يبحث في المرونة اللزوجة للمواد. هنا ، يتم استخدام هذه التقنية لتحديد مرونة اللزوجة والامتثال للزحف وأدوار التشابك الفعالة لمكونات المصفوفة المختلفة للأغشية الحيوية البكتيرية. تتكون المصفوفة من مواد بوليمرية تفرزها البكتيريا وتحدد مكوناتها بنية الأغشية الحيوية والخصائص الميكانيكية.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
في الموقع خارطة الخواص الميكانيكية لالأغشية الحيوية التي تتبع الجسيمات Microrheology
في هذه المقالة
ملخص
الملخص
الخلايا البكتيرية قادرة على تكوين مجتمعات غشاء حيوي متصلة بالسطح تعرف باسم الأغشية الحيوية عن طريق تغليف نفسها بمواد بوليمرية خارج الخلية (EPS). يعمل EPS كسقالة مادية وواقية تضم الخلايا البكتيرية وتتكون من مجموعة متنوعة من المواد التي تشمل البروتينات وعديد السكاريد الخارجي والحمض النووي. قد يتغير تكوين EPS ، مما يعيد تشكيل الخصائص الميكانيكية للأغشية الحيوية لتطوير أو دعم هياكل الأغشية الحيوية البديلة ، مثل اللافتات ، استجابة للإشارات البيئية. على الرغم من ذلك ، هناك القليل من الأوصاف الكمية حول كيفية مساهمة مكونات EPS في الخواص الميكانيكية ووظيفة الأغشية الحيوية. تعتبر الريولوجيا ، وهي دراسة تدفق المادة ، ذات أهمية خاصة للأغشية الحيوية حيث تنمو العديد من الأغشية الحيوية في ظروف التدفق وتتعرض باستمرار لإجهاد القص. كما يوفر القياس والنظرة ثاقبة حول انتشار الأغشية الحيوية على السطح. هنا ، يتم استخدام الميكروريولوجيا لتتبع الجسيمات لفحص مرونة اللزوجة وأدوار التشابك الفعالة لمكونات المصفوفة المختلفة في أجزاء مختلفة من الأغشية الحيوية أثناء التطور. يسمح هذا النهج للباحثين بقياس الخصائص الميكانيكية للأغشية الحيوية على النطاق الصغير ، مما قد يوفر معلومات مفيدة للتحكم في الأغشية الحيوية وهندستها.
المقدمة
معظم الخلايا البكتيرية هي قادرة على توظيف كل من العوالق (حرة المعيشة) و (لاطئة) وسائط المرفقة سطح النمو 1. في وضع المرفقة سطح نمو الخلايا البكتيرية تفرز ويغلف أنفسهم في كميات كبيرة من المواد البوليمرية خارج الخلية (EPS) لتشكيل الأغشية الحيوية. وEPS يتكون أساسا من البروتينات، exopolysaccharide، DNA خارج الخلية وضروري لتشكيل بيوفيلم 2. وهو بمثابة سقالة المادية التي البكتيريا يمكن استخدامها للتمييز مكانيا، ويحمي البكتيريا من الظروف البيئية الضارة والاستجابات المضيفة. مكونات مختلفة من EPS لها أدوار متميزة في تشكيل بيوفيلم 3 والتغيرات في التعبير عن مكونات EPS يمكن إعادة تشكيلها بشكل كبير هياكل بيوفيل....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
البروتوكول
1. بيوفيلم زراعة
- إعداد السلالات البكتيرية
- 1 يوم قبل زراعة بيوفيلم، وإعداد الثقافات البكتيرية العوالق، فحقن 2 مل من متوسط النمو المناسب من ثقافة البكتيرية المجمدة. استخدام لوريا، مرق المتوسطة (10 ز L -1 كلوريد الصوديوم، و 10 غرام L -1 خلاصة الخميرة، و 10 ز L -1 تريبتون) لمخاطي P. الزنجارية وااا Δ Δ والبولندي المسوخ التي المعيبة. احتضان ليلا 37 درجة مئوية و 200 دورة في الدقيقة يهز ظروف. تمييع الثقافات....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
النتائج
وقد تم التحقيق خصائص اللزجة المحلية للبيوفيلم في مناطق مختلفة من بيوفيلم، والتي تضمنت الفراغات (متوسطة فوق بيوفيلم) والسهول (طبقة مسطحة غير متمايزة من الخلايا) وmicrocolonies (انظر التسميات في الشكل 2A). 3-5 حددت أيضا التغيرات الزمانية في الخصائص اللزجة من بيوفيلم خلال النضج من الأيام. تم استخدام MSD للجسيمات في الفراغات كوسيلة لمراقبة وقابلة للمقارنة إلى MSD الجسيمات في وسط النقي. في المقابل، الجسيمات المحاصرين في بيوفيلم صدي في مواقع ثابتة وتراوحت قيم MSD من تلك.......
