אנחנו אסירי תודה לקרן של הארץ הפסיפי הלאומי מעבדה (PNNL), מדעי הביולוגיה (EBD) המשימה זרע מעבדה מכוונות למחקר, פיתוח (LDRD) עבור תמיכה גישה אינסטרומנטלית סופק באמצעות הצעה משתמש כללי W. R. ויילי סביבתיים מולקולרית מדעי מעבדה (EMSL). EMSL הוא מתקן משתמש מדעיים לאומיים בחסות את Office הביולוגיים ואת הסביבה מחקר (בער) ב- PNNL. המחברים תודה ד ר Yuanzhao דינג הוכחה לקרוא את כתב היד, מתן משוב שימושי. PNNL מופעל על ידי Battelle על האלמונית תחת חוזה דה-AC05-76RL01830.

<ol>
	<li>Renner, L. D., Weibel, D. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Physicochemical+regulation+of+biofilm+formation.">Physicochemical regulation of biofilm formation.</a> MRS Bull. 36 (5), 347-355 (2011).</li><li>Flemming, H. C., Wingender, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+biofilm+matrix.">The biofilm matrix.</a> Nat Rev Microbiol. 8 (9), 623-633 (2010).</li><li>Aldeek, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Patterned+hydrophobic+domains+in+the+exopolymer+matrix+of+Shewanella+oneidensis+MR-1+biofilms.">Patterned hydrophobic domains in the exopolymer matrix of Shewanella oneidensis MR-1 biofilms.</a> Appl Environ Microbiol. 79 (4), 1400-1402 (2013).</li><li>Hua, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+situ+molecular+imaging+of+a+hydrated+biofilm+in+a+microfluidic+reactor+by+ToF-SIMS.">In situ molecular imaging of a hydrated biofilm in a microfluidic reactor by ToF-SIMS.</a> Analyst. 139 (7), 1609-1613 (2014).</li><li>Yu, X. Y., Yang, L., Cowin, J. P., Iedema, M., Zhu, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Systems+and+methods+for+analyzing+liquids+under+vacuum.">Systems and methods for analyzing liquids under vacuum.</a> US Patent. , (2013).</li><li>Yu, X. Y., Liu, B., Yang, L., Zhu, Z., Marshall, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microfluidic+electrochemical+device+and+process+for+chemical+imaging+and+electrochemical+analysis+at+the+electrode-liquid+interface+in+situ.">Microfluidic electrochemical device and process for chemical imaging and electrochemical analysis at the electrode-liquid interface in situ.</a> US Patent. , (2014).</li><li>Yang, L., Yu, X. Y., Zhu, Z. H., Thevuthasan, T., Cowin, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Making+a+hybrid+microfluidic+platform+compatible+for+in+situ+imaging+by+vacuum-based+techniques.">Making a hybrid microfluidic platform compatible for in situ imaging by vacuum-based techniques.</a> J Vac Sci Technol A. 29 (6), (2011).</li><li>Yang, L., Yu, X. Y., Zhu, Z. H., Iedema, M. J., Cowin, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Probing+liquid+surfaces+under+vacuum+using+SEM+and+ToF-SIMS.">Probing liquid surfaces under vacuum using SEM and ToF-SIMS.</a> Lab Chip. 11 (15), 2481-2484 (2011).</li><li>Ding, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+Situ+Molecular+Imaging+of+the+Biofilm+and+Its+Matrix.">In Situ Molecular Imaging of the Biofilm and Its Matrix.</a> Anal Chem. , (2016).</li><li>Yang, J., Ghobadian, S., Montazami, R., Hashemi, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Proceedings of the Asme 11th Fuel Cell Science, Engineering, and Technology Conference, 2013. , (2013).</li><li>Yu, F., Wang, C. X., Ma, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Applications+of+Graphene-Modified+Electrodes+in+Microbial+Fuel+Cells.">Applications of Graphene-Modified Electrodes in Microbial Fuel Cells.</a> Materials. 9 (10), (2016).</li><li>Yu, J., Zhou, Y., Hua, X., Zhu, Z., Yu, X. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+Situ+Characterization+of+Hydrated+Proteins+in+Water+by+SALVI+and+ToF-SIMS.">In Situ Characterization of Hydrated Proteins in Water by SALVI and ToF-SIMS.</a> J Vis Exp. (108), e53708 (2016).</li><li>Hill, E. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Effects of Electron-Transport-System Impairment on Hydrogen Gas Production by the Bacterium Shewanella oneidensis MR-1. , (2007).</li><li>McCormick, A. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biophotovoltaics:+oxygenic+photosynthetic+organisms+in+the+world+of+bioelectrochemical+systems.">Biophotovoltaics: oxygenic photosynthetic organisms in the world of bioelectrochemical systems.</a> Energy Environ Sci. 8 (4), 1092-1109 (2015).</li><li>Liu, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+situ+chemical+probing+of+the+electrode-electrolyte+interface+by+ToF-SIMS.">In situ chemical probing of the electrode-electrolyte interface by ToF-SIMS.</a> Lab Chip. 14, 855-859 (2014).</li><li>Keune, K., Hoogland, F., Boon, J. J., Peggie, D., Higgitt, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+the+"added+value"+of+SIMS:+A+mass+spectrometric+and+spectroscopic+study+of+an+unusual+Naples+yellow+oil+paint+reconstruction.">Evaluation of the "added value" of SIMS: A mass spectrometric and spectroscopic study of an unusual Naples yellow oil paint reconstruction.</a> Int J mass Spectrom. 284 (1-3), 22-34 (2009).</li><li>Lee, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Mass Spectrometry Handbook. , 988 (2012).</li><li>Petrovic, M., Barcelo, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Determination+of+anionic+and+nonionic+surfactants,+their+degradation+products,+and+endocrine-disrupting+compounds+in+sewage+sludge+by+liquid+chromatography/mass+spectrometry.">Determination of anionic and nonionic surfactants, their degradation products, and endocrine-disrupting compounds in sewage sludge by liquid chromatography/mass spectrometry.</a> Anal Chem. 72 (19), 4560-4567 (2000).</li><li>Vickerman, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecular+Imaging+and+Depth+Profiling+by+Mass+Spectrometry--Sims,+MALDI+or+DESI.">Molecular Imaging and Depth Profiling by Mass Spectrometry--Sims, MALDI or DESI.</a> Analyst. 136 (11), (2011).</li><li>Weng, L. T., Bertrand, P., Stonemasui, J. H., Stone, W. E. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tof+Sims+Study+of+the+Desorption+of+Emulsifiers+from+Polystyrene+Latexes.">Tof Sims Study of the Desorption of Emulsifiers from Polystyrene Latexes.</a> Surf Interface Anal. 21 (6-7), 387-394 (1994).</li><li>Pe&#241;uelas-Urquides, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measuring+of+Mycobacterium+tuberculosis+crowth.+A+correlation+of+the+optical+measurements+with+colony+forming+units.">Measuring of Mycobacterium tuberculosis crowth. A correlation of the optical measurements with colony forming units.</a> Braz J Microbiol. 44 (1), 287-289 (2013).</li><li>Dohnalkova, A. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Imaging+hydrated+microbial+extracellular+polymers:+comparative+analysis+by+electron+microscopy.">Imaging hydrated microbial extracellular polymers: comparative analysis by electron microscopy.</a> Appl Environ Microbiol. 77 (4), 1254-1262 (2011).</li><li>Yang, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+situ+SEM+and+ToF-SIMS+analysis+of+IgG+conjugated+gold+nanoparticles+at+aqueous+surfaces.">In situ SEM and ToF-SIMS analysis of IgG conjugated gold nanoparticles at aqueous surfaces.</a> Surf Interface Anal. 46, 224-228 (2013).</li><li>Yu, J. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Capturing+the+transient+species+at+the+electrode-electrolyte+interface+by+in+situ+dynamic+molecular+imaging.">Capturing the transient species at the electrode-electrolyte interface by in situ dynamic molecular imaging.</a> Chem Commun. 52 (73), 10952-10955 (2016).</li></ol>

המחברים אין לחשוף.

