Rapid Inoculation and Recovery of Microbes in a Microfluidic Device

格雷纳a.1,2,TekwaE.W.1,3,Gonzalez,a.,Nguyend.

生物系,麦吉尔大学1205博士Penfield蒙特利尔,QCH3A 1B1,加拿大。
生态与进化系,多伦多大学Willcocks街25号,多伦多,在,M5S 3B2,加拿大
生态系,Evolution,以及自然资源,罗格斯大学大学农场路14号,新不伦瑞克NJ08901,美国。
Meakins Christie Laboratories,麦吉尔大学健康中心研究所,以及医学部,麦吉尔大学迪卡里大道1001号,蒙特利尔,QCH4A 3J1,加拿大。

Why is this useful?

微流体装置被用于医学上许多不同类型的实验,生态和进化学科(Park等人,2003;Keymer et al.,2008;康奈尔等人,2013;霍尔和德克尔,2014)。例如,microfluidic devices for microbial experiments require inoculation into smaller chambers that simulate natural microbial environments such as porous soils (Or et al.,2007)和生物宿主(Folkesson等人,2012)。这些装置通常涉及复杂的泵装置和不可逆的密封。We developed a technique that requires only common lab equipment and makes the device reusable while also allowing the microbes to grow undisturbed (based on Tekwa et al.,2015;Tekwa et al.,在审查中)在这里,我们为聚二甲基硅氧烷(PDMS)回收微生物实验装置的组装和先前未记录的无损拆卸提供了详细的指导。in situ,which can then be plated for relative counts and further molecular analyses of population changes.This is complemented by videos for each step.

图1:含有14个栖息地的微流体装置,位于弹性体(PDMS)层上,压在60 mm x 24 mm玻璃盖卡瓦上。栖息地深度为10或20微米,直径从1400微米到2670微米不等,呈环状或网状斑块。该装置用于测试栖息地斑块对微生物动态的影响。Habitats were dyed blue for visualization.For more information see Tekwa et al.(2015)。


我需要什么?

  • 单层PDMS设备,一侧有栖息地
  • 移液管+无菌移液管尖端
  • 无菌培养皿(1/装置)
  • 无菌镊子
  • 接种物
  • 过滤水
  • 金维斯
  • Autoclavable plastic container
  • 乙醇
  • 锡纸
  • 无菌1μl接种环(1/生境)
  • 无菌eppendorfs
  • Phosphate-buffered saline (PBS)
  • 生物安全柜(BSC)

How do I do it?

  1. 清洁PDMS设备:应使用0.01N HCl对PDMS装置进行一次预处理,持续一小时,并对其进行等离子体处理,以保持其亲水性并易于与玻璃或塑料基板粘合(Cho等人,2007;Tekwa et al.,2015)。将1/3的可高压消毒塑料容器装满70%乙醇和PDMS装置,然后用锡纸覆盖。let them sit in this for >30 minutes before carefully disposing of the ethanol down the sink.Fill and empty the container with water 10 times in order to rinse the devices.Lastly,用过滤水填充容器,用锡箔和高压灭菌器密封,以便对设备进行消毒。
  2. 接种设备(在生物安全柜中执行,BSC):将设备在BSC中干燥30分钟。将特征朝上的设备放置在培养皿盖上,并放置少量(即0.7μl)接种到每个(样品装置中14个)上图1)生境。液体的量必须足以填满栖息地,但不能过多地防止PDMS和盖玻璃/培养皿之间的粘合(图2)。使用无菌镊子,拿起设备,面朝下放置在培养皿或盖玻片的中央,用戴着手套的手指反复按压背部,将其密封在表面上,using a kimwipe to wick excess liquid away from the side.然后环绕,但不是触摸,将Kimwipes浸泡在过滤水中的装置(图3)确保设备不会在培养箱中变干,在关闭培养皿之前。在培养箱中直立放置所需时间。实验现在可以在24小时内保持原样(见补充视频)。

