4 e creare immagini time-lapse per estrarre ogni velocità della particella singola (v) e la sua posizione nel capillare per ricavare il file di calibrazione. Questo file deve contenere la forza applicata in funzione della sua posizione nella zona di analisi del capillare secondo la legge di Stokes, F = 6πRηv (R: raggio della particella).
7. Analisi
- Utilizzare un software "particella tracker" per ottenere i file di testo con le posizioni delle particelle in ogni fotogramma per tutte le pile di immagini acquisite, come indicato al punto 5. Uso dig dell'immagine frequenza di acquisizione pila, calcolare lo spostamento delle particelle in funzione del tempo (ad esempio la figura 5 e Video 4).
- Utilizzo del file di calibrazione forza, convertire le curve spostamento a curve compliance (conformità totale del materiale - J (t) - in funzione del tempo) secondo la formula conformità:
che dà il rapporto tra deformazione del materiale e lo stress applicare una particella sonda di raggio R incorporato in un, mezzo viscoelastico omogeneo incomprimibile come precedentemente stabilito dal Schnurr e collaboratori 19. - Regolare le curve di conformità scorrimento al Burgers modello generale per i materiali viscoelastici e ricavare i parametri viscoelastici, J 0, J 1, η 0, η 1 per ogni particella (
Nota: Questa analisi fenomenologica è già stato impiegato per una vasta gamma di materiali, tra cui materiali biologici come il biofilm per interpretare i dati reologici macroscopici 20-22.
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Representative Results
Un'analisi tipica fornirà la distribuzione spaziale dei parametri viscoelastici in scala micron su un biofilm vivere senza disturbare l'arrangiamento originale. I risultati tipici sono mostrati in figura 7 dove i valori di J 0 - la cedevolezza elastica - sono date in funzione del l'asse z lungo la profondità e l'asse y lungo una dimensione laterale del biofilm. Ogni punto corrisponde a una sfera che l'analisi della curva di creep ha fornito un valore di J 0. I dati hanno rivelato che il rispetto locale varia lungo la profondità del biofilm su quasi tre ordini di grandezza, ma anche che la forte eterogeneità laterale ha avuto luogo a tutte le altezze biofilm.
I dati anche dato accesso alla distribuzione dei valori di compliance che esibivano qui una forma diffusa e asimmetrica (Figura 8), che fornisce indicazioni forti che le proprietà meccaniche del biofilm sono state supportate daaltamente reticolato gel polimerici. Infatti, comportamento analogo è stato precedentemente dimostrato su gel di actina e concentrati altamente reticolato 23.
Inoltre, queste misure in situ di biofilm proprietà locali eseguite in diverse condizioni ambientali, come portata minore consentono di dimostrare l'effetto di tale variazione l'organizzazione interna biofilm. In figura 9, i valori di compliance di un biofilm cresciuto a 0.1 ml / hr esprimevano un profilo meccanico ancora altamente eterogeneo ma non superiore rigidità dello strato di biofilm più profondo rispetto al biofilm cresciuto a 1 ml / hr. Questi risultati hanno dimostrato l'impatto significativo delle condizioni esterne sull'organizzazione biofilm.
Figura 2. Posizionamento della pinzetta magnetico rispetto al capillare sul palco microscopio e definizione del referenziale spaziale. La vista superiore indica la posizione della zona di misurazione nel capillare.
Figura 3. Sincronizzazione dei segnali nel periodo di tempo di 40 sec.
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Figura 4. Esperimento schizzo panoramica.
Figura 5. Estratti particella analisi traiettoria. Pannello A mostra a sinistra l'immagine di una particella tipica nella sua posizione iniziale prima dell'applicazione forza magnetica (tempo 23.79 sec del periodo di 40 sec) e sulla destra la posizione della particella tempo di 30 sec con la visualizzazione della traiettoria trovati usando ImageJ particella inseguitore Pannello B mostra il grafico della curva di cilindrata derivato da questi dati.; Qui vi mostriamo un estratto traiettoria a partire da tempo 23.79 sec fino al tempo t = 31,29 sec del periodo di 40 sec.
Figura 6. Parametro viscoelastico derivazione sulla base del modello fenomenologico di Burger. (A) hamburger modello meccanico che consiste in una combinazione di molla elastica Hookean (J 0) e dashpot newtoniano (η 0) in serie con un elemento di Maxwell (molla ( J 1) e dashpot (η 1) in parallelo). (B) Creep traccia sperimentale in blu insieme alla curva (in verde) rettificato per l'equazione di Burgers.