לאחר מזריקים בשלב-יומן, חשוב לבחון את מספר ימים ואת הטמפרטורה שבה תגדל biofilm לפני שזה בריא ועבה מספיק עבור הדמיה, כפי שמתואר בשלב 3.1. הליך זה מכסה במפורש culturing oneidensis ס MR1 biofilm בטמפרטורת החדר; עם זאת שונים בטמפרטורות החדר יכול להשפיע על קצב גידול. לכן, חיוני להשתמש הדמיה אופטית כדי להבין אם biofilm יהיה מוכן לפני שתמשיך תוף-סימס לניתוח. באופן דומה, זנים שונים של חיידקים דורש תנאי גידול שונים ואורך כדי להשיג עובי רצוי לניתוח. בעוד עקומת גדילה איור 1b מתארת יומן שלב 200 של החיידק להיות 12-32 h, השתמשו ב- 24 שעות ביממה לאורך כל ההליך, חשוב לציין כי הפעם לא יכול לשמש כשלב-יומן עבור זנים אחרים של חיידקים מבלי לבסס את עקומת גדילה באופן עצמאי. בעוד שלב יומן היה בין 12 ו- 33 h של צמיחה oneidensis ס, 24 שעות ביממה נבחר בשל העובדה כי זה היה בחלק של צמיחה איפה החמצן התחיל כדי להגביל את שיעור הצמיחה של האורגניזם, לקראת סוף שלב יומן. ניסויים הראו שהיה זה התאים הזמן החלו לייצר nanowires, ובכך בשלה כדי ליצור biofilms מוצלח יכול לשרוד בסביבות חמצן נמוכה. 3 , 13 . כתוצאה מכך, הפעם בחרת להשתמש החיידקים בשלב יומן צריך להיות מושפע מחקר ידע וניסיון שנצבר מן הספרות על מחקר ניסיוני של החיידק נחקר. בנוסף, עקומת גדילה נפרד יש להקים להבין את היומן-השלב עבור כל זנים שונים של חיידקים אשר ישמשו לצמיחה biofilm שימוש בגישה זו. שיעור הצמיחה µL 2/min היה מחושב כל כך כמו שלא יעלה על מרבית-קצב הגידול oneidensis ס מר-1, ואת הזמן הכולל נבחר לצאת ממבנה biofilm בוגרת זה לא היה מגודל ונוטים ניתוק. המחירים הללו ניתן להתאים בהתאם לידע של חיידקים שונים לשימוש עם תוכנית התקנה זו.
כמה מגבלות לשימוש SALVI לצמיחה biofilm כוללים של ביופילמים בתוך התעלה, כמו גם את ההסתברות של חיידקים כדי לצרף הקירות שטוח של הערוץ. למרות הצמיחה בקצב קבוע, מומלץ להיות 2 µL דקות בתוך פרוטוקול זה, של ביופילמים יכול להתרחש עדיין אם biofilm מותר לגדל יותר מדי זמן. במקרה כזה, ללא אזהרה, biofilm יכול לנתק מן החלון ולצאת SALVI את כדי הכלילה עודפים. של ביופילמים יכול להתרחש גם פשוט על-ידי הוספת כוח מכני (כלומר, עובר) SALVI, אשר לא ניתן להימנע מכך. עם זאת, זה יכול להישמר בבדיקת על-ידי הצגת את הקובץ המצורף של biofilm החלון חטא לפני ניתוח תוף-סימס תחת מיקרוסקופ אור. מגבלה אחת כוללת את החלקות של microchannel PDMS אשר יכול להקשות על חיידקים מסוימים לצרף. עם זאת, זה יכול להשתנות בעיצוב של SALVI כדי להכיל על-ידי יצירת קצוות משונן לערוץ, אם המצורף של החיידק הוא בעיה. לבסוף, ספירת יכול להיעשות במקום600 קריאות OD נחישות עקומת הגדילה. לדוגמה, מחקרים הראו קורלציה ישירה ועקבית של ספירת כדי קריאות OD600 . 21 . לפיכך, OD600 נחשבת מספיקות להערכת biofilm צמיחה.
המגבלות טכניקה זו הם מעטים, כמו SALVI משמש בעיקרו לצלחת תרבות שבו יש הרבה רב-תכליתיות לשימוש ביישומים רבים, כמו למשל anaerobically בתוך תיבת כפפה או בתוך תא סביבתיים בכל טמפרטורה מבוקרת. כמה מגבלות קלות כוללות חדר בלתי נשלט תנאים כגון לחות, טמפרטורה, מיקום ליד אור השמש, אשר עדיין ניתן יהיה לאכלס, תנאים לצמיחה אופטימלית של חיידקים ספציפיים לכל. בנוסף, חלק מן האתגרים הטכניים הללו ניתן להתגבר עם אינקובטור עם טמפרטורה או תכונות RH תיווך בכיוונון biofilm.
SALVI הוא ממשק התואם לואקום microfluidic. בעבודה זאת, השתמשו 200 x 300 µL microfluidic ערוץ תרבות biofilms ואחריו עם סימס אופטי ולא נוזלי הדמיה. נוזלים להציג אתגר טכני ללמוד באמצעות טכניקות בסיס ואקום, כי הם תנודתי וקשה לשמור בשלב נוזלי בואקום. ובכך ואקום טכניקות כגון תוף-סימס היה מוגבל באופן מסורתי הקפאה ויבש רק דוגמאות. 22 . בנוסף, SALVI יכול לשמש עבור הדמיה מגוונות וספקטרוסקופיה תוך שימוש במגוון טכניקות במיקרוסקופ וספקטרוסקופיה. 4 , 9 הקבוצה שלנו עבד להתרחב כל העת SALVI ביישומים שונים בחיי עיר ניתוח של נוזלים וממשקים נוזלי אחיד. 15 , 23 , 24 שלנו מאמץ זה התבצעה ביעילות הראו חיידקים מצורף למוח חטא. 9 לאחר מצורף הראשונית, זרימה מתמדת של בינוני במשך הזמן הוכח לטפח בהצלחה ממבנה biofilm ישירות על החלון החטא של SALVI. במהלך תוף-סימס, קרן יון ראשי משמש שיפציץ חורים של 2 מיקרומטר בקוטר. ממד זה דומה אורך תא biofilm צמוד לחלון חטא, ובכך לספק פרופיל כימי של biofilm ב microenvironment רטוב באופן טבעי שלה. זה מאוד חשוב בשל הפרש של זהות כימית ממבנה biofilm, נוכחות של EPS, וסביבה אשכול של מים בהשוואת biofilms במצבו רטוב עם דגימות מיובשים. 9 ללא שימוש SALVI, תוף-סימס יכול רק להתנהל על דגימות הקפאה ויבש, מתן מיפוי כימי נכשל כדי ללכוד את פרופיל כימי של מדגם hydrated במצבו הטבעי.
כפי שמוצג באיור 1א, חשוב לשמור את משאבת מזרק מעל לאורך צינור טפטוף תאפשר גם לאורך צינור טפטוף להיות בניצב microchannel SALVI. בנוסף, בועות יהיה פחות סביר להניח הופכים לכוד בתוך הצנרת של המכשיר, אם הצנרת PFTE עודפים (בתוך הבקבוק outlet) הוא נמוך יותר מאשר לאורך צינור כניסת (המחובר אל התא הטפטוף). עוד צעד קריטי של טיפוח החיידקים לצמיחה SALVI הוא קודם לקבל עקומת גדילה של המתח חיידקים מסוימים אשר ישמשו, כפי שמתואר בתוך שלב 1.3. ניתן לבצע זאת על ידי קבלת עקומות גדילה עם מדידות צפיפות אופטית. עקומת גדילה, כפי שמוצג באיור 1B, חשוב להבנת את מסגרת הזמן שבו חיידקים יהיו בתוך השלב-היומן של צמיחה, כאשר ניתן להניח כי החיידקים הם הבריא. ניצול חיידקים בתוך השלב הזה של הצמיחה מקלה על יצירת microenvironment biofilm בריא ומבטיחה biofilm יגדל בקצב הצפוי. Microchannel SALVI הוא מעוקר הטמפרטורה בחדר עם 70% אתנול ומים DI, כפי שהוא לא יכול להיות בלוק עבור עיקור לפני השימוש עם תוף-סימס. זה בשל העובדה כי autoclaving יכול לגרום נזק לחלון של SALVI והן להציג את אדי מים לערוץ. אחרי כמה ימים של צמיחה, יש לבדוק את microchannel עם פלורסצנטיות מיקרוסקופ כדי לאמת את הקובץ המצורף חיידקי. דוגמה לכך ניתן למצוא איור 1C, תמונה זו צולמה להראות ממבנה biofilm התבגר. בשל נתיב הזרימה של המדיום, החיידקים יותר בחיוב מצרף, גדל לאורך קצות microchannel, לפי מיקום זה הוא זרימת וכוחות הטיה איפה lowest.
לסיכום, SALVI הוא שיטה מצוינת עבורם כדי biofilms תרבות ולמידה באמצעות בחיי עיר מיפוי כימי, שכן היא מאפשרת למתן את החיים biofilm במצבו הטבעי רטוב מבוססי וואקום הדמיה ספקטרומטר מסה. גישה ייחודית זו יכול לספק מידע נוסף אודות ממבנה biofilm מים אשכול microenvironment, כמו גם באשר לרכוש הבנה מעמיקה יותר של תוצרי לוואי שלה EPS. מידע זה יכול לשמש כדי להבין ממבנה biofilm פעילויות ביולוגיות, והוא יכול להיות מנוצל ביישומים שונים כגון וההתערבות, הנדסה ביו-רפואית, חקלאות, תעשייה מחקר ופיתוח.

