Name: Parçacık izleme Microrheology tarafından Biyofilmler Mekanik Özelliklerinin Yerinde Haritalama (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-12-04T13:00:00.000+00:00
Duration: 12 min 58 s
Description: Öğrenin parçacık izleme mikroroloji ile bakteri biyofilmlerinin viskoelastik özelliklerini yerinde ölçmeyi. Bu yıkıcı olmayan yüksek çözünürlüklü teknik, matris bileşenlerinin rolünü ve mekanik yanıtları incelemeye olanak tanır.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Bu araştırma Mükemmellik Programı kendi Araştırma Merkezi kapsamında Eğitim Singapur Ulusal Araştırma Vakfı ve Bakanlık tarafından desteklenen, Başlangıç ​​Hibeler Nanyang Technological University (M4330002.C70) ve AcRF Tier 2 (MOE2014-T2-2-172) Milli Eğitim Bakanlığı, Singapur. Yazarlar bu protokolün gösteriye katılmak için Joey Yam Kuok Hoong teşekkür ederiz.

1. Biyofilm Yetiştiriciliği <ol><li> Bakteriyel Suşlarının hazırlanması <ol><li> 1 gün önce biyofilm ekimi, dondurulmuş bakteri kültüründen uygun büyüme ortamı 2 ml aşılayarak planktonik bakteri kültürleri hazırlamak. Mukoid P. Luria Broth-ortamı (10 g L-1 NaCl, 10 g L-1 maya özütü ve 10 g L-1 tripton) kullanarak aeruginosa ve Δ pel ve Δ psl hatalı mutantları. 37 ° C ve 200 rpm&#39;de çalkalanarak koşullarında bir gece boyunca inkübe edin. Bir spektrofotometre kullanılarak OD 0.40 600 gecede kültürleri sulandırınız. </li><li> Tercihen sökülmeden akış hücresi görüntülenmesinde mikroskop odasına getirilebilir bir mobil istasyon ya da arabası üzerinde, daha önce 14 tarif edilmiştir akış hücresi kurulumu, birleştirin. </li><li> 2 L veya her bir akış hücresi için 5 L şişelerde steril büyüme ortamı hazırlayın. Minimal ortam M9 (48 mM Na-2 HPO 4, 22 mM kullanınKH 2 PO 4, 19 mM NH4CI, 9 mM NaCI, 2 mM MgSO 4 ve P.% 0.04 glukoz (ağırlık / hacim) ve% 0.2 (ağırlık / hacim) kasamino asitleri) ile desteklenmiş 0.1 mM CaCl2) aeruginosa hücre biyofilm akış. </li><li> Mikrosantrifüj tüpleri içine kısım flüoresan mikrosferleri ve 9,391.2 g santrifüj içinde 5 dakika boyunca 2 O steril H aşağı dönerler. Önceki 2 L veya 5 L ortamı şişelerde büyüme ortamına ilave sodyum azid (dezenfektan) kaldırmak için 1 ml büyüme ortamında supernatant ve tekrar süspansiyon çıkarın. NOT: mikroküreler Farklı boyutlarda farklı konsantrasyonlarda gelir ve talimatlara uygun şekilde seyreltilmiş edilmelidir. Örneğin, 2.18 x 10 6 mikro ml -1 her parçacık boyutu elde 1,0 mikron çapında mikrokürelerin 120 ul, 0.5 mikron çapında mikrosferler 15 ul ve büyüme ortamı 2 L&#39;lik 0.2 mikron çapında mikro-0,96 ul dağıtılır. </li><li> Upst orta şişe takınAkış hücresinin ream ve büyüme ortamı tüm kurulum akmasına izin verin. Akışını durdurmak ve akış hücresi odalarına seyreltilmiş gecede kültürleri enjekte edilir. Bakteriler, yaklaşık 5.5 x 10 m -3 sn -1 veya bir peristaltik pompa ile 8 rpm&#39;lik bir akış oranında büyüme ortamının akışı devam etmeden önce 1 saat süre ile lamel alt tabakası eklemek için izin verir. Not: Biyofilmler, genellikle 3-7 gün boyunca oda sıcaklığında (25 ° C) yetiştirilir. </li><li> Seçenek olarak ise, statik kültürü kurulumu için, partiküller ile 1 ml büyüme ortamına, gece boyunca kültürün 10 ul ekleyerek, gece boyuncaki kültürleri mikrosantrifüj tüplerinde 100 kat seyreltilir. Akış biyofilm için kullanılana kıyasla yaklaşık 500 kat statik kültürü için büyüme ortamında partikül konsantrasyonu artırmak (örneğin, yıkama ve büyüme ortamına, 10 ml 1,0 um çapında küre 600 ul tekrar süspansiyon) sürekli ile takviye edilir akış hücresi olarak biyofilm parçacıklar ancak statik kültürler değildir. <ol><li> 200 ekle1; 8 kuyu slaytlar odalarına parçacıkları ile seyreltilmiş gecede kültür l. Statik koşullar altında 37 ° C&#39;de inkübe edin. Biyofilmler, genellikle 1 gün için büyütülür. Biyofilm fazla 1 gün yetiştirilir halinde parçacıklar ile, taze büyüme ortamı ile günlük olarak harcanan büyüme ortamını değiştirin. </li></ol></li></ol></li></ol> 2. Mikroskopi <ol><li> 3 gün ve 5, peristaltik pompanın