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المناقشة
Microrheology هو أداة مفيدة لقياس الريولوجية المحلية في الأنظمة غير المتجانسة، مثل الأغشية الحيوية الميكروبية. وهو أسلوب غير مدمرة، مما يتيح رصد في الوقت الحقيقي من التغييرات الانسيابية داخل نفس العينة البيولوجية على نقاط زمنية متعددة. في هذا البروتوكول، تم تطبيق تتبع الجسيمات microrheology لعرض بيل والمسوخ exopolysaccharide البولندي من أجل التحقيق في الكيفية التي تؤثر على مرونة ويشابك الفعال لمصفوفة بيوفيلم. البولندي يفضل تطوير الأغشية الحيوية المرنة مع يشابك فعالية عالية، في حين.......
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الإفصاحات
ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.
شكر وتقدير
ويدعم هذا البحث من قبل مؤسسة البحوث الوطنية ووزارة التربية والتعليم سنغافورة تحت مركز البحوث في برنامج التميز، والبدء المنح (M4330002.C70) من جامعة نانيانغ التكنولوجية، وAcRF المستوى (2 MOE2014-T2-2-172) من وزارة التربية والتعليم، سنغافورة. الكتاب أشكر جوي يام كيوك Hoong للمشاركة في مظاهرة من هذا البروتوكول.
....الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المواد
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| الفلورفيرات | Invitrogen | F-8821 | 1.0 &# 956; م الفلورسنت الأحمر (580/605) الكريات المجهرية مع تعديل الكربوكسيل |
| Zeiss Axio Imager M1 | Carl Zeiss | مجهر epifluorescent | |
| Masterflex L / S محرك رقمي 07523-80 | Cole-Parmer | EW-07523-80 | المضخة التمعجية |
| غرف خلايا التدفق | بالجامعة التقنية في الدنمارك | ||
| فخ الفقاعات | الجامعة التقنية في الدنمارك | ||
| أنابيب سيليكون | داو كورنينج | 3 مم القطر الخارجي ، 1 & nbsp ؛ مم القطر | |
| الداخلي موصلات بلاستيكية من مادة البولي بروبلين الشفافة ؛ | كول بارمر | 06365-83 | 1/16 بوصة. (1.588 ملم) |
| مقاطع | لتثبيت | ||
| الأنابيب Coverslips | Thermo Scientific & Trade ؛ Nunc™ | حقنة 50 × 24 مم | |
| 3 مل | Terumo | ||
| 27 ز إبرة | Terumo | ||
| 2 L التخزين / زجاجات الوسائط | VWR & reg ؛ | ||
| عربة | لعقد إعداد الفيلم الحيوي |
المراجع
- Costerton, J. W., Lewandowski, Z., Caldwell, D. E., Korber, D. R., Lappin-Scott, H. M. Microbial biofilms. Annu Rev Microbiol. 49, 711-745 (1995).
- Flemming, H. C., Wingender, J. The biofilm matrix. Nat Rev Microbiol. 8, 623-633 (2010).
- Yang, L., et al.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
إعادة الطباعة والأذونات