Figura 7. Distribuzione spaziale di cedevolezza elastica in un biofilm cresciuto 24 ore a 37 ° C in 1 ml / hr nutrienti flusso. I valori di conformità riportati da ciascuna particella sono qui rappresentata come una proiezione su un (yz) aereo utilizzando un luogo fresco per riscaldare mappa colore personalizzato. Valori conformità segnalati da particelle situate nello strato inferiore del biofilm sono tutti inferiori a 0,2 m 2 / N mentre particelle trovate nei valori 15 μ m relazione strato superiori sopra 1 m 2 / N.
Figura 8. Distribuzioni normalizzate dei parametri viscoelastici ottenuti in biofilm (A) e in glicerolo (B), un liquido viscoso omogeneo. Biofilm esposto distribuzione asimmetrica e larga (skewness di 3.6 e varianza normalizzata 2.4) indica materiale eterogeneità. Per contro, simmetrica e distribuzione stretta caratterizzare un mezzo omogeneo è stato ottenuto in glicerolo (skewness di 0,23 e normalizzato varianza 0,03).
Figura 9. Distribuzione spaziale di cedevolezza elastica in un biofilm cresciuto 24 ore a 37 ° C sotto flusso inferiore di 0,1 ml / hr nutrienti flusso. Valori conformità sono rappresentate in funzione della profondità biofilm. Colori dei simboli forniscono gli intervalli di conformità.
Figura 10. Pole progetto magnetica. Le dimensioni sono espressi in cm.
Figura cablaggio pinzette magnetiche 11.. Pannello A - viene utilizzato per avvolgere strettamente i 2120 giri di filo di rame e costruire la bobina magnetica (pannello B) prima di inserire il morbido polo magnetico lega nel suo centro. La corrente continua viene fornito in bobina definizione di polarità magnetica come mostrato in pannello C. Vedi anche sperimentare schizzo panoramica nella Figura 4.
Video 1: Questo film mostra la fase iniziale del biofilm appena dopo l'iniezione della miscela di cellule particella nel capillare. Frequenza di acquisizione è 1 image / sec e il filmato viene riprodotto a 10 fotogrammi / sec. Cliccare qui per visualizzare questo video.
Video 2: Questo film mostra il biofilm dopo 4 ore di crescita. Le particelle si liberano dalla superficie da distribuire nel b il volume iofilm, frecce blu indicano gli eventi di distacco. Frequenza di acquisizione è 2 image / min e il filmato viene riprodotto a 15 fotogrammi / sec. Cliccare qui per visualizzare questo video.
Video 3: biofilm dopo 20 ore di crescita. Il film è preso in un piano medio si trova a 20 micron sopra la parte inferiore capillare. Le immagini sono state acquisite a 2 images / min frequenza e il filmato viene riprodotto a 15 fotogrammi / sec. Cliccate qui per vedere il video.
Video 4: particle tracking tipica utilizzando ImageJ. Il film mostra un estratto di tutta la sequenza di partenza al momento 23 sec e termina al tempo 30 sec. Traiettoria giallo indica lo spostamento delle particelle su azionamento magnetico. Frequenza di acquisizione è di 30 immagini / sec e il filmato viene riprodotto a 30 fotogrammi / sec.https://www.jove.com/files/ftp_upload/50857/JoVE_Video4.avi "target =" _blank "> Clicca qui per visualizzare questo video.
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Discussion
Questa particella magnetica semina e tirando attivato in situ mappatura 3D dei parametri viscoelastici di un biofilm cresce nel suo stato originale esperimento. Questo approccio ha rivelato l'eterogeneità meccanica del E. coli biofilm cresciuto qui e ha dato indizi per precisare le componenti del biofilm che sostengono i biofilm proprietà fisiche, suggerendo fortemente una implicazione fondamentale della matrice extracellulare e più precisamente il grado di reticolazione.
Il riconoscimento delle proprietà meccaniche modelli in biofilm batterico è cruciale per la costruzione di una rappresentazione esauriente di tali materiali complessi. Questi risultati aprono la strada a chiarire le relazioni causali che legano i modelli meccanici e eterogeneità biologici come microniches di espressione genica, che dovrebbero contribuire a chiarire le forze motrici alla base dello sviluppo di biofilm.
Fino ad ora, la questione del mecha biofilmproprietà nici erano stati indirizzati principalmente da un punto di vista macroscopico e spesso raschiando biofilm dal suo sito iniziale 8,9,12,13, che rappresenta un importante rischio di perdita di informazioni. Il nostro metodo non invasivo determina la prima caratterizzazione in situ del profilo meccanico 3D biofilm nel suo ambiente originale.