akışını kapatın ve mikroskopi odasına akış hücresi kurulumu getir. Akış hücresi odalarının girişinde ya da çıkışında Kelepçe boru kayması akışından (ortamındaki değişikliklere göre sistematik bir hata nedeni) önlemek için. Dik bir mikroskop mikroskop sahneye akış hücresi yerleştirin. NOT: mikro görüntüleme için ters bir mikroskop kullanın. </li><li> Çeşitli yerlerde (mikrokoloniler ve düz farklılaşmamış katmanları) de biyofilm gömülü mikroküreli hareket videolar ve farklı günlerde (gün 3 ve 5) için almak 40X petrol amacı ile floresan mikroskopi kullanınzamansal ve uzamsal araştırmalar. Kısa zaman ölçeklerinde içinde meydana gelen olayları araştırmak için daha yüksek kare hızı ile kısa videolar çekin (örn 25-50 hızlı dinamikleri için saniye başına kare kare hızında 1.5-3 dakika video) ve daha düşük kare hızı ile daha uzun videolar uzun süre boyunca olayları araştırmak için terazi (2.5-5 kare / yavaş dinamikleri için sn kare hızında, örneğin 15-30 dakika videolar). NOT: Bir video genellikle 5-10 parçacıklar içerir ve dosya boyutu, genellikle 1,0-2,5 GB olduğunu. Büyük mikrokoloniler fazla parçacıkları tutabilir. Her kategori için 5-10 videolar (farklı mikrokoloniler ve düz farklılaşmamış katmanlarda farklı yerlerde örneğin 5-10 videoları) atın. Biyofilm mikrokoloniler, kanal, boşluklar ve düz farklılaşmamış tabakadan oluşabilir heterojen bir mimariye sahiptir. </li><li> Fiji / ImageJ tarafından okunabilir uygun biçimde videoları (örneğin Czi, tif) kaydedin. </li><li> Bitmiş vid gezinerek drift videoları kontroleo ve parçacıklar aynı anda aynı yönde hareket olmadığını gözlemleyerek. Drift z aşamalı hareket, akış hücresi akımlar, titreşim önleyici tablo, hava basıncı ya da sıcaklık değişimlerinden dengesizlik neden olabilir. Doğru minör genellikle mikroskop Yazılımla birlikte verilen post-işleme teknikleri kullanılarak sürüklenen. Sürüklenme düzeltilebilir olamaz, burada herhangi bir video atın. Parçacık Takip Analizi sırasında gerekli olan aşağıdaki parametreleri, kayıt: Çözünürlük (px / um), Çerçeveler sayısı, süresi. </li><li> Mikroskop sahneye gelen akış hücresini çıkarın ve biyofilm yetiştirilmesi devam peristaltik pompa yeniden başlatın. </li></ol> 3. Parçacık Takip Analizi <ol><li> Açık kaynak kodlu yazılım (ImageJ) &#39;de plug-in TrackMate kullanarak parçacık yörüngeleri edinin. En Fiji indirin <a href="http://fiji.sc/Fiji">http://fiji.sc/Fiji.</a> Fiji ve Eklentiler menüsünün altında videoyu açın, İzleme ve TrackMate seçin. </li><li> Giriş veya th ayarlarıadım 2.4 kaydedilen video parametrelerini maç için ilk kalibrasyon ayarlarını düşündüren e penceresi. </li><li> ImageJ kullanılarak TrackMate partiküller algılar. <ol><li> (Örneğin 1000) &#39;LoG dedektörü&#39;, giriş parçacık çapına ve eşik değerini seçin. Mor çevreler videosu boyunca parçacıkları takip ettiğini kontrol etmek &#39;Preview&#39; butonuna tıklayarak ederken videonun ilerleyin. Gerekirse çap ve eşik değerlerini ayarlayın: mor çevreler boş uzayda görülüyorsa eşik değerini artırın. Yeterli parçacıklar tespit edilirse eşik değerini azaltın. Algılamasını parçacıkları tamamlamak için bir sonraki düğmesini tıklatın. </li><li> Eklemek veya &#39;İlk eşikleme&#39; tespit parçacıkların kaldırılması, &#39;bir görünüm seç&#39; ve ilk parçacık algılama tatmin edici olmadığını pencereler ayarlama yapmadan devam etmek için &#39;bir filtre seçin&#39; seçeneği ile sunulan bir sonraki düğmesini tıklayın. </li><li> Opti içinde &#39;Basit LAP tracker&#39; seçeneğiniparçacıkların nadir biyofilmdeki odak dışına taşımak ve kolayca izlenir olarak barda pencereyi &#39;Bir izci yöntemi seçin.