Biofilms חיידקי הן קהילות הקשורים השטח אשר התפתחו במשך הזמן כהגנה על חיידקים לשרוד משתנה לגירויים פיזיים ועל מכניים שלילית, שבו תאים מסוגלים לצרף ולשרוד בסביבות אפשריות רבות. 1 , 2 Biofilms נחקרות במידה רבה, יש יישומים בתחומים רבים כגון וההתערבות, הנדסה ביו-רפואית, חקלאות, תעשייה מחקר ופיתוח. 1 , 2 . הבנת המיפוי כימי של קהילות חיידקים אלה מורכבים, כולל שלהם (EPS) מתוצרת עצמית חוץ-תאית חומרים פולימריים וסביבתם מים מקומיים-אשכול, חיוני להשגת מדויקת ומפורטת תיאור הפעילות הביולוגית שלהם. 2
Biofilms להתקיים ולגדול בתוך מדינה מאוד רטוב. מהווה אתגר גדול באמצעות ניתוח משטח מבוססי וואקום טכניקות כגון יון משני זמן-של-טיסה ספקטרומטר מסה (תוף-SIMS) עקב הקושי בלימוד נוזלים נדיפים בואקום. כתוצאה מכך, טכניקות מבוססות ואקום ניתוח משטח היה מוגבל כמעט אך ורק ללמוד biofilm דגימות-רק מדינתם מיובשים. עם זאת, ללמוד ממבנה biofilm במצבו מיובשים מעכב החקירה מדויק של microenvironment הביולוגית האמיתית שלו. היא גורמת לעיתים קרובות שינויים דרסטיים EPS biofilm ובטחונו המורפולוגיה, אשר הוכח לאחר השוואת תוצאות המוני ספקטרלי biofilm יבש בחיי עיר ללימודי נוזלי. 3 , 4 מאמר זה מציג פתרון עבור הלומדים biofilms בתוך hydrated במצבן הטבעי על ידי העסקת את השימוש במערכת שלנו לניתוח-נוזלי ואקום ממשק (SALVI),5,6 כור microfluidic את זה מכיל נוזל תחת הממברנה ניטריד (חטא) שלו סיליקון דק ב- microchannel עשוי polydimethylsiloxane (כרונית), ובכך מספק גישה ישירה על הקורה בדיקה יון משני תוך שמירה על שלמות המבנה של המטריקס נוזלי בתוך ואקום . תא 7 , 8
Oneidensis ס מר-1 מוטציה לבטא חלבון פלורסצנטיות ירוק (GFP) נבחר כאורגניזם מודל להמחשה הליך זה biofilm בשל צדדיות מטבולית שלה שימוש נפוץ ב מיקרוביולוגיה סביבתית ושימושית, אשר היה מבוסס בכבדות על יכולת ייחודית שלה עבור הפחתת מתכת והעברת-אלקטרונים חוץ-תאית. 9 , 10 , 11 . בנוסף, הנוכחות של GFP מותרת עבור קל רציפה biofilm-עובי ניטור באמצעות מיקרוסקופ פלורסצנטיות, באמצעות מסנן isothiocyanate (FITC) fluorescein. מחקרים קודמים שלנו הראו עדות של חיידקים זה העדפה מצורף אל החלון חטא שימוש ב operando קרינה פלואורסצנטית הדמיה לצמיחה biofilm בעובי של עד 100 מיקרומטר. 4 , 12 בעוד מאמר זה ידון רק האישור של הנוכחות של biofilm דרך מיקרוסקופ פלורסצנטיות, SALVI הוא תואם עם שיטות דימות אופטי אחרות כגון סופר-רזולוציה קרינה פלואורסצנטית הדמיה (קרי, מובנית תאורה מיקרוסקופ (SIM)9) ו לייזר קונפוקלי סורק מיקרוסקופ (CLSM) הדמיה4). דימות אופטי יכול לשמש כדי למדוד את עובי biofilm, לקבל תמונה תלת-ממדית של, צורת biofilm כפי שהוא מופיע, המאשרת את עוביו ואת הקשר שלה אל החלון חטא. 9 בזמן GFP נעשה שימוש בניתוח סימס, S. oneidensis ללא GFP על עקומת הגדילה, שימש מדידה זו נדרשת רק של צפיפות אופטית, לא מחייבים כל הדמיה פלורסנט. בדרך כלל, ההבדל בין ה-GFP מתויג, מינים לא מתויגת בתוך עקומת גדילה נמצא חסר חשיבות. בנוסף, בעוד פרוטוקול זה משתמש oneidensis ס מר-1 GFP כאורגניזם מודל כדי לתאר את התהליך, הליך זה מיועד עבור כל זן חיידקי כי ייתכן שיהיה צורך לטיפוח בתוך SALVI. אמנם, לאור הידע של המתח חיידקי צריך, כמה תנאים לצמיחה כגון זמן, טמפרטורת הסביבה חמצן ייתכן שתצטרך להיות שונה כדי להתאים את המתח של חיידקים כדי לשמש. עבור מדיום הגידול, הליך זה משתמש "nanowires" בינוני, tryptic סויה מרק (TSB) ללא דקסטרוז, סויה tryptic אגר (TSA) ללא דקסטרוז culturing. ההרכב של "nanowires" בינוני כבר במיוחד ניסח עבור הצמיחה, ניטור של הרחבות של הקרום ומאז periplasm של oneidensis ס המופיעות לקחת את הצורה של חוטים קטנים, של הקומפוזיציה בינוני הוקם בתוך מחקרים קודמים. 13 , 14
הפרוטוקול הקודם שלנו בב באתרו ToF נוזלי-סימס יש מאויר היתרון שיש SALVI להציע עבור חלבון הנייח וקובץ מצורף החטא, כמו גם פרוטוקול מפורט על הפחתת ניתוח ונתונים תוף-סימס. 12 יותר מאשר לחזור על הצעדים להפחתת נתונים, הנייר הזה ישמש להתמקד במקום הגישה הייחודית של הגדרת וטיפוח biofilms בתוך microchannel SALVI שלנו, כמו גם את השלבים הדמיה לזהות נוכחות biofilm ועובי מוקדמת תוף-סימס לניתוח. בעוד biofilms היה מוגבל בעבר כדי רק מיובש דגימות בתוך התא של מבוססי וואקום את השטח בשיטות אנליטיות, מפורט EPS ו- biofilm כימי מיפוי של biofilms בשידור חי כעת ניתן להשיג בחיי עיר בגלל יכולת חדשה זו.

