Vorremmo ringraziare Microsystems Technology Laboratories al MIT per averci permesso di parte pellicola di questo video nella struttura camera pulita.

Preparazione 1. Creare una maschera <blockquote> Utilizzando un software CAD, la progettazione del canale per la stampa ad alta risoluzione su un lucido. Questa sarà la &quot;maschera&quot;. </blockquote> Nella camera bianca: 2. Pulire e cuocere la cialda In primo luogo, spruzzare il wafer con acetone, poi rapidamente con metanolo, poi con isopropanolo. Infine, asciugare le fette che utilizzano azoto. Cuocere i wafer in forno (130 ° C) per 5 min. 3. Rivestimento del wafer Posizionare il wafer al centro dello spin-coating macchina. Versare photoresist (SU-8) dalla bottiglia sul wafer. Lasciate che il SU-8 di flusso e rilassarsi per circa 10 s. Accendere lo spin-verniciatore e la sua velocità rampa salita da 0 a 500 rpm per 5 s; tenere a 500 rpm per 10 s; rampa fino alla velocità finale di oltre 10 s e mantenere a velocità finale per 30 s. La velocità finale dipende dallo spessore del rivestimento mirati e il SU-8 utilizzati. I dettagli sono disponibili all&#39;indirizzo <a href="http://www.microchem.com/">http://www.microchem.com/</a> 4. Soft-cuocere Dopo il rivestimento del wafer, cuocere prima a 65 ° C e poi a 95 ° C. Il tempo di cottura varia a seconda dello spessore e del tipo di mirati photoresist utilizzato. Poi, lasciare che il wafer a temperatura ambiente per almeno 5 minuti. 5. Esposizione Collocare la maschera sulla parte superiore del wafer e di esporre il wafer alla luce UV per il tempo indicato nel SU-8 manuale. 6. Post-esposizione cuocere Cuocere il wafer a 65 ° C e poi 95 ° C in seguito alla SU-8 manuale di istruzioni. 7. Sviluppare la wafer per ottenere il &quot;master&quot; (muffe) Preparare un bicchiere riempito con lo sviluppatore (PMMA). Immergere il wafer nel becher mentre molto dolcemente oscillanti il ​​bicchiere fino a quando la parte non esposta del photoresist viene lavato via. Nel nostro laboratorio: 8. Preparare PDMS e versarlo sul wafer Mescolare il PDMS con il suo catalizzatore nel rapporto 10:1 in una tazza. Mescolare e mescolare in maniera omogenea: questo genererà un sacco di bolle e di rendere la miscela aspetto opaco. Versare il composto sul &quot;master&quot;. 9. De-bolla nel vuoto da camera Per rimuovere le bolle, ha messo la miscela master e PDMS che si copre in una camera a vuoto fino a quando tutte le bolle sono scomparse. 10. Cottura in forno Cuocere in forno per almeno 12 ore in un forno a 65 ° C per indurire il PDMS. 11. Perforare Staccare il PDMS dal master e perforare per ingressi e le uscite dei canali. In camera bianca (non mostrato) 12. Plasma incollaggio I canali sono legati ad una lastra di vetro dopo aver trattato sia il livello PDMS e il vetrino con plasma di ossigeno per 1 min. Esperimenti: Exp # 1: Indagare la risposta chemiotattica dei microbi marini a strati nutrienti micro-scala 1) Impostare l&#39;esperimento <ol><li> Aggiungi organismi e substrati di siringhe di vetro </li><li> Luogo canale microfluidica sul palco microscopio e allegare tubi di ingressi appropriati e le prese </li><li> Collegare il tubo di rifiuti serbatoio. Assicurarsi tubi è completamente immerso nel liquido nel serbatoio dei rifiuti per evitare oscillazioni di pressione </li><li> Siringhe posto sulla pompa a siringa e collegare alle valvole e tubi </li><li> Impostare microscopio: le condizioni di luce, ingrandimento, ecc </li><li> Focus sulla posizione appropriata nel canale </li><li> De-bolla canale usando più grandi siringa riempita con acqua di mare artificiale </li><li> Impostare la velocità di flusso adeguato di pompa a siringa. In questo caso 2 ml / min, che corrisponde ad una velocità di flusso medio di -1 220 micron s nel canale </li></ol> 2) Eseguire l&#39;esperimento <ol><li> Avvio pompa a siringa per stabilire un gradiente di nutrienti nel canale </li><li> Una volta che il flusso si è stabilizzata e una banda di sostanze nutritive è sviluppato, fermare il flusso della pompa siringa e iniziare a registrare il tempo da questo punto </li><li> Banda nutrienti comincia a diffondere lateralmente </li><li> A intervalli di tempo regolari, utilizzare software di analisi dell&#39;immagine per registrare le sequenze di fotogrammi per creare &#39;film&#39; </li><li> Discriminare gli organismi nuoto prendendo tempo-differenza immagini tra due fotogrammi successivi, in modo che solo gli oggetti in movimento sono ora visualizzate, che ci permette di differenziare le cellule mobili da non-particelle in movimento e il rumore di fondo </li><li> Prendete i film per determinare le posizioni di cellule nel canale con riferimento al posizione della patch nutrienti </li><li> Registrazione di filmati ad intervalli regolari di 10-20 minuti per analizzare le posizioni e modelli di nuoto di organismi </li><li> Usando il software di analisi dell&#39;immagine per sovrapporre le posizioni degli organismi a diversi frame (assegnando ad ogni pixel l&#39;intensità massima della luce registrata in quel pixel per tutta la durata del film), possiamo ottenere informazioni traiettoria per le cellule di nuoto </li></ol> Exp # 2: Indagare gli effetti del taglio sui batteri marini nuotare in un vortexZ <ol><li> Utilizzando la geometria canale diverso, siamo in grado di osservare il comportamento dei batteri nuotare in un vortice a diversi tassi di taglio </li></ol>