&#39; Önerilen veya düşük bağlantı ve boşluk kapama maksimum mesafe değerleri kullanın ve bir sonraki tıklayın. </li><li> Bu parçacık izleme parçacıkların TrackMate tarafından çizilen izleri takip ettiklerini ve hiçbir istenmeyen veya eksik parça olduğunu görmek için video aracılığıyla kaydırarak yeterli olup olmadığını kontrol edin. Çeşitli filtreleme adımları atlayın. &#39;Bir eylem seçin&#39; nihai penceresine gidin. Açılır menüden &#39;xml dosyasına İhracat parçaları seçin ve&#39; Yürütme &#39;düğmesine tıklayın. Parçaları kaydetmek için bir klasör seçin. NOT: parçacık yörüngeleri ve microrheology kullanımının analizi için kamusal alanda mevcut çeşitli programlar vardır. msdanalyzer ve TrackArt Matlab ortamında çalıştırmak parçacık izleme analiz programları örnekleridir. </li></ol></li><li> Menüsündeki seçerek xml dosyaları parçacık yörüngeleri almak için Matlab hazırlayınMatlab Dosya&gt; Set Yolu ... ve komut Fiji paketi ile mevcut klasörü ekleyin. </li><li> Msdanalyzer parçacık yörüngeleri analiz etmek, zip dosyası veya tar.gz dosya bağlantısını indir at <a href="http://www.mathworks.com/matlabcentral/fileexchange/40692-mean-square-displacement-analysis-of-particles-trajectories">http://www.mathworks.com/matlabcentral/fileexchange/40692-mean-square-displacement-analysis-of-particles-trajectories</a> . <ol><li> msdanalyzer Klasörünü 15 Özü ve Matlab yoluna ait bir klasörde bırakın (örneğin C: Documents and Settings &lt;Kullanıcı adı&gt; Belgelerim Matlab). Matlab başlatın ve yazarak analizörü başlatmak: ma = msdanalyzer (2, &#39;um&#39;, &#39;sek&#39;) um ve sek video fiziksel uzay ve zaman birimleri nerede. <ol><li> Yazarak parçacık yörüngeleri İthalat: [izler, md] = importTrackMateTracks (&#39;DosyaAdı.xml&#39;, &#39;Clipz&#39;;, &#39;ScaleT&#39;) ma = ma.addAll (parça); burada &#39;Clipz&#39; z 2B video boyutu ve &#39;scaleT&#39; kaldırır. </li><li> Grafik kullanarak üzerine yörüngeleri Plot: ma.plotTracks; ma.labelPlotTracks; </li><li> Kullanarak parçacıkların iskelet sistemi hesaplayın: ma = ma.computeMSD; ma.msd </li><li> Her parçacığın iskelet sistemi çizilir: şekil ma.plotMSD </li><li> ) 3.5.1.4 ile 3.5.1.1 tekrarlayarak (günde 3 yabani tip mikrokoloniler gömülü örneğin parçacıkların) diğer aynı categery videoları partikül yörüngeleri birleştirin. </li><li> Topluluk ortalama veya tüm eğriler üzerindeki ortalama Plot: ma.plotMeanMSD Logaritmik ölçeğe lineer Y ve X-ekseni değiştirin. Uzun gecikme zamanlarda, MSD eğrileri nedeniyle uzun zaman ölçeklerinde yetersiz istatistiklerine gürültülü olur. MSD eğrileri nedeniyle de dinamik hata dik yükselebilir. Eğrinin bu bölgeler fırça aracını kullanarak kaldırılabilir&gt; eğrinin sonunu seçin ve seçme &#39;Fırçalama&#39; Araçlar menüsünden &#39;Unbrushed Kaldır&#39;. </li></ol></li><li> En Ezyfit indirin <a href="http://www.fast.u-psud.fr/ezyfit/">http://www.fast.u-psud.fr/ezyfit/</a> ve Matlab yoluna ait bir klasöre Ezyfit ekleyin (örneğin C: Documents and Settings &lt;Kullanıcı adı&gt; Belgelerim Matlab). Efmenu yüklemek Matlab çalışma alanında yazarak Ezyfit menüsüne yükleyin. Şekil penceresinde Ezyfit menüsü ile MATLAB yeniden başlatın. Ezyfit menüsünden &#39;Show Fit&#39;&gt; &#39;Güç&#39;&gt; &#39;a * x ^ n&#39; seçerek güç hukuka MSD eğrileri uygun n tahmini Pasif üs α olduğu idi. NOT: msdanalyzer MSD eğrilerinin takılması için Matlab Toolbox Montaj Eğrisi gerektirir. Ezyfit eğri uydurma gerçekleştirebilirsiniz alternatif ve ücretsiz bir yazılımdır. </li><li> Temizle akım parçacık yörüngeleri ve MSD&#39;ler diğer yerlerde veya zamanda yeni parçacık ve iskelet hesaplamak için: açık </li&gt; <li> Çeşitli ortalama MSD orta (kontrol) içindeki partiküllerin eğrileri ve mikrokoloniler ve çeşitli suşları farklılaşmamış alanlar, kopyalama ve karşılaştırma için tek bir grafikte içine eğrileri yapıştırmak hesaplandıktan sonra. Örnek sertliği ve alt MSD değerleri ile çapraz bağlama artar. Düz eğrileri düşük a&#39;yı ve örnek yüksek alfa ile dik eğrileri daha esnektir. </li><li> Eğri seçin ve medyan ve aralık gibi veri istatistiklerine bakmak için &quot;Araçlar&quot; gidin. Boncuk MSD bozulma uyumu ile orantılıdır, J boncuk ilişkiye göre gömülü olduğu malzemenin (t), <img alt="Denklem 1" src="/files/ftp_upload/53093/53093eq1.jpg" /> burada J = sürünme uyumu, d = partikül çapı, k B = Boltzman sabiti T = sıcaklık ve t = zaman. </li></ol></li></ol>