图2。带有细菌液滴的装置,每个栖息地1滴。

图3。一个“直立”的培养皿+Kimwipes+设备+盖玻片准备好孵化。

  1. 从设备恢复(在平衡计分卡中执行):打开培养皿,小心地取下并丢弃Kimwipes,然后使用无菌镊子轻轻地打开设备并将其面朝上放置在培养皿盖中。大约12小时后,栖息地之间的空间将没有PDMS吸收的液体,防止微生物在拆卸过程中混入气室。已经干涸的栖息地将呈现白色(图4)不能使用。用PBS将无菌接种环浸入eppendorf中,然后用那个环刮一个栖息地(图5).  Dip that inoculating loop back into the eppendorf media again,然后将其培养过夜进行进一步的分析,如电镀相对细胞计数(如果有不同菌株)和其他分子分析。对你感兴趣的其他栖息地重复上述步骤,使用新的接种环。现在可以像步骤1中那样清洁PDMS设备并再次使用。

图4。接种和孵化装置的视图,透过培养皿的底部看。

图5。从已拆卸的PDMS装置的栖息地中回收细菌。

我还应该知道什么?

回收技术可用于估计不同类型微生物的相对比例(例如morph frequencies) which is useful when performing competition assays and evolutionary experiments.与Tekwa等人不同。(2015)这项技术放弃了共聚焦显微镜的使用;通过直接微生物回收和标准电镀程序来评估设备的含量。

视频链接

这些视频经历了我们过去在Pseudomonas aeruginosa可能有助于确定介质的具体数量,生长时间,etc.这可用于类似PDMS微流控装置的实验。

第1部分-介绍+清洗设备网址:https://youtu.be/bne3zn3wu4q

第2部分-设备接种网址:https://youtu.be/p-uyireyym

Part 3 – Recovering from the Devices网址:https://youtu.be/ylnmgxqmyge

补充-荧光细菌实验网址:https://youtu.be/lgmtrys62pa

确认

AGr was supported by an NSERC Undergraduate Student Research Award and by an NSERC Discovery Grant.EWT得到了自然与科学基金会和生物多样性科学中心的支持。新利手机客户端加拿大研究主席计划和NSERC发现拨款支持了AGO。DN得到了CFI领导人机会基金(25636)的支持,Burroughs Wellcome Fund Cams奖(1006827.01)和CIHR薪酬奖。

工具书类

ChoH。J·诺森,H。坎贝尔K.MelkeP.威廉姆斯J.W.,JedynakB.,…列夫钦科,a.(2007)。Self-organization in high-density bacterial colonies: efficient crowd control.PLOS生物学(11)E302。

康奈尔J.L.,RitschdorffE.T.WhiteleyM.剪切J.B.(2013)。显微细菌群落的三维打印。国家科学院学报新利手机客户端一百一十(46)18380-1838。

FolkessonA.Jelsbak,L.,杨L.,约翰森H.K.CiofuO.哈比,N.莫林,S.(2012)。铜绿假单胞菌对囊性纤维化气道的适应:一个进化的观点。自然评论。微生物学(12)841。

Hol,f.J.德克尔C.(2014)。放大看看更大的画面:研究细菌的微流体和纳米制造工具。新利手机客户端三百四十六(6208)1251821。

基默J.e.加拉贾达P.LambertG.,Liao,D奥斯丁R.H.(2008)。通过竞争细菌计算相互适应度。国家科学院学报新利手机客户端一百零五(51),20269—2027

或者,DSmets,B.F.幽灵,J.M.DechesneA.Friedman,S.P.(2007)。不饱和多孔介质中影响细菌生境和活动的物理约束——综述。水资源进展,30(6),1505-1527.

公园,S.沃拉宁P.M.YuzbashyanE.A.SilberzanP.股票,J.B.,奥斯丁R.H.(2003)。构成法定人数的动议。新利手机客户端三百零一(5630)188-188.

TekwaE.W.,NguyenD容克DLoreau,M.冈萨雷斯a.(2015)。微生境芯片中的斑片状结构影响细菌合作的进化动态。芯片实验室十五(18)723-329。

TekwaE.W.,NguyenDLoreau,M.Gonzalez,a.缺陷菌群与病原菌的合作有关。在评论中。

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