<ol>
	<li>Azam, F., Malfatti, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microbial+structuring+of+marine+ecosystems.">Microbial structuring of marine ecosystems.</a> Nature Reviews Microbiology. 5, 782-791 (2007).</li><li>Blackburn, N., Azam, F., Hagstrom, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spatially+explicit+simulations+of+a+microbial+food+web.+.">Spatially explicit simulations of a microbial food web. .</a> Limnology and Oceanography. 42, 613-622 (1997).</li><li>Blackburn, N., Fenchel, T., Mitchell, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microscale+nutrient+patches+in+plankton+habitats+shown+by+chemotactic+bacteria.">Microscale nutrient patches in plankton habitats shown by chemotactic bacteria.</a> Science. 282, 2254-2256 (1998).</li><li>Keymer, J. E., Galajda, P., Muldoon, C., Park, S., Austin, R. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bacterial+metapopulations+in+nanofabricated+landscapes.">Bacterial metapopulations in nanofabricated landscapes.</a> Proceedings of the National Academy of Science. 103, 17290-17295 (2006).</li><li>Mao, H., Cremer, P. S., Manson, M. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+sensitive,+versatile+microfluidic+assay+for+bacterial+chemotaxis.">A sensitive, versatile microfluidic assay for bacterial chemotaxis.</a> Proceedings of the National Academy of Science. 100, 5449-5454 (2003).</li><li>Marcos, R., Stocker, <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microorganisms+in+vortices:+a+microfluidic+setup.">Microorganisms in vortices: a microfluidic setup.</a> Limnology and Oceanography: Methods. 4, 392-398 (2006).</li><li>Park, S., Wolanin, P. M., Yuzbahyan, E. A., Lin, H., Darnton, N. C., Stock, J. B., Silberzan, P., Austin, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+topology+on+bacterial+social+interaction.">Influence of topology on bacterial social interaction.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 100, 13910-13915 (2003).</li><li>Whitesides, G. M., Ostuni, E., Takayama, S., Jiang, X., Ingber, D. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Soft+lithography+in+biology+and+biochemistry.">Soft lithography in biology and biochemistry.</a> Annual Review of Biomedical Engineering. 3, 335-373 (2001).</li></ol>

La comprensione di come i microbi marini interagiscono con i loro chimica locale e l&#39;ambiente fisico è fondamentale per una percezione più completa e precisa del ruolo dei microrganismi planctonici nel nutrienti oceani e cicli di carbonio (Azam e Malfatti 2007). Tuttavia, a causa delle piccole scaglie (mm &lt;) su cui molte interazioni microbiche si svolgono, limitazioni tecniche hanno impedito esami dettagliata del comportamento microbica all&#39;interno dell&#39;eterogeneo bio-fisico-chimiche del paesaggio previsto per essere sperim...