<ol><li>Costerton, J. W., Lewandowski, Z., Caldwell, D. E., Korber, D. R., Lappin-Scott, H. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microbial+biofilms%5BTitle%5D)+AND+%22Annu+Rev+Microbiol%22%5BJournal%5D)">Microbial biofilms.</a> Annu Rev Microbiol. 49, 711-745 (1995).</li>
<li>Flemming, H. C., Wingender, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+biofilm+matrix%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Rev+Microbiol%22%5BJournal%5D)">The biofilm matrix.</a> Nat Rev Microbiol. 8, 623-633 (2010).</li>
<li>Yang, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Distinct+roles+of+extracellular+polymeric+substances+in+Pseudomonas+aeruginosa+biofilm+development%5BTitle%5D)+AND+%22Environ+Microbiol%22%5BJournal%5D)">Distinct roles of extracellular polymeric substances in Pseudomonas aeruginosa biofilm development.</a> Environ Microbiol. 13, 1705-1717 (2011).</li>
<li>Chew, S. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamic+Remodeling+of+Microbial+Biofilms+by+Functionally+Distinct+Exopolysaccharides%5BTitle%5D)+AND+%22mBio%22%5BJournal%5D)">Dynamic Remodeling of Microbial Biofilms by Functionally Distinct Exopolysaccharides.</a> mBio. 5 (4), (2014).</li>
<li>Irie, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Self-produced+exopolysaccharide+is+a+signal+that+stimulates+biofilm+formation+in+Pseudomonas+aeruginosa%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci+U+S+A%22%5BJournal%5D)">Self-produced exopolysaccharide is a signal that stimulates biofilm formation in Pseudomonas aeruginosa.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 109, 20632-20636 (2012).</li>
<li>Zhao, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Psl+trails+guide+exploration+and+microcolony+formation+in+Pseudomonas+aeruginosa+biofilms%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Psl trails guide exploration and microcolony formation in Pseudomonas aeruginosa biofilms.</a> Nature. 497, 388-391 (2013).</li>
<li>Yang, L., Nilsson, M., Gjermansen, M., Givskov, M., Tolker-Nielsen, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pyoverdine+and+PQS+mediated+subpopulation+interactions+involved+in+Pseudomonas+aeruginosa+biofilm+formation%5BTitle%5D)+AND+%22Mol+Microbiol%22%5BJournal%5D)">Pyoverdine and PQS mediated subpopulation interactions involved in Pseudomonas aeruginosa biofilm formation.</a> Mol Microbiol. 74, 1380-1392 (2009).</li>
<li>Yang, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pattern+differentiation+in+co-culture+biofilms+formed+by+Staphylococcus+aureus+and+Pseudomonas+aeruginosa%5BTitle%5D)+AND+%22FEMS+Immunol+Med+Microbiol%22%5BJournal%5D)">Pattern differentiation in co-culture biofilms formed by Staphylococcus aureus and Pseudomonas aeruginosa.</a> FEMS Immunol Med Microbiol. 62, 339-347 (2011).</li>
<li>Friedman, L., Kolter, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Genes+involved+in+matrix+formation+in+Pseudomonas+aeruginosa+PA14+biofilms%5BTitle%5D)+AND+%22Mol+Microbiol%22%5BJournal%5D)">Genes involved in matrix formation in Pseudomonas aeruginosa PA14 biofilms.</a> Mol Microbiol. 51, 675-690 (2004).</li>
<li>Bokranz, W., Wang, X., Tschäpe, H., Römling, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Expression+of+cellulose+and+curli+fimbriae+by+Escherichia+coli+isolated+from+the+gastrointestinal+tract%5BTitle%5D)+AND+%22J+Med+Microbiol%22%5BJournal%5D)">Expression of cellulose and curli fimbriae by Escherichia coli isolated from the gastrointestinal tract.</a> J Med Microbiol. 54, 1171-1182 (2005).</li>
<li>Denkhaus, E., Meisen, S., Telgheder, U., Wingender, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chemical+and+physical+methods+for+characterisation+of+biofilms%5BTitle%5D)+AND+%22Microchim+Acta%22%5BJournal%5D)">Chemical and physical methods for characterisation of biofilms.</a> Microchim Acta. 158, 1-27 (2007).</li>
<li>Waigh, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microrheology+of+complex+fluids%5BTitle%5D)+AND+%22Rep+Prog+Phys%22%5BJournal%5D)">Microrheology of complex fluids.</a> Rep Prog Phys. 68, 685-742 (2005).</li>
<li>Wirtz, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Particle-Tracking+Microrheology+of+Living+Cells%3A+Principles+and+Applications%5BTitle%5D)+AND+%22Annu+Rev+Biophys%22%5BJournal%5D)">Particle-Tracking Microrheology of Living Cells: Principles and Applications.</a> Annu Rev Biophys. 38, 301-326 (2009).</li>
<li>Weiss Nielsen, M., Sternberg, C., Molin, S., Regenberg, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pseudomonas+aeruginosa.+and+Saccharomyces+cerevisiae.+Biofilm+in+Flow+Cells%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">Pseudomonas aeruginosa. and Saccharomyces cerevisiae. Biofilm in Flow Cells.</a> J Vis Exp. , e2383(2011).</li>
<li>Tarantino, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((TNF+and+IL-1+exhibit+distinct+ubiquitin+requirements+for+inducing+NEMO-IKK+supramolecular+structures%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Cell+Biology%22%5BJournal%5D)">TNF and IL-1 exhibit distinct ubiquitin requirements for inducing NEMO-IKK supramolecular structures.</a> Journal of Cell Biology. 204, 231-245 (2014).</li>
<li>Yang, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Polysaccharides+serve+as+scaffold+of+biofilms+formed+by+mucoid+Pseudomonas+aeruginosa%5BTitle%5D)+AND+%22FEMS+Immunol+Med+Microbiol%22%5BJournal%5D)">Polysaccharides serve as scaffold of biofilms formed by mucoid Pseudomonas aeruginosa.</a> FEMS Immunol Med Microbiol. 65, 366-376 (2012).</li>
<li>Gjermansen, M., Nilsson, M., Yang, L., Tolker-Nielsen, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterization+of+starvation-induced+dispersion+in+Pseudomonas+putida+biofilms%3A+genetic+elements+and+molecular+mechanisms%5BTitle%5D)+AND+%22Mol+Microbiol%22%5BJournal%5D)">Characterization of starvation-induced dispersion in Pseudomonas putida biofilms: genetic elements and molecular mechanisms.</a> Mol Microbiol. 75, 815-826 (2010).</li>
<li>Qin, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Role+of+autolysin-mediated+DNA+release+in+biofilm+formation+of+Staphylococcus+epidermidis%5BTitle%5D)+AND+%22Microbiology%22%5BJournal%5D)">Role of autolysin-mediated DNA release in biofilm formation of Staphylococcus epidermidis.</a> Microbiology. 153, 2083-2092 (2007).</li>
<li>Stoodley, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+influence+of+fluid+shear+and+AlCl3+on+the+material+properties+of+Pseudomonas+aeruginosa.+PAO1+and+Desulfovibrio+sp.+EX265+biofilms%5BTitle%5D)+AND+%22Water+Science+%26+Technology%22%5BJournal%5D)">The influence of fluid shear and AlCl3 on the material properties of Pseudomonas aeruginosa. PAO1 and Desulfovibrio sp. EX265 biofilms.</a> Water Science & Technology. 43, 113-120 (2001).</li>
<li>Jäger-Zürn, I., Grubert, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Podostemaceae+depend+on+sticky+biofilms+with+respect+to+attachment+to+rocks+in+waterfalls%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Plant+Sciences%22%5BJournal%5D)">Podostemaceae depend on sticky biofilms with respect to attachment to rocks in waterfalls.</a> International Journal of Plant Sciences. 161, 599-607 (2000).</li>
<li>Matysik, A., Kraut, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((TrackArt%3A+the+user+friendly+interface+for+single+molecule+tracking+data+analysis+and+simulation+applied+to+complex+diffusion+in+mica+supported+lipid+bilayers%5BTitle%5D)+AND+%22BMC+Research+Notes%22%5BJournal%5D)">TrackArt: the user friendly interface for single molecule tracking data analysis and simulation applied to complex diffusion in mica supported lipid bilayers.</a> BMC Research Notes. 7 (1), 274-283 (2014).</li>
</ol>