L'approccio ancora ha una limitazione risiede nelle caratteristiche del azionamento magnetico remoto di sonde colloidali. Infatti, visualizza una gamma intrinseca di forze accessibili data dalla distanza pole-particelle, le proprietà dei materiali polari e prestazioni bobina. L'attuale configurazione del set-up ha permesso di sondare i valori di rigidità fino a 200 Pa, che era sufficiente per i biofilm qui esaminate. Tuttavia, ulteriore ingegnerizzazione del nostro set-up - coinvolge, per esempio, il raffreddamento dell'elettromagnete - dovrebbe consentire spostamento di forza e termini di un fattore da 2 a 3.
We stanno attualmente lavorando in relazione le proprietà fisiche e dinamiche in un biofilm indagare la relazione che lega i parametri viscoelastici locali segnalati dallo spostamento passivo della sonda su una scala temporale più ampia. Inoltre, stiamo esplorando l'impatto dei vari prodotti chimici destinati a diversi componenti del biofilm sul suo profilo meccanico.
Questo nuovo approccio rivela i dettagli di batteri biofilm meccanica interna e contribuisce ad una migliore comprensione di queste strutture viventi, cruciale dal punto di un ingegnere di vista ai fini del controllo biofilm ma anche dal punto di vista fondamentale per chiarire la relazione tra le proprietà architettoniche e la specifica biologia di queste strutture.
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Disclosures
Non abbiamo nulla da rivelare.
Acknowledgments
Questo lavoro è stato in parte sostenuto da sovvenzioni dal Agence Nationale pour la Recherche, programma PIRIbio Dynabiofilm e dal CNRS programma di Risk interdisciplinare. Ringraziamo Philippe Thomen per la sua lettura critica del manoscritto e Christophe Beloin per fornire la E. coli ceppo utilizzato in questo lavoro.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Table 1: Reagents and cells | |||
| Magnetic particles | Life technologies | 14307D | Micrometric magnetic particle, 2.8 µm diameter |
| Ampicillin (Antibiotic) | Sigma-Aldrich | A9518 | |
| Tetracycline (Antibiotic) | Sigma-Aldrich | 87128 | |
| Bacterial strain MG1655gfpF | UGB, Institut Pasteur, France | Produces F pili at its surface, resistant to Ampicilllin and tetracycline. | |
| Table 2: Capillaries and tubing | |||
| Filters for pediatric perfusion | Prodimed-Plastimed | 6932002 | |
| Hollow Square Capillaries | Composite Metal Scientific | 8280-100 | Manufactured in Borosilicate glass. Square 0.8 mm x 0.8 mm |
| Tubing silicone peroxyde | VWR international | 228-0512 | Diameter 1 mm |
| Tubing silicone peroxyde | VWR international | 228-0700 | Diameter 3 mm |
| Table 3: Biofilm growth | |||
| Lysogeny Broth (LB) solution | Amresco-VWR | J106-10PK | Standard medium used to grow bacteria. |
| M63B1 solution | Home-made | Standard minimum medium used to grow bacteria. | |
| Glucose | Sigma-Aldrich | G8270 | Used to make M63B1 medium with 0.4% glucose. |
| Table 4: Electronics | |||
| Camera EMCCD | Hamamatsu | C9100-02 | |
| Heater controller | World precision instruments | 300354 | |
| Function generator | Agilent technologies | 33210A | |
| Power amplifier | Home-made | It gives a current signal with amplitudes up to 4 A. | |
| Syringe pumps | Kd Scientific | KDS-220 | |
| Shutter | Vincent Associates | Uniblitz T132 | |
| Magnetic tweezers | Home-made | Two electromagnetic poles, each made of a copper coil with 2,120 turns of 0.56 mm in diameter copper wire and soft magnetic alloy cores (Supra50-Arcelor Mittal, France) square shaped according to the blueprint shown in Figure 10. The two cores are mounted north pole facing south pole, in order to generate a magnetic force in one direction along the length of the capillary. See coil wiring details in Figure 11. | |
| Table 5: Optics | |||
| Inverted microscope | Nikon | TE-300 | |
| S Fluor x40 Objective (NA 0.9, WD0.3) | Nikon | This a long working distance objective enabling observation of the biofilm in the depth. | |
| Epifluorescence filters: 1) for green fluorescence: Exc 480/20 nm; DM 495; Em 510/20 2) for Red fluorescence: Exc 540/25 nm; DM 565; Em 605/55 | Chroma | 1)#49020 2)#31002 | Particle displacement upon force application is recorded using the red fluoresecnce filter block. |
| Table 6: Image analysis | |||
| ImageJ | NIH - particle tracker plugin | ||
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