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		<div>
		<table border="1">
		<thead>
		<tr>
		<th>Material Name</th>
		<th>Type</th>
		<th>Company</th>
		<th>Catalogue Number</th>
		<th>Comment</th>
		</tr>
		</thead>
		<tbody>
		
<tr>
<td>PDMS, Sylgard 184</td>
<td>Silicone Elastomer Kit</td>
<td>Dow Corning, Midland, MI, USA</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>http://www.ellsworth.com/sylgard.html</td>
</tr>
<tr>
<td>SU8-2100</td>
<td>Photoresist</td>
<td>MicroChem, Newton, MA, USA</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>www.microchem.com
</td>
</tr>
<tr>
<td>Nikon Eclipse TE2000-E inverted microscope</td>
<td>Microscope</td>
<td>Nikon, Japan</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>PEEK tubing (0.762 mm ID, 1.59 mm OD)</td>
<td>Tool</td>
<td>Upchurch Scientific, Oak Harbor, WA, USA</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>www.upchurch.com</td>
</tr>
<tr>
<td>Syringes (Luer-Lok Tip)</td>
<td>Tool</td>
<td>BD, Franklin Lakes, NJ, USA</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Fitting Part P-704-01</td>
<td>Tool</td>
<td>Upchurch Scientific, Oak Harbor, WA, USA</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>To connect tubing to Luer-Lok Tip Syringes</td>
</tr>
<tr>
<td>Syringe Pump (PHD 2000 Programmable)</td>
<td>Equipment</td>
<td>Harvard Apparatus, Holliston, MA, USA</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>CCD Camera (PCO 1600)</td>
<td>Equipment</td>
<td>Cooke, Romulus, MI, USA</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>		</tbody>
		</table>
		</div>

chemotactic response of marine micro-organisms to micro-scale nutrient layers

Il grado con cui i microbi planctonici possono sfruttare le patch risorsa microscala avrà notevoli implicazioni per trophodynamics oceaniche e flussi biogeochimici. Tuttavia, per sfruttare le patch nutrienti nell&#39;oceano, microbi nuoto devono superare le influenze delle forze fisiche inclusa la diffusione molecolare e turbolenta di taglio, che limiterà la disponibilità di patch e la capacità dei batteri di individuarli. Fino a poco tempo, le limitazioni metodologiche hanno precluso esami diretta del comportamento microbica all&#39;interno di habitat macchia di leopardo e realistico di piccole dimensioni condizioni di flusso. Quindi, gran parte delle nostre attuali conoscenze sul comportamento microbica negli oceani è stata ottenuta da previsioni teoriche. Per ottenere nuove informazioni sul comportamento alimentare microbica in mare abbiamo applicato morbido tecniche di fabbricazione litografica per sviluppare 2 dispositivi microfluidica, che abbiamo usato per creare (i) microscala patch nutrienti con dimensioni e caratteristiche diffusive rilevanti per i processi oceanici e (ii) microscala vortici, con tassi di taglio corrispondenti a quelle previste nel mare. Questi dispositivi microfluidici hanno permesso un primo esame diretto di nuoto microbica e del comportamento chemiotattici all&#39;interno di un paesaggio marino eterogeneo e dinamico. L&#39;uso combinato di epifluorescenza e microscopio a contrasto di fase permette esami diretta delle dimensioni fisiche e le caratteristiche diffusive di patch nutrienti, nel rispetto della popolazione risposta a livello aggregativo, in aggiunta al comportamento di nuoto di microbi individuali. Questi esperimenti hanno rivelato che alcune specie di fitoplancton, batteri e protisti eterotrofi phagotrophic sono abili a individuare e sfruttare le risorse microscala diffondere le patch in tempi molto brevi. Abbiamo inoltre dimostrato che fino a moderati tassi di taglio, batteri marini in grado di combattere il flusso e nuotare attraverso il loro ambiente a loro spontanea volontà. Tuttavia, al di là di un alto livello di soglia di taglio, i batteri sono allineati nel flusso di taglio e sono meno in grado di nuotare senza disturbi dal flusso. Microfluidica rappresenta un approccio nuovo e poco costoso per lo studio dell&#39;ecologia microbica acquatica, e grazie alla sua idoneità con precisione la creazione di campi di flusso e gradienti di substrato realistico alla microscala, è perfettamente applicabile agli esami di comportamento microbica a scale più piccole di interazione. Pertanto suggeriamo che microfluidica rappresenta uno strumento prezioso per ottenere una migliore comprensione dell&#39;ecologia della microrganismi nell&#39;oceano.

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Chemotactic Response of Marine Micro-Organisms to Micro-Scale Nutrient Layers

La realizzazione di canali di microfluidica e la loro attuazione in esperimenti per studiare il comportamento chemiotattica foraggiamento dei microbi marini all&#39;interno di un paesaggio marino irregolare dei nutrienti e il comportamento di nuoto di batteri all&#39;interno del flusso di taglio