Yazarların açıklayacak hiçbir şeyi yoktur.

Microrheology gibi mikrobiyel filmlerin olarak heterojen sistemler, yerel reolojik ölçümler için yararlı bir araçtır. Birden fazla kez puan üzerinden aynı biyolojik numune içinde reolojik değişikliklerin gerçek zamanlı izleme sağlayan bir tahribatsız tekniktir. Bu protokolde, partikül izleme microrheology onlar elastikiyet ve biyofilm matrisi etkin çapraz bağlanmasını nasıl etkilediğini araştırmak için Pel ve PSL ekzopolisakkarit mutantlar uygulandı. Pel viskoelastik ve gevşek biyofilm yanadır ise psl, yüksek etkili çap...

Çoğu bakteri hücrelerinin hem planktonik (serbest yaşayan) ve büyümeye 1. yüzey bağlı (sesil) modları istihdam edebiliyoruz. Büyüme yüzeyi bağlı modunda, bakteri hücreleri salgılar ve hücre dışı polimerik maddeler (EPS) biyofilm oluşturmak için büyük miktarlarda kendilerini örten. EPS esas olarak protein, eksopolisakaritin, hücre dışı DNA&#39;dan oluşur ve biyofilm 2 için gereklidir. Bu bakteriler mekansal farklılaştırmak için kullanabileceğiniz ve zararlı çevresel koşullar ve ev sahibi yanıtlardan bakterileri korur hangi tarafından fiziksel bir iskele olarak hizmet vermektedir. EPS farklı bileşenleri dramatik biyofilm yapıları 4 pişmanlık olabilir EPS bileşenleri ifadesinde biyofilm oluşumu 3 ve değişiklikler farklı rollere sahiptir. EPS bileşenleri molekülleri 5 sinyal olarak işlev görebilir ve son çalışmalar onların göç ve biyofilm diff rehberlik mikrobiyal hücrelerin ile etkileşim bazı EPS bileşenleri göstermiştirerentiation 6-8. EPS Araştırma ölçüde EPS 9,10 belirli bir bileşeni kusurlu mutantlar tarafından üretilen biyofilm morfolojik analizler dayalı gelişmiş etmiştir. Buna ek olarak, EPS genellikle makro ölçekli (toplu karakterizasyonu) 11 de karakterize edilir. Morfolojik, ortalama değerleri döndürür biyofilm heterojenliğinden içinde var detay kaybeder nicel detay ve dökme karakterizasyonu, yoksun olabilir, ancak analiz eder. Mikro ölçekte EPS mekanik özelliklerinin gerçek zamanlı karakterizasyonu ilerleme artan bir eğilim artık yoktur. Bu protokol parçacık izleme microrheology Pseudomonas aeruginosa biyofilm 4 viskoelastisite ve etkin çapraz bağlanma üzerinde matris bileşenleri Pel uzaysal efektleri ve PSL eksopolisakaridleri belirlemek mümkün gösterilmiştir. Pasif microrheology basit ve ucuz bir rh olduğunugüncel 12,13 bir malzemenin uzaysal microrheological örnekleme yüksek verim sağlar eology yöntemi. Pasif microrheology, prob küreler örnek yerleştirilir ve termal enerji (k B-T) ile tahrik edilen kendi Brown hareketi, bir video mikroskobu ile takip edilir. Çeşitli parçacıklar aynı zamanda izlenebilir ve parçacıkların zamana bağlı koordinatları geleneksel bir rastgele yürüyüş izleyin. Bu nedenle, ortalama olarak, parçacıklar aynı konumda kalır. Ancak, yer değiştirmelerin standart sapma veya ortalama parçacıkların deplasman (MSD) karesine, sıfır değildir. Viskoz sıvılar akış beri zaman ilerledikçe, yapışkan bir sıvı içindeki parçacık MSD doğrusal büyür. Buna karşılık, polimerik çapraz viskoelastik bulunan veya elastik maddeler onları akışını karşı yardımcı olur ve partiküller MSD eğrisinin (Şekil 1A) yaylalara lider, kendi yerinden sınırlı olur. Bu gözlem, bir ilişki aşağıdaki MSDαt <sα maddenin elastik ve viskoz katkıları oranı ilgili Pasif üs a&gt; kadar. Viskoelastik maddelerin &lt;α &lt;1, ve elastik maddeler α 0 viskoz sıvılar içinde hareket eden parti kül α = 1 için, = 0 MSD aynı zamanda malzemenin eğilimi sürekli fazla deforme olan bozulma uyumu hesaplamak için kullanılabilir zaman ve nasıl kolayca malzeme yayılır tahmin ediyor. Parçacığın boyutu, yoğunluğu ve yüzey kimyası