<table width="2446">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="width:389px;height:20px;">ToF-SIMS</td>
			<td style="width:260px;">IONTOF</td>
			<td style="width:123px;">TOF.SIMS 5</td>
			<td style="width:1675px;">Resolution:&#62;10,000 m/&#916;m for mass resolution;&#62;4,000 m/&#916;m for high spatial resolution</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="width:389px;height:20px;">System for Analysis at the Liquid Vacuum Interface (SALVI)</td>
			<td style="width:260px;">Pacific Northwest National Laboratory</td>
			<td style="width:123px;">N/A</td>
			<td>SALVI is a unique, self-contained, portable analytical tool that, for the first time, enables vacuum based scientific instruments such as time-of-flight secondary ion mass spectrometry (ToF-SIMS) to analyze liquid surfaces in their natural state at the molecular level.</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="width:389px;height:20px;">-80&#176;C Freezer</td>
			<td style="width:260px;">New Brunswick Scientific</td>
			<td style="width:123px;">N/A</td>
			<td>U410 Premium Energy Efficient Ultra-Low Temperature Freezer</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="width:389px;height:20px;">4&#176;C Refrigerator</td>
			<td style="width:260px;">BioCold Scientific</td>
			<td style="width:123px;">N/A</td>
			<td>COLDBOX1</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="width:389px;height:20px;">Orbital Shaker</td>
			<td style="width:260px;">New Brunswick Scientific</td>
			<td style="width:123px;">N/A</td>
			<td style="width:1675px;">Innova 4900 Multi-Tier Environmental Shaker, set at 30 degrees Celsius for serum bottle and flask culturing, set at 150rpm.</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="width:389px;height:20px;">Syringe Pump</td>
			<td style="width:260px;">Cole-Parmer</td>
			<td style="width:123px;">EW-74905-02</td>
			<td>Cole-Parmer Syringe Pump, Infusion Only, Touchscreen Control 74905-02, used for injecting liquid into the tubing system and SALVI at a constant flowrate.</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="width:389px;height:20px;">Incubator</td>
			<td style="width:260px;">Barnstead International</td>
			<td style="width:123px;">LT1465X3</td>
			<td>Lab-Line incubator, set at 30 degrees Celsius for plate culturing.</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="width:389px;height:20px;">Autoclave</td>
			<td style="width:260px;">Getinge</td>
			<td style="width:123px;">533LS</td>
			<td>Used to sterilize PEEK fittings, tubing systems, serum vials, and medium. Model 533LS Vacuum Steam Sterilizer</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="width:389px;height:20px;">Spectrophotometer</td>
			<td style="width:260px;">Thermo Fisher Scientific</td>
			<td style="width:123px;">4001-000</td>
			<td>GENESYS 20 spectrophotometer for OD600 readings of cuvettes for growth curves.</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="width:389px;height:20px;">Biological Safety Cabinet</td>
			<td style="width:260px;">Thermo Fisher Scientific</td>
			<td style="width:123px;">1385</td>
			<td>1300 Series AZ Biological Safety Cabinet</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="width:389px;height:20px;">Fluorescence Microscope</td>
			<td style="width:260px;">Nikon</td>
			<td style="width:123px;">N/A</td>
			<td>Nikon OPTIPHOT-2 fluorescence microscope with camera and super high pressure mercury lamp power supply.</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="width:389px;height:20px;">pH Meter</td>
			<td style="width:260px;">Mettler Toledo</td>
			<td style="width:123px;">51302803</td>
			<td>Used to test the pH of the &#8220;nanowires&#8221; medium after finished and before autoclaving.</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="width:389px;height:20px;">PEEK Union</td>
			<td style="width:260px;">Valco</td>
			<td style="width:123px;">ZU1TPK</td>
			<td>For connecting the inlet and outlet of SALVI, the syringe to the tubing system, and the inlet of the SALVI to the drip chamber of the tubing system.</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="width:389px;height:20px;">5 Axes Sample Stage</td>
			<td style="width:260px;">IONTOF</td>
			<td style="width:123px;">N/A</td>
			<td>Stage is self-made for mounting SALVI in ToF-SIMS.</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="width:389px;height:20px;">Barnstead Nanopure Water Purification System</td>
			<td style="width:260px;">Thermo Fisher Scientific</td>
			<td style="width:123px;">D11921</td>
			<td>ROpure LP Reverse Osmosis filtration module (D2716)</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="width:389px;height:20px;">Pipette</td>
			<td style="width:260px;">Thermo Fisher Scientific</td>
			<td style="width:123px;">21-377-821</td>
			<td>Range: 100 to 1,000 &#181;L.</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="width:389px;height:20px;">Pipette Tip</td>
			<td style="width:260px;">Neptune</td>
			<td style="width:123px;">2112.96.BS</td>
			<td>1,000 &#181;L pipette tips</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="width:389px;height:20px;">Razor Blade Handle</td>
			<td style="width:260px;">Stanley</td>
			<td style="width:123px;">N/A</td>
			<td>Stanley Bostitch Razor Blade Scraper with 5 Single-Edge Blades, used for cutting PTFE tubing</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:389px;height:21px;">Syringe</td>
			<td style="width:260px;">BD</td>
			<td style="width:123px;">309659</td>
			<td>1 mL</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:389px;height:21px;">Syringe</td>
			<td style="width:260px;">BD</td>
			<td style="width:123px;">309657</td>
			<td>3 mL</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:389px;height:21px;">Syringe</td>
			<td style="width:260px;">BD</td>
			<td style="width:123px;">309646</td>
			<td>5 mL; Used for making the drip chamber</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:389px;height:21px;">Syringe</td>
			<td style="width:260px;">BD</td>
			<td style="width:123px;">309604</td>
			<td>10 mL</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:389px;height:21px;">Syringe</td>
			<td style="width:260px;">BD</td>
			<td style="width:123px;">302830</td>
			<td>20 mL</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:389px;height:21px;">Disposable Pipette</td>
			<td style="width:260px;">Thermo Fisher Scientific</td>
			<td style="width:123px;">13-678-11</td>
			<td>25 mL Fisherbrand&#8482; Sterile Polystyrene Disposable Serological Pipets with Magnifier Stripe, for filling serum bottles.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:389px;height:21px;">Electric Pipette Filler</td>
			<td style="width:260px;">Pipet-aid</td>
			<td style="width:123px;">P-57260</td>
			<td>Vacuum pressure electric serological pipette filler</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:389px;height:21px;">Serum Bottle</td>
			<td style="width:260px;">Sigma</td>
			<td style="width:123px;">33109-U</td>
			<td>Holds approximately 69 mL of liquid for culture growth, optimum for use of 20mL culture per bottle.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:389px;height:21px;">Anaerobic Culture Tube</td>
			<td style="width:260px;">VWR</td>
			<td style="width:123px;">89167-178</td>
			<td>Anaerobic Tubes, 18 x 150 mm, Supplied with 20 mm Blue Butyl Rubber Stopper and Aluminum Seal.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:389px;height:21px;">Rubber Stopper</td>
			<td style="width:260px;">Sigma</td>
			<td style="width:123px;">27235-U</td>
			<td>Silicone stopper, used for sealing serum bottles and for creating the tubing system/drip chamber.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:389px;height:21px;">Aluminum Crimp Seal (without septum)</td>
			<td style="width:260px;">Sigma</td>
			<td style="width:123px;">27227-U</td>
			<td>Aluminum seal for top of serum bottle for use with serum bottle crimper.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:389px;height:21px;">Serum Bottle Aluminum Seal Crimper</td>
			<td style="width:260px;">Wheaton</td>
			<td style="width:123px;">224307</td>
			<td>30 mm crimper with standard seal.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:389px;height:21px;">PTFE Tubing</td>
			<td style="width:260px;">Supelco</td>
			<td style="width:123px;">58697-U</td>
			<td>1.58 mm OD x 0.5 mm ID 50 ft. PTFE Teflon tubing, used for creating the tubing system.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:389px;height:21px;">Disposable Cuvettes</td>
			<td style="width:260px;">GMBH</td>
			<td style="width:123px;">759085D</td>
			<td>1.5 Ml for use with spectrophotometer.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:389px;height:21px;">Needle</td>
			<td style="width:260px;">BD</td>
			<td style="width:123px;">303015</td>
			<td>22G; used for serum bottle injection.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:389px;height:21px;">Needle</td>
			<td style="width:260px;">BD</td>
			<td style="width:123px;">305120</td>
			<td>23G; used for punching-through rubber stopper to create drip tubing system.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:389px;height:21px;">Shewanella oneidensis MR-1 with GFP</td>
			<td style="width:260px;">N/A</td>
			<td style="width:123px;">N/A</td>
			<td>Matthysse AG, Stretton S, Dandie C, McClure NC, &#38; Goodman AE (1996) Construction of GFP vectors for use in Gram-negative bacteria other than Escherichia coli. FEMS Microbiol Lett 145(1):87-94.&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:389px;height:21px;">Ethanol</td>
			<td style="width:260px;">Thermo Fisher Scientific</td>
			<td style="width:123px;">&#160;S25310A</td>
			<td>95% Denatured</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:389px;height:21px;">TSA</td>
			<td style="width:260px;">BD</td>
			<td style="width:123px;">212305</td>
			<td>Tryptic soy agar for culturing the model organism (S. oneidensis) used in this protocol</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:389px;height:21px;">PIPES Buffer</td>
			<td style="width:260px;">Sigma</td>
			<td style="width:123px;">P-1851</td>
			<td>Used for &#8220;nanowires&#8221; medium {Hill, E.A. 2007}</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:389px;height:21px;">Sodium Hydroxide</td>
			<td style="width:260px;">Sigma</td>
			<td style="width:123px;">S-5881</td>
			<td>Used for &#8220;nanowires&#8221; medium {Hill, E.A. 2007}</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:389px;height:21px;">Ammonium Chloride</td>
			<td style="width:260px;">Sigma</td>
			<td style="width:123px;">A-5666</td>
			<td>Used for &#8220;nanowires&#8221; medium {Hill, E.A. 2007}</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:389px;height:21px;">Potassium Chloride</td>
			<td style="width:260px;">Sigma</td>
			<td style="width:123px;">P-4504</td>
			<td>Used for &#8220;nanowires&#8221; medium {Hill, E.A. 2007}</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:389px;height:21px;">Sodium Phosphate Monobasic</td>
			<td style="width:260px;">Sigma</td>
			<td style="width:123px;">S-9638</td>
			<td>Used for &#8220;nanowires&#8221; medium {Hill, E.A. 2007}</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:389px;height:21px;">Sodium Chloride</td>
			<td style="width:260px;">Thermo Fisher Scientific</td>
			<td style="width:123px;">S271-3</td>
			<td>Used for &#8220;nanowires&#8221; medium, and used to make mineral solution used for &#8220;nanowires&#8221; medium {Hill, E.A. 2007}</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:389px;height:21px;">Sodium lactate</td>
			<td style="width:260px;">Sigma</td>
			<td style="width:123px;">L-1375</td>
			<td>60%(w/w) syrup @ 98% pure, d=1.3 g/mL, 7M, used for &#8220;nanowires&#8221; medium {Hill, E.A. 2007}</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:389px;height:21px;">Sodium Bicarbonate</td>
			<td style="width:260px;">Sigma</td>
			<td style="width:123px;">S-5761</td>
			<td>Used to make ferric NTA solution, used for &#8220;nanowires&#8221; medium {Hill, E.A. 2007}</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:389px;height:21px;">Nitrilotriacetic Acid Trisodium Salt</td>
			<td style="width:260px;">Sigma</td>
			<td style="width:123px;">N-0253</td>
			<td>Used to make ferric NTA solution, used for &#8220;nanowires&#8221; medium {Hill, E.A. 2007}</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:389px;height:21px;">Iron (III) Chloride</td>
			<td style="width:260px;">Sigma</td>
			<td style="width:123px;">451649</td>
			<td>Used to make ferric NTA solution, used for &#8220;nanowires&#8221; medium {Hill, E.A. 2007}</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:389px;height:21px;">Magnesium Sulfate</td>
			<td style="width:260px;">Sigma</td>
			<td style="width:123px;">208094</td>
			<td>Used to make minerals solution, used for &#8220;nanowires&#8221; medium {Hill, E.A. 2007}</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:389px;height:21px;">Manganese (II) Sulfate Monohydrate</td>
			<td style="width:260px;">Sigma</td>
			<td style="width:123px;">M-7634</td>
			<td>Used to make minerals solution, used for &#8220;nanowires&#8221; medium {Hill, E.A. 2007}</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:389px;height:21px;">Iron(II) Sulfate Heptahydrate</td>
			<td style="width:260px;">Sigma</td>
			<td style="width:123px;">215422</td>
			<td>Used to make minerals solution, used for &#8220;nanowires&#8221; medium {Hill, E.A. 2007}</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:389px;height:21px;">Calcium Chloride Dihydrate</td>
			<td style="width:260px;">Sigma</td>
			<td style="width:123px;">223506</td>
			<td>Used to make minerals solution, used for &#8220;nanowires&#8221; medium {Hill, E.A. 2007}</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:389px;height:21px;">Cobalt(II) Chloride</td>
			<td style="width:260px;">Sigma</td>
			<td style="width:123px;">60818</td>
			<td>Used to make minerals solution, used for &#8220;nanowires&#8221; medium {Hill, E.A. 2007}</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:389px;height:21px;">Zinc Chloride</td>
			<td style="width:260px;">Sigma</td>
			<td style="width:123px;">229997</td>
			<td>Used to make minerals solution, used for &#8220;nanowires&#8221; medium {Hill, E.A. 2007}</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:389px;height:21px;">Copper(II) Sulfate Pentahydrate</td>
			<td style="width:260px;">Sigma</td>
			<td style="width:123px;">C-8027</td>
			<td>Used to make minerals solution, used for &#8220;nanowires&#8221; medium {Hill, E.A. 2007}</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:389px;height:21px;">Aluminum Potassium Sulfate Dodecahydrate</td>
			<td style="width:260px;">Sigma</td>
			<td style="width:123px;">237086</td>
			<td>Used to make minerals solution, used for &#8220;nanowires&#8221; medium {Hill, E.A. 2007}</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:389px;height:21px;">Boric Acid</td>
			<td style="width:260px;">Sigma</td>
			<td style="width:123px;">B-6768</td>
			<td>Used to make minerals solution, used for &#8220;nanowires&#8221; medium {Hill, E.A. 2007}</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:389px;height:21px;">Sodium Molybdate Dihydrate</td>
			<td style="width:260px;">Sigma</td>
			<td style="width:123px;">331058</td>
			<td>Used to make minerals solution, used for &#8220;nanowires&#8221; medium {Hill, E.A. 2007}</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:389px;height:21px;">Nickel(II) Chloride</td>
			<td style="width:260px;">Sigma</td>
			<td style="width:123px;">339350</td>
			<td>Used to make minerals solution, used for &#8220;nanowires&#8221; medium {Hill, E.A. 2007}</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:389px;height:21px;">Sodium Tungstate Dihydrate</td>
			<td style="width:260px;">Sigma</td>
			<td style="width:123px;">14304</td>
			<td>Used to make minerals solution, used for &#8220;nanowires&#8221; medium {Hill, E.A. 2007}</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:389px;height:21px;">D-Biotin</td>
			<td style="width:260px;">Sigma</td>
			<td style="width:123px;">47868</td>
			<td>Used to make vitamin solution, used for &#8220;nanowires&#8221; medium {Hill, E.A. 2007}</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:389px;height:21px;">Folic Acid</td>
			<td style="width:260px;">Sigma</td>
			<td style="width:123px;">F-7876</td>
			<td>Used to make vitamin solution, used for &#8220;nanowires&#8221; medium {Hill, E.A. 2007}</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:389px;height:21px;">Pyridoxine Hydrochloride</td>
			<td style="width:260px;">Sigma</td>
			<td style="width:123px;">P-9755</td>
			<td>Used to make vitamin solution, used for &#8220;nanowires&#8221; medium {Hill, E.A. 2007}</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:389px;height:21px;">Riboflavin (B2)</td>
			<td style="width:260px;">Sigma</td>
			<td style="width:123px;">47861</td>
			<td>Used to make vitamin solution, used for &#8220;nanowires&#8221; medium {Hill, E.A. 2007}</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:389px;height:21px;">Thiamine Hydrochloride</td>
			<td style="width:260px;">Sigma</td>
			<td style="width:123px;">T-4625</td>
			<td>Used to make vitamin solution, used for &#8220;nanowires&#8221; medium {Hill, E.A. 2007}</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:389px;height:21px;">Nicotinic Acid</td>
			<td style="width:260px;">Sigma</td>
			<td style="width:123px;">N4126</td>
			<td>Used to make vitamin solution, used for &#8220;nanowires&#8221; medium {Hill, E.A. 2007}</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:389px;height:21px;">D-Pantothenic Acid Hemicalcium Salt</td>
			<td style="width:260px;">Sigma</td>
			<td style="width:123px;">21210</td>
			<td>Used to make vitamin solution, used for &#8220;nanowires&#8221; medium {Hill, E.A. 2007}</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:389px;height:21px;">Vitamin B12</td>
			<td style="width:260px;">Sigma</td>
			<td style="width:123px;">V-2876</td>
			<td>Used to make vitamin solution, used for &#8220;nanowires&#8221; medium {Hill, E.A. 2007}</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:389px;height:21px;">4-Aminobenzoic Acid</td>
			<td style="width:260px;">Sigma</td>
			<td style="width:123px;">A-9878</td>
			<td>Used to make vitamin solution, used for &#8220;nanowires&#8221; medium {Hill, E.A. 2007}</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:389px;height:21px;">Thioctic Acid</td>
			<td style="width:260px;">Sigma</td>
			<td style="width:123px;">T-1395</td>
			<td>Used to make vitamin solution, used for &#8220;nanowires&#8221; medium {Hill, E.A. 2007}</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