microrheological deney doğru bir şekilde uygulanması için kritik olan ve (bu durumda biyofilm matris polimerleri, Şekil 1B&#39;ye bakınız) ele sistemine göre seçilir. İlk olarak, partikül parçacık kendisinden çok daha küçük olan yapılarla maddenin reolojisini ölçer. Maddenin yapısı parçacığın, par hareketine benzer ölçek isenizTICLE münferit yapıların şekli ve yönelimi rahatsız edilir. Ancak partikülü saran yapıların daha küçük olması durumunda, bu etki, küçük olan ve parçacık (Şekil 1B) homojen bir ortamı gösteren, ortalama. İkincisi, parçacığın yoğunluğu sedimantasyon kaçınılması ve atalet kuvvetleri ihmal edilebilir, öyle ki (su bazlı ortamlar için 1.05 g ml -1) orta benzer olmalıdır. Polistren örgüleri olan çoğu parçacıklar yukarıdaki kriterleri karşılayan. Hareket maddesi yapıları ile termal enerji ve çarpışma ile tahrik rasgele ise, partikül MSD reolojik yorumlanması geçerlidir İdeal olarak, partikül biyofilm matris polimer ile etkileşmez. Bu prob partikül bağlamak veya bir ön yetişkin bir biyofilm yüzey öteye sıçrama eğiliminde olmaktadır olup olmadığının kontrol edilmesiyle görülmektedir. Ancak, biyofilm çekim olmamasına rağmen, parçacıkların matris içine dahil edilmesi gerekir.Buna ek olarak, biyofilm fizikokimyasal heterojenite Farklı parçacıklar biyofilm farklı bölgelerinde problar olarak daha uygun olan neden olabilir. Bu nedenle, farklı ebatlarda ve yüzey kimyası parçacıkları biyofilm uygulanmalıdır. Bunun gibi, parçacık MSD bileşenleri reolojisine katkıda bulunmak ve biyofilm yayılması ne kadar farklı hakkında yararlı bilgiler verebilmektedir. Ayrıca, farklı prob kullanımı, bir biyofilm mekansal fizikokimyasal heterojenite hakkında bilgi elde sağlar. Bu yöntem, biyofilm mekanik özellikleri başka bir türden getirilmesi değiştirilir araştırmak karışık türleri biyofilm biyofilm mekanik özellikleri üzerindeki etkisi antibiyotik tedavisi test etmek için kullanılır ya da uygulanabilir. Parçacık KİSH&#39;lerin biyofilm dağıtmasına karakterize etmek için yararlı olabilir. Bu tür çalışmalar bir potansiyel biyofilm tedavileri geliştirmek, biyofilm anlayışımızda yararlı olacaktıryararlı faaliyetler için biyofilmlerin nd mühendisliği.

<table><tbody><tr><td>Florsferler</td><td>Invitrogen</td><td>F-8821</td><td>1.0 & # 956; m kırmızı floresan (580/605) karboksilat modifikasyonlu mikroküreler</td></tr><tr><td>Zeiss Axio Görüntüleyici M1</td><td>Carl Zeiss</td><td></td><td>Epifloresan Mikroskop</td></tr><tr><td>Masterflex L/S Dijital Sürücü 07523-80</td><td>Cole-Parmer</td><td>EW-07523-80</td><td>Peristaltik pompa</td></tr><tr><td>Akış Hücresi Odaları</td><td>Danimarka</td><td></td><td></td>Teknik Üniversitesi</tr><tr><td>Kabarcık Tuzağı</td><td>Danimarka Teknik Üniversitesi</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Silikon Boru</td><td>Dow Corning</td><td></td><td>3 mm dış çap, 1&nbsp; mm iç çap</td></tr><tr><td>Şeffaf polipropilen plastik konektörler ve nbsp;</td><td>Cole Parmer</td><td>06365-83</td><td>1/16 inç (1.588 mm)</td></tr><tr><td>Bağlayıcı Klipsler</td><td></td><td></td><td>Boru kelepçelemek için</td></tr><tr><td>Lameller</td><td>Thermo Scientific & Trade; Nunc&ticaret;</td><td>50 x 24 mm</td><td></td></tr><tr><td>Şırınga 3 ml</td><td>Terumo</td><td></td><td></td></tr><tr><td>27 &nbsp; G İğne</td><td>Terumo</td><td></td><td></td></tr><tr><td>2 &nbsp; l Depolama / Medya Şişeleri</td><td>VWR & reg;</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Biyofilm kurulumunu tutmak için</td> <td>araba</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

parçacık izleme microrheology tarafından biyofilmler mekanik Özelliklerinin yerinde haritalama

In Situ Mapping of the Mechanical Properties of Biofilms by Particle-tracking Microrheology

Bakteri hücreleri, kendilerini hücre dışı polimerik maddelerle (EPS) kaplayarak biyofilm olarak bilinen yüzeye bağlı biyofilm toplulukları oluşturabilirler. EPS, bakteri hücrelerini barındıran ve proteinler, ekzopolisakkaritler ve DNA içeren çeşitli malzemelerden oluşan fiziksel ve koruyucu bir iskele görevi görür. EPS'nin bileşimi değişebilir, bu da çevresel ipuçlarına bir yanıt olarak flamalar gibi alternatif biyofilm yapılarını daha da geliştirmek veya desteklemek için biyofilmin mekanik özelliklerini yeniden şekillendirir. Buna rağmen, EPS bileşenlerinin biyofilmlerin mekanik özelliklerine ve işlevine nasıl katkıda bulunduğuna dair çok az nicel açıklama vardır. Maddenin akışının incelenmesi olan reoloji, birçok biyofilm akış koşullarında büyüdüğü ve sürekli olarak kayma stresine maruz kaldığı için biyofilmler için özellikle önemlidir. Ayrıca, biyofilmin bir yüzeye yayılması hakkında ölçüm ve içgörü sağlar. Burada, parçacık izleme mikroreolojisi, geliştirme sırasında biyofilmin çeşitli bölümlerindeki farklı matris bileşenlerinin viskoelastisite ve etkili çapraz bağlama rollerini incelemek için kullanılır. Bu yaklaşım, araştırmacıların biyofilmlerin mekanik özelliklerini mikro ölçekte ölçmelerine olanak tanır ve bu da biyofilmleri kontrol etmek ve mühendislik yapmak için yararlı bilgiler sağlayabilir.

Boşlukları (biyofilm üzerindeki orta), ovalar (hücrelerin farklılaşmamış düz tabaka) ve mikrokoloniler (Şekil 2A etiketleri bakınız) dahil biyofilm, farklı bölgelerindeki biyofilm yerel viskoelastik özellikleri incelenmiştir. Gün olgunlaşma esnasında biyofilm viskoelastik özellikleri zamansal değişimi 3 ila 5 de belirlenmiştir. Boşlukların içindeki parçacıkların MSD saf ortam içinde parçacıkların MSD için bir kontrol ve karşılaştırılabilir olarak kullanılmıştır. Bunun aksine, biyofilm içinde sıkışıp par...

Parçacık izleme mikroreolojisi, malzemelerin viskoelastisitesini araştırır. Burada teknik, bir bakteri biyofilminin farklı matris bileşenlerinin viskoelastisite, sürünme uyumu ve etkili çapraz bağlama rollerini belirlemek için kullanılır. Matris, bakteriler tarafından salgılanan polimerik maddelerden oluşur ve bileşenleri biyofilm yapısını ve mekanik özelliklerini belirler.

Parçacık izleme Microrheology tarafından Biyofilmler Mekanik Özelliklerinin Yerinde Haritalama

Bacterial cells are able to form surface-attached biofilm communities known as biofilms by encasing themselves in extracellular polymeric substances ...

Bu metodolojinin genel amacı, heterojen akış hücreleri ve statik biyofilmlerin mikro alanları içindeki gerçek lojik özelliklerin nasıl ölçüleceğini göstermektir. Bu yöntem, belirli metrik bileşenlerin, farklı türlerin veya bileşiklerin biyofilm nörolojisini nasıl etkilediği ve kayma kuvveti gibi fiziksel kuvvetlere verdiği yanıtın test edilmesi gibi biyofilm alanındaki temel soruların yanıtlanmasına yardımcı olabilir. Bu, yüksek uzamsal çözünürlüğe sahip tahribatsız bir tekniktir ve biyolojik laboratuvarlar için standart olan ekipmanlarla gerçekleştirilebilir.Metin protokolüne uygun olarak gecelik bakteri kültürleri, malzemeler ve akış hücresi kurulumu için besiyeri hazırlandıktan sonra, sodyum azidi uzaklaştırmak için steril su içindeki floresan mikroküreleri mikro santrifüj tüplerine paylaştırın; tüpleri akışlı kabin gibi steril bir ortamda beş dakika boyunca santrifüjleyin, süpernatantı uzaklaştırın ve mikroküreleri yeniden süspande etmek için bir mililitre büyüme besiyeri kullanın. Ardından, akış hücresi kültürü için mikroküreleri geri kalan büyüme besiyerine ekleyin. Akış hücresi kültürünü metin protokolüne göre kurun; mikro kuyu odacıklarında büyütülen biyofilmler için statik

in-situ-mapping-mechanical-properties-biofilms-particle-tracking

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Biyomühendislik

Kaynak: Kurz, D. L. ve diğerleri. Gözenekli ortamlarda biyotıkanmayı incelemek için mikrofluidik platform. J. Vis. Exp. (2022)Video, biyofilm oluşumunu incelemek için mikrofluidik cihazın kullanıldığını gösteriyor. Mikrokanala bakteriyel bir süspansiyon getirilir ve ardından biyofilm gelişimi için kuluçka yapılır. Akış daha sonra yeniden başlatılır ve basınç izleme ile görüntüleme kullanılarak biyofilm oluşumu ve gözenek tıkanıklığı zamanla tespit edilir.