in situ characterization of shewanella oneidensis mr1 biofilms by salvi and tof-sims

Biofilms חיידקי הן קהילות השטח-הקשורים נלמדים במידה רבה להבין שלהם (EPS) מתוצרת עצמית חוץ-תאית חומרים פולימריים ותפקידיהם ב מיקרוביולוגיה סביבתית. מחקר זה מתאר שיטה לטפח biofilm המצורף למערכת לניתוח-ממשק נוזלי ואקום (SALVI) ולהשיג בחיי עיר מיפוי כימי של ממבנה biofilm חי על ידי יון משני זמן-של-טיסה ספקטרומטר מסה (תוף-SIMS). פעולה זו מתבצעת באמצעות culturing של חיידקים גם בחוץ וגם בתוך הערוץ SALVI עם ההתקנה המקצועית שלנו, כמו גם באמצעות טכניקות דימות אופטי כדי לזהות את הנוכחות biofilm ואת עובי לפני ניתוח תוף-סימס. התוצאות שלנו להראות הפסגות האופיינית של biofilm Shewanella רטוב במצבו הטבעי, סימון על מים מקומי אשכול הסביבה שלה, כמו גם EPS שאינם שונים באופן דרסטי של biofilm באותו מיובש המדינה. תוצאות אלה מדגימים את יכולת פריצת דרך SALVI המאפשר בחיי עיר biofilm הדמיה במכשיר מבוסס-ואקום כימי הדמיה.

התוצאות נציג לשרת כדי להראות איך לפרופיל כימי של biofilm המצורפת יכול להיות מזוהה לפרש, כפי שהושג דרך תוף-סימס. לאחר התוויית ספקטרה המונית של ייבוא נתונים תוף-סימס, מודגש בקצרה במקטע הליכים, זיהוי שיא וצריך להתנהל כדי להקצות זהויות לכל ערך מ בהתאמה/z. ניתן לבצע זאת באמצעות סקירת ספרות נרחבת על ספקטרומטר מסה על חיידקים, שברי כימית מסוימת כי צפויים להיות מתנה בתוך החיידק למד, כגון מים אשכולות שונים, חומצות שומן, חלבון שברי. 16 , 17 , 18 , 19 , 20 תוצאות נציג אלו מראות ספקטרום מסה שלילית בלבד כפי שהתקבל את biofilm oneidensis ס מר-1 ודגימת מים DI. פרשנות של ספקטרה חיובי בצע הליך דומה.
איור 1 א מציג את הכיוונון סכמטית לפי פרוטוקול זה כשמתרגלים ממבנה biofilm ב microchannel SALVI. בתפריט בצד שמאל למעלה, המזרק מחובר מזרק משאבה, אשר שומר בינוני זורם בקצב קבוע לאורך כל מערכת צינורות PFTE ובתוך את microchannel. משאבת מזרק ממוקמת מעל התא בטפטוף, אשר מונע לאחור זיהום למאגר בינוני כדי למנוע תאי האורגניזמים שוחה למעלה-stream. המדיום זורם מן המאגר קאמרית טפטוף ישירות לתוך הצנרת PFTE של SALVI, אשר מעביר את microchannel ולפנים לאורך צינור עודפים בקבוק אטום עודפים. הקווים המנוקדים הצבע מן החלון חטא על תמונה של התבגר oneidensis ס מר-1 GFP התאים שנתפסו על ידי קרינה פלואורסצנטית מיקרוסקופ, מפורט בשלב 3.1. איור 1 B מראה דוגמה של עקומת גדילה באמצעות האורגניזם מודל עבור פרוטוקול זה, מר ס' oneidensis -1. בין שלבי הצמיחה בגרף זה, ניתן להסיק שמקדם כי היומן-שלב הצמיחה מתרחשת בין 15-32 h בתנאים אלו הטיפוח-תרגול ספציפי. פרטים נוספים מן הגרף הזה מראה 0-15 h הוא שלב ההשהיה של צמיחה, 33-105 h מייצג את השלב נייח של צמיחה. איור 1 C היא תמונה רכשה עם מיקרוסקופ פלורסצנטיות המציג דוגמה ממבנה biofilm התבגר.
איור 2 א מציג את ספקטרום מסה שלילית של רטוב oneidensis ס מר-1 biofilm בתוך התעלה microfluidic, כפי שהתקבל ב באתרו נוזלי תוף-סימס. גרף זה מראה דוגמה של הטווח שנבחר המוני (מ/z 100-350) השוואה בין biofilm של מר S.oneidensis -1 ו- DI מים, האחרון היה מתקבל כפקד המערכת. איור 2 B מציגה השוואה של תמונות דו-ממד הפסגות של עניין מר-1 biofilm והמים DI מתקבל על ידי תוף-סימס. ברגע ניתן לזהות מעניין מ/z ערכים שכשלמדתי ספקטרום המוני, זיהוי פוטנציאל שיא של ערכים מ/z מיוחסות כראוי שברים כימי, נתמך על ידי סימס IonToF תוכנה ספרייה וספרות הסקר. פסגות עניין ב- איור 2A כוללים מים אשכולות (קרי, מ/z 107 (H2O)5או–, 125 (H2O)6הו–, 143 (H2O)7או-, 161 (H2 O)8או–, 179 (H2O)9או–, (H2O) 19710או–, 215 (H2O)11או–, 233 (H2O)12הו-, 251 (H2O) 13 או–, 269 (H2O)14או–, (H2O) 28715או–, 323 (H2O)17או-, 341 (H2O)19או–))9, כמו מסומן על ידי קווים אדומים מעל פסגות בהתאמה, חישת הקשורים תרכובות סמנים ביולוגיים (קרי, מ/z 175 C10H92–), תוצרי לוואי EPS (מ/z 123 C2H4פו4-, P 159 2 O8H–, 216 Cr2O7–, 285 octadecanoethiols, תרכובות קוטבי 325, C12 קוטב תרכובות)15,16,18ולאחר שרשרת חומצת שומן קטעים (כלומר מ/z 127 [C2H3(CH2)3COO]-, חומצת שומן 255 C16:0, 279 חומצה לינולאית, C18H31O2–, 325 C-21H-40O-2 -, 341 משטח שומנים, 18-MEA מאוגד באמצעות הצמדה thioester, חומצה סטארית C18H35O2–, יונים של monoacylglyceryls של חומצה פלמיטית C-19H-17O-6 -). 16 , 19
מאז biofilm הוא hydrated, זה לא מפתיע כי כמה פסגות ראה במדגם biofilm דומים לאלה שנמצאו DI מים. בפסגות אשכול מים אלה מסומנים באמצעות קו אדום מעל כל שיא איור 2א, כולל מ/z 107, 125, 143, 161, 179, 197, 215, 233, 251, 269, 287, 323, ואת 341 המתאים (H2O)5או– (H2O) 6 או– (H2O)7או– (H2O)8או– (H2O)9או– (H2O)10או– (H2 O)11או– (H2O)12או– (H2O)13או– (H2O)14או– (H2O)15או- (H2O)17או– (H2O)19הו-, בהתאמה. 9 מאחר השכיחות של אשכולות מים אופיינית רבים בספקטרום ההמוני הזה, התוצאה מספקת של ראיות חזקות של הסביבה אשכול מים כימית נוכח ממבנה biofilm רטוב. בנוסף, אשכול מים שאינם קשורים פסגות נצפו שני ספקטרה בדרך כלל ניתן לייחס כמו הפרעה פסגות, בדרך כלל מתוך PDMS, רכיב של הערוץ microfluidic. לדוגמה, פסגה הפרעה ידועה נפוצה אחת מן PDMS הוא ז/ז 137 במצב יון שלילי.
כאשר משווים את biofilm סימס המוניים ספקטרה לזה של מים DI, כפי שמוצג באיור 2א, קצת. פסגות אינם נוכחים בתוך המים DI, אך הם מופיעים biofilm. לדוגמה, הפסגה-מ/z 255 (CH3(CH2)14COO]-, חומצה פלמיטית) נוכח בעוצמה גבוהה במדגם biofilm, אבל בכלל לא במדגם מים DI. זה הייתי מציע c אותותהביתה מן את biofilm, קרוב לוודאי את biofilm ו/או EPS עצמי שלה. פסגות מעניינות רבות אותרו איור 2א. לדוגמה, EPS הקשורים פסגות כוללים מ/z 123-, יימצא C2H4פו4-, 159 (P2O8H–), 216 (Cr2O7–), 285 (octadecanoethiols), 325 (קוטב תרכובות, C 12 תרכובות הקוטב). 17 , 18 , 20 פסגות הקשורים עם חומצות שומן נמצאו 127 ([C2H3(CH2)3COO]–), 255 (CH3(CH2)14COO]-, חומצה פלמיטית), 279 ([CH3 (CH2)15COO]-, חומצה לינולאית), 317 (ג21H33O2–), 325 (ג21H40O2–), 341 (ליפידים משטח, 18-MEA מאוגד באמצעות thioester הצמדה, חומצה סטארית C18H35O2-, יונים של monoacylglyceryls של חומצה פלמיטית C19H17O6–). 16 , 19 . לבסוף, quinolone אות quorum חישה אות הקשורים שיא של C10H92– נצפתה ב מ/z 175.
איור 2 B מציג תמונות דו-ממד של ההתפלגות של ארבעה יונים מעניינים שונים בין S. oneidensis מר-1 biofilm (שורה עליונה) די מים (השורה התחתונה). הערך מ/z 107 ((H2O)5או–) מציג מקבץ מים בעוצמה משמעותית בתוך הדגימות, הערך מ/z 175 (10H ג92–) מתאר של חישת אות קשורים, מ/z 255 היא חומצת שומן (CH3(CH2)14COO]-, חומצה פלמיטית), ו- m/z 341 (ג21H41O2–) עשוי לייצג שני קטעים השומנים ומים אשכולות עקב הדיוק המוני אמו 1. 9 אזורים בהירים יותר של תמונות דו-ממדיות מציינים ספירה גבוהה יותר של יונים מולקולרית נוכח בתמונה. כצפוי, אותות עבור QS מורכבות, שומנים היו הרבה יותר כמות בתוך המדגם biofilm. בעוד האות האשכול מים (מ/z 107) היתה חזקה יותר לאורך כל המדגם biofilm, היה גם נוכח דגימת מים DI, כצפוי. לבסוף, נמצאה האות ב מ/z 341 להיות הומוגנית בתוך המדגם biofilm, אבל מאד חלש בתוך דגימת מים DI. מ/z 341 היה לשיא אשכול מים, היה גם נציג של מספר חומצות שומן שונות ושומנים משטח. 16 נוכחותו חזק בתוך המדגם biofilm לאחר הנורמליזציה של נתונים מרמז כי הנוכחות של השומנים שברי עולה בהרבה על הימצאות מים אשכולות.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55944/55944fig1.jpg"> 
איור 1 : מפרטים טכניים ניסיוני. (א) מציג הסכמה ניסיוני של ההתקנה biofilm כפי שהוא מופיע בתוך המעבדה. אשר החל בחלק העליון השמאלי זורם בינוני מן המזרק (1), מחוברת משאבת מזרק (2), שליטה הקצב איזה מהלכים נוזלי דרך. חיצים מציינים את כיוון הזרימה במערכת כולה. המזרק (1) מחובר באמצעות מזרק הצצה שראוי הצנרת מוסיקה (4) (3). בינוני זורם דרך תא טפטוף (5) כדי למנוע זיהום, בסופו של דבר עובר SALVI (6) לגורם עודפים אטום (7). משאבת מזרק ממוקם במשטח מוגבה (9) כך תא טפטוף (5) יכול להיות בניצב משטח שטוח (8) זה SALVI (6) מועלה. עקומת צמיחה (B) עבור Shewanella oneidensis מר-1 בינוני "nanowires". זמן 0-15 h מייצג שלב ההשהיה, זמן 15-33 h מייצג שלב יומן, הזמן 33-105 h מייצג שלב נייח, וזמן 105 h או יותר מייצג שלב המוות. קווי שגיאה לייצג סטיית תקן. (ג) א תמונה של ממבנה biofilm התבגר רכשה עם פלורסצנטיות מיקרוסקופ. <a href="//ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55944/55944fig1large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55944/55944fig2.jpg"> 
איור 2 : השוואות של תוף-סימס שלילי ספקטרום של רטוב biofilm Shewanella oneidensis , מר-1 בינוני microchannel SALVI. (א) ז/ז סימס ספקטרום המונית של biofilm Shewanella oneidensis מר-1 בינוני ובמים DI. האחרון שימש פקד. הקווים האדומים מצביעים על מיקומים של פסגות אשכול מים אופיינית. (B) תמונה דו-ממדית השוואה של פסגות עניין בין biofilm DI מים. משמאל לימין, להציג תמונות מקבץ מים (מ/z 107 (H2O)5או–), אות חישה/הורמון קוורום (מ/z 175,10H ג92–), חומצת שומן (מ/z 255, [CH3(CH 2)14COO]-, חומצה פלמיטית), מבליטות את שברי ליפידים/EPS (מ/z 341, 18-MEA, C21H41O2–). <a href="//ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55944/55944fig2large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>

Watch this Scientific Journal Video about In Situ Characterization of Shewanella oneidensis MR1 Biofilms by SALVI and ToF-SIMS at JoVE.com

In Situ Characterization of Shewanella oneidensis MR1 Biofilms by SALVI and ToF-SIMS

מאמר זה מציג שיטה לגידול ממבנה biofilm עבור בחיי עיר יון משני זמן-של-טיסה ספקטרומטר מסה למיפוי כימי במצב רטוב, מופעל על ידי כור microfluidic, מערכת לניתוח-הממשק ואקום נוזלי. מר Shewanella oneidensis -1 עם פלורסצנטיות ירוק חלבון שימשה כמודל.

בחיי עיר אפיון Biofilms MR1 Shewanella oneidensis על ידי SALVI וסימס תוף

Bacterial biofilms are surface-associated communities that are vastly studied to understand their self-produced extracellular polymeric substances (EPS) ...

in-situ-characterization-shewanella-oneidensis-mr1-biofilms-salvi-tof

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Chemistry

In Situ Characterization of Shewanella oneidensis MR1 Biofilms by SALVI and ToF-SIMS

8.9K Views.  Pacific Northwest National Laboratory. מאמר זה מציג שיטה לגידול ממבנה biofilm עבור בחיי עיר יון משני זמן-של-טיסה ספקטרומטר מסה למיפוי כימי במצב רטוב, מופעל על ידי כור microfluidic, מערכת לניתוח-הממשק ואקום נוזלי. מר Shewanella oneidensis -1 עם פלורסצנטיות ירוק חלבון שימשה כמודל.

Video: In Situ Characterization of Shewanella oneidensis MR1 Biofilms by SALVI and ToF-SIMS

In Situ SIMS and IR Spectroscopy of Well-defined Surfaces Prepared by Soft Landing of Mass-selected Ions

Soft landing of mass-selected ions onto surfaces is a powerful approach for the highly-controlled preparation of materials that are inaccessible using conventional synthesis techniques. Coupling soft landing with in situ characterization using secondary ion mass spectrometry (SIMS) and infrared reflection absorption spectroscopy (IRRAS) enables analysis of well-defined surfaces under clean vacuum conditions. The capabilities of three soft-landing instruments constructed in our laboratory are illustrated for the representative system of surface-bound organometallics prepared by soft landing of mass-selected ruthenium tris(bipyridine) dications, [Ru(bpy)3]2+ (bpy = bipyridine), onto carboxylic acid terminated self-assembled monolayer surfaces on gold (COOH-SAMs). In situ time-of-flight (TOF)-SIMS provides insight into the reactivity of the soft-landed ions. In addition, the kinetics of charge reduction, neutralization and desorption occurring on the COOH-SAM both during and after ion soft landing are studied using in situ Fourier transform ion cyclotron resonance (FT-ICR)-SIMS measurements. In situ IRRAS experiments provide insight into how the structure of organic ligands surrounding metal centers is perturbed through immobilization of organometallic ions on COOH-SAM surfaces by soft landing. Collectively, the three instruments provide complementary information about the chemical composition, reactivity and structure of well-defined species supported on surfaces.

In Situ SIMS and IR Spectroscopy of Well-defined Surfaces Prepared by Soft Landing of Mass-selected Ions

Soft landing of mass-selected ions onto surfaces is a powerful approach for the highly-controlled preparation of novel materials. Coupled with analysis by in situ secondary ion mass spectrometry (SIMS) and infrared reflection absorption spectroscopy (IRRAS), soft landing provides unprecedented insights into the interactions of well-defined species with surfaces.

בSIMS אתרו וIR ספקטרוסקופיה של משטחים מוגדרים היטב הוכן על ידי רכה נחיתה של יונים המוניים שנבחרו

Soft landing of mass-selected ions onto surfaces is a powerful approach for the highly-controlled preparation of materials that are inaccessible using ...

Assessment of Boron Doped Diamond Electrode Quality and Application to In Situ Modification of Local pH by Water Electrolysis

Boron doped diamond (BDD) electrodes have shown considerable promise as an electrode material where many of their reported properties such as extended solvent window, low background currents, corrosion resistance, etc., arise from the catalytically inert nature of the surface. However, if during the growth process, non-diamond-carbon (NDC) becomes incorporated into the electrode matrix, the electrochemical properties will change as the surface becomes more catalytically active. As such it is important that the electrochemist is aware of the quality and resulting key electrochemical properties of the BDD electrode prior to use. This paper describes a series of characterization steps, including Raman microscopy, capacitance, solvent window and redox electrochemistry, to ascertain whether the BDD electrode contains negligible NDC i.e. negligible sp2 carbon. One application is highlighted which takes advantage of the catalytically inert and corrosion resistant nature of an NDC-free surface i.e. stable and quantifiable local proton and hydroxide production due to water electrolysis at a BDD electrode. An approach to measuring the local pH change induced by water electrolysis using iridium oxide coated BDD electrodes is also described in detail.

Assessment of Boron Doped Diamond Electrode Quality and Application to In Situ Modification of Local pH by Water Electrolysis

A protocol is described for the characterization of the key electrochemical parameters of a boron doped diamond (BDD) electrode and subsequent application for in situ pH generation experiments.

הערכה של בורון מסוממים יהלומי אלקטרודה איכות ובקשה ל<em&gt; באתר</em&gt; שינוי של pH המקומי על ידי אלקטרוליזה המים

Boron doped diamond (BDD) electrodes have shown considerable promise as an electrode material where many of their reported properties such as extended ...

Radiolabeling and Quantification of Cellular Levels of Phosphoinositides by High Performance Liquid Chromatography-coupled Flow Scintillation

Phosphoinositides (PtdInsPs) are essential signaling lipids responsible for recruiting specific effectors and conferring organelles with molecular identity and function. Each of the seven PtdInsPs varies in their distribution and abundance, which are tightly regulated by specific kinases and phosphatases. The abundance of PtdInsPs can change abruptly in response to various signaling events or disturbance of the regulatory machinery. To understand how these events lead to changes in the amount of PtdInsPs and their resulting impact, it is important to quantify PtdInsP levels before and after a signaling event or between control and abnormal conditions. However, due to their low abundance and similarity, quantifying the relative amounts of each PtdInsP can be challenging. This article describes a method for quantifying PtdInsP levels by metabolically labeling cells with 3H-myo-inositol, which is incorporated into PtdInsPs. Phospholipids are then precipitated and deacylated. The resulting soluble 3H-glycero-inositides are further extracted, separated by high-performance liquid chromatography (HPLC), and detected by flow scintillation. The labeling and processing of yeast samples is described in detail, as well as the instrumental setup for the HPLC and flow scintillator. Despite losing structural information regarding acyl chain content, this method is sensitive and can be optimized to concurrently quantify all seven PtdInsPs in cells.

Phosphoinositides are signaling lipids whose relative abundance rapidly changes in response to various stimuli. This article describes a method to measure the abundance of phosphoinositides by metabolically labeling cells with 3H-myo-inositol, followed by extraction and deacylation. Extracted glycero-inositides are then separated by high-performance liquid chromatography and quantified by flow scintillation.

Radiolabeling וכימות של רמות סלולריות של Phosphoinositides ידי נצנץ זרימה מצמיד כרומטוגרפיה נוזלית ביצועים גבוהים

Phosphoinositides (PtdInsPs) are essential signaling lipids responsible for recruiting specific effectors and conferring organelles with molecular ...

In Situ Characterization of Hydrated Proteins in Water by SALVI and ToF-SIMS

This work demonstrates in situ characterization of protein biomolecules in the aqueous solution using the System for Analysis at the Liquid Vacuum Interface (SALVI) and time-of-flight secondary ion mass spectrometry (ToF-SIMS). The fibronectin protein film was immobilized on the silicon nitride (SiN) membrane that forms the SALVI detection area. During ToF-SIMS analysis, three modes of analysis were conducted including high spatial resolution mass spectrometry, two-dimensional (2D) imaging, and depth profiling. Mass spectra were acquired in both positive and negative modes. Deionized water was also analyzed as a reference sample. Our results show that the fibronectin film in water has more distinct and stronger water cluster peaks compared to water alone. Characteristic peaks of amino acid fragments are also observable in the hydrated protein ToF-SIMS spectra. These results illustrate that protein molecule adsorption on a surface can be studied dynamically using SALVI and ToF-SIMS in the liquid environment for the first time.

In Situ Characterization of Hydrated Proteins in Water by SALVI and ToF-SIMS

This work presents a protocol for liquid handling and sample introduction to a microchannel for in situ time-of-flight secondary ion mass spectrometry analysis of protein biomolecules in an aqueous solution.

באפיון באתרו של חלבונים מימה במים על ידי Salvi ו TOF-SIMS

This work demonstrates in situ characterization of protein biomolecules in the aqueous solution using the System for Analysis at the Liquid Vacuum ...

Synthesis and Characterization of Supramolecular Colloids

Control over colloidal assembly is of utmost importance for the development of functional colloidal materials with tailored structural and mechanical properties for applications in photonics, drug delivery and coating technology. Here we present a new family of colloidal building blocks, coined supramolecular colloids, whose self-assembly is controlled through surface-functionalization with a benzene-1,3,5-tricarboxamide (BTA) derived supramolecular moiety. Such BTAs interact via directional, strong, yet reversible hydrogen-bonds with other identical BTAs. Herein, a protocol is presented that describes how to couple these BTAs to colloids and how to quantify the number of coupling sites, which determines the multivalency of the supramolecular colloids. Light scattering measurements show that the refractive index of the colloids is almost matched with that of the solvent, which strongly reduces the van der Waals forces between the colloids. Before photo-activation, the colloids remain well dispersed, as the BTAs are equipped with a photo-labile group that blocks the formation of hydrogen-bonds. Controlled deprotection with UV-light activates the short-range hydrogen-bonds between the BTAs, which triggers the colloidal self-assembly. The evolution from the dispersed state to the clustered state is monitored by confocal microscopy. These results are further quantified by image analysis with simple routines using ImageJ and Matlab. This merger of supramolecular chemistry and colloidal science offers a direct route towards light- and thermo-responsive colloidal assembly encoded in the surface-grafted monolayer.

A protocol for the synthesis and characterization of colloids coated with supramolecular moieties is described. These supramolecular colloids undergo self-assembly upon the activation of the hydrogen-bonds between the surface-anchored molecules by UV-light.