Biyofilm oluşumu sırasında gerçek zamanlı görüntüleme ve basınç takibi için mikrofluidik bir cihaz

Bu çalışma, bir ince biyolojik bakteri tabakası ve in situ ara yüzeylerde mikro-organizmalar tarafından yapılmış karmaşık yaşam malzemenin lokal mekanik özelliklerini ölçmek için özel bir manyetik cımbız geliştirilmesi tohumlanmış manyetik parçacıkların uzaktan harekete dayalı orijinal bir yöntem göstermektedir.

Için Mikrometrik Sondalar uzaktan manyetik uyarılı<em&gt; In situ</emBakteriyel biyofilm Fiziksel Özelliklerinin&gt; 3D Mapping

Parçacık izleme microrheology olmayan yıkıcı ölçmek ve 3 boyutlu uzamsal tümör modellerinde hücre dışı matris mekanik özelliklerinde değişiklikler eşlemek için kullanılabilir.

Partikül izleme Microrheology kullanarak 3D Tümör Modelleri Ekstrasellüler Matriks Rijitliğinin Boyuna Ölçümü

Biyofilmlerin çevreleriyle karmaşık etkileşimleri vardır. Biyofilm-çevre etkileşimlerini kapsamlı bir şekilde araştırmak için, burada biyofilm gelişimi için heterojen kimyasal ortam oluşturmak, yerel akış hızını ölçmek ve biyofilm kolonileri içinde ve çevresinde kütle taşınmasını analiz etmek için bir dizi yöntem sunuyoruz.

Biyofilm ve Habitat Heterojen Eş-geliştirme karakterize Yöntemleri

Bu makale bir biyofilm in situ uçuş zaman ikincil iyon kütle spektrometresi sulu durumda, kimyasal eşleştirmesi bir mikrosıvısal reaktör, sıvı vakum arabirimi analiz için sistemi tarafından etkinleştirilmiş için için büyüyen bir yöntem sunar. Shewanella Corynebacterium Bay-1 yeşil Floresans protein ile bir model olarak kullanıldı.

Situ Shewanella Corynebacterium MR1 biyofilmler SALVI ve ToF-SIMS tarafından karakterizasyonu

Malzeme özellikleri ve tensional parametreleri içinde vivo ölçmek için Araçlar eksikliği onların rolleri geliştirme sırasında doğrulama engeller. Atomik Kuvvet Mikroskobu (AFM) ve mekanik özellikleri bozulmamış Zebra balığı embriyo sarısı cep epiboly sırasında ölçmek için nanopartikül izleme çalıştırmaya başladık. Bu, güvenilir ve yaygın olarak uygulanabilir müdahaleci müdahaleler kaçınarak yöntemlerdir.

AFM ve Zebra balığı embriyo sarısı hücre Microrheology

Mikrobiyal biyofilmler interfazlarda karmaşık mimariler oluşturur ve yüksek ölçekli-bağımlı uzamsal desenler halinde gelişirler. Burada, 3D optik koherens tomografisi (OCT) veri kümelerinin otomatik olarak edinimi için deneysel bir sistem (sert ve yazılım) sıyoruz. Bu araç seti, uzay ve zamanda biyofilm morfogenezinin non-invaziv ve çok ölçekli karakterizasyonuna olanak sağlar.

Büyük Uzamsal Ölçekler Üzerinde Biyofilm Morfogenezini Açıklamak için Otomatik 3D Optik Koherens Tomografisi

Protokol, hidrojeller ve hücreler de dahil olmak üzere yumuşak malzeme nanogirinti deneyleri için eksiksiz bir iş akışı sunar. İlk olarak, kuvvet spektroskopisi verilerini elde etmek için deneysel adımlar detaylandırılmıştır; Daha sonra, bu tür verilerin analizi, GitHub'dan ücretsiz olarak indirilebilen yeni geliştirilen açık kaynaklı bir Python yazılımı aracılığıyla detaylandırılır.

Yumuşak Madde Nanoindentasyonu için Deneysel ve Veri Analizi İş Akışı

Bu makale, optik koherens elastografi (OCE) tekniğinin biyofilm elastik özelliklerini hızlı ve tahribatsız bir şekilde karakterize etmedeki etkinliğini vurgulamaktadır. Doğru ölçümler için kritik OCE uygulama prosedürlerini açıklıyoruz ve iki granüler biyofilm için Young modül değerlerini sunuyoruz.

Optik Koherens Elastografi Kullanılarak Çevresel Biyofilmlerin Elastik Özelliklerinin Ölçülmesi

Bu makale, panoramik görüntüleme sistemi kullanılarak Langendorff perfüze tavşan kalbinde, optik haritalama deneylerini için temel prosedürleri ve ikili (voltaj ve kalsiyum) görüntüleme yöntemidir.

Çok parametreli Langendorff perfüze Tavşan Kalp Optik Haritalama

Öğrenin parçacık izleme mikroroloji ile bakteri biyofilmlerinin viskoelastik özelliklerini yerinde ölçmeyi. Bu yıkıcı olmayan yüksek çözünürlüklü teknik, matris bileşenlerinin rolünü ve mekanik yanıtları incelemeye olanak tanır.

Parçacık izleme Microrheology tarafından Biyofilmler Mekanik Özelliklerinin Yerinde Haritalama

Daha fazla video keşfet