סינתזה ואפיון של קולואידים מולקולריים

Control over colloidal assembly is of utmost importance for the development of functional colloidal materials with tailored structural and mechanical ...

Characterizing Electron Transport through Living Biofilms

Here we demonstrate the method of electrochemical gating used to characterize electrical conductivity of electrode-grown microbial biofilms under physiologically relevant conditions.1 These measurements are performed on living biofilms in aqueous medium using source and drain electrodes patterned on a glass surface in a specialized configuration referred to as an interdigitated electrode (IDA) array. A biofilm is grown that extends across the gap connecting the source and drain. Potentials are applied to the electrodes (ES and ED) generating a source-drain current (ISD) through the biofilm between the electrodes. The dependency of electrical conductivity on gate potential (the average of the source and drain potentials, EG = [ED + ES]/2) is determined by systematically changing the gate potential and measuring the resulting source-drain current. The dependency of conductivity on gate potential provides mechanistic information about the extracellular electron transport process underlying the electrical conductivity of the specific biofilm under investigation. The electrochemical gating measurement method described here is based directly on that used by M. S. Wrighton2,3 and colleagues and R. W. Murray4,5,6 and colleagues in the 1980&#39;s to investigate thin film conductive polymers.

A protocol for measuring electrical conductivity of living microbial biofilms under physiologically relevant conditions is presented.

אפיון תחבורה אלקטרון דרך חיים Biofilms

Here we demonstrate the method of electrochemical gating used to characterize electrical conductivity of electrode-grown microbial biofilms under ...

In Situ Characterization of Boehmite Particles in Water Using Liquid SEM

In situ imaging and elemental analysis of boehmite (AlOOH) particles in water is realized using the System for Analysis at the Liquid Vacuum Interface (SALVI) and Scanning Electron Microscopy (SEM). This paper describes the method and key steps in integrating the vacuum compatible SAVLI to SEM and obtaining secondary electron (SE) images of particles in liquid in high vacuum. Energy dispersive x-ray spectroscopy (EDX) is used to obtain elemental analysis of particles in liquid and control samples including deionized (DI) water only and an empty channel as well. Synthesized boehmite (AlOOH) particles suspended in liquid are used as a model in the liquid SEM illustration. The results demonstrate that the particles can be imaged in the SE mode with good resolution (i.e., 400 nm). The AlOOH EDX spectrum shows significant signal from the aluminum (Al) when compared with the DI water and the empty channel control. In situ liquid SEM is a powerful technique to study particles in liquid with many exciting applications. This procedure aims to provide technical know-how in order to conduct liquid SEM imaging and EDX analysis using SALVI and to reduce potential pitfalls when using this approach.

In Situ Characterization of Boehmite Particles in Water Using Liquid SEM

We present a procedure for real-time imaging and elemental composition analysis of boehmite particles in deionized water by in situ liquid Scanning Electron Microscopy.

בחיי עיר איפיון חלקיקים Boehmite במים באמצעות נוזלי SEM

In situ imaging and elemental analysis of boehmite (AlOOH) particles in water is realized using the System for Analysis at the Liquid Vacuum Interface ...

DNA-magnetic Particle Binding Analysis by Dynamic and Electrophoretic Light Scattering

Isolation of DNA using magnetic particles is a field of high importance in biotechnology and molecular biology research. This protocol describes the evaluation of DNA-magnetic particles binding via dynamic light scattering (DLS) and electrophoretic light scattering (ELS). Analysis by DLS provides valuable information on the physicochemical properties of particles including particle size, polydispersity, and zeta potential. The latter describes the surface charge of the particle which plays major role in electrostatic binding of materials such as DNA. Here, a comparative analysis exploits three chemical modifications of nanoparticles and microparticles and their effects on DNA binding and elution. Chemical modifications by branched polyethylenimine, tetraethyl orthosilicate and (3-aminopropyl)triethoxysilane are investigated. Since DNA exhibits a negative charge, it is expected that zeta potential of particle surface will decrease upon binding of DNA. Forming of clusters should also affect particle size. In order to investigate the efficiency of these particles in isolation and elution of DNA, the particles are mixed with DNA in low pH (~6), high ionic strength and dehydration environment. Particles are washed on magnet and then DNA is eluted by Tris-HCl buffer (pH = 8). DNA copy number is estimated using quantitative polymerase chain reaction (PCR). Zeta potential, particle size, polydispersity and quantitative PCR data are evaluated and compared. DLS is an insightful and supporting method of analysis that adds a new perspective to the process of screening of particles for DNA isolation.

This protocol describes the synthesis of magnetic particles and evaluation of their DNA-binding properties via dynamic and electrophoretic light scattering. This method focuses on monitoring changes in particle size, their polydispersity and zeta potential of particle surface which play major role in binding of materials such as DNA.

חלקיקים מגנטיים-DNA מחייב ניתוח לפי פיזור אור דינאמי, Electrophoretic

Isolation of DNA using magnetic particles is a field of high importance in biotechnology and molecular biology research. This protocol describes the ...

Microfluidic Chips for In Situ Crystal X-ray Diffraction and In Situ Dynamic Light Scattering for Serial Crystallography

This protocol describes fabricating microfluidic devices with low X-ray background optimized for goniometer based fixed target serial crystallography. The devices are patterned from epoxy glue using soft lithography and are suitable for in situ X-ray diffraction experiments at room temperature. The sample wells are lidded on both sides with polymeric polyimide foil windows that allow diffraction data collection with low X-ray background. This fabrication method is undemanding and inexpensive. After the sourcing of a SU-8 master wafer, all fabrication can be completed outside of a cleanroom in a typical research lab environment. The chip design and fabrication protocol utilize capillary valving to microfluidically split an aqueous reaction into defined nanoliter sized droplets. This loading mechanism avoids the sample loss from channel dead-volume and can easily be performed manually without using pumps or other equipment for fluid actuation. We describe how isolated nanoliter sized drops of protein solution can be monitored in situ by dynamic light scattering to control protein crystal nucleation and growth. After suitable crystals are grown, complete X-ray diffraction datasets can be collected using goniometer based in situ fixed target serial X-ray crystallography at room temperature. The protocol provides custom scripts to process diffraction datasets using a suite of software tools to solve and refine the protein crystal structure. This approach avoids the artefacts possibly induced during cryo-preservation or manual crystal handling in conventional crystallography experiments. We present and compare three protein structures that were solved using small crystals with dimensions of approximately 10-20 &#181;m grown in chip. By crystallizing and diffracting in situ, handling and hence mechanical disturbances of fragile crystals is minimized. The protocol details how to fabricate a custom X-ray transparent microfluidic chip suitable for in situ serial crystallography. As almost every crystal can be used for diffraction data collection, these microfluidic chips are a very efficient crystal delivery method.

Microfluidic Chips for In Situ Crystal X-ray Diffraction and In Situ Dynamic Light Scattering for Serial Crystallography

This protocol describes in detail how to fabricate and operate microfluidic devices for X-ray diffraction data collection at room temperature. Additionally, it describes how to monitor protein crystallization by dynamic light scattering and how to process and analyze obtained diffraction data.

Microfluidic שבבים עבור בחיי עיר קריסטל רנטגן עקיפה ו בחיי עיר פיזור אור דינאמי עבור קריסטלוגרפיה טורי

This protocol describes fabricating microfluidic devices with low X-ray background optimized for goniometer based fixed target serial crystallography. The ...

Rapid Nanoprobe Signal Enhancement by In Situ Gold Nanoparticle Synthesis

The use of nanoprobes such as gold, silver, silica or iron-oxide nanoparticles as detection reagents in bioanalytical assays can enable high sensitivity and convenient colorimetric readout. However, high densities of nanoparticles are typically needed for detection. The available synthesis-based enhancement protocols are either limited to gold and silver nanoparticles or rely on precise enzymatic control and optimization. Here, we present a protocol to enhance the colorimetric readout of gold, silver, silica, and iron oxide nanoprobes. It was observed that the colorimetric signal can be improved by up to a 10000-fold factor. The basis for such signal enhancement strategies is the chemical reduction of Au3+ to Au0. There are several chemical reactions that enable the reduction of Au3+ to Au0. In the protocol, Good&#39;s buffers and H2O2 are used and it is possible to favor the deposition of Au0 onto the surface of existing nanoprobes, in detriment of the formation of new gold nanoparticles. The protocol consists of the incubation of the microarray with a solution consisting of chloroauric acid and H2O2 in 2-(N-morpholino)ethanesulfonic acid pH 6 buffer following the nanoprobe-based detection assay. The enhancement solution can be applied to paper and glass-based sensors. Moreover, it can be used in commercially available immunoassays as demonstrated by the application of the method to a commercial allergen microarray. The signal development requires less than 5 min of incubation with the enhancement solution and the readout can be assessed by naked eye or low-end image acquisition devices such as a table-top scanner or a digital camera.

Rapid Nanoprobe Signal Enhancement by In Situ Gold Nanoparticle Synthesis

In this work, a protocol for signal enhancement of nanoprobe-based biosensing is presented. The protocol is based on the reduction of chloroauric acid onto the surface of existing nanoprobes that consist of gold, silver, silica or iron-oxide nanoparticles.

שיפור האות Nanoprobe מהירה על ידי באתרו בתוך Nanoparticle זהב סינתזה

The use of nanoprobes such as gold, silver, silica or iron-oxide nanoparticles as detection reagents in bioanalytical assays can enable high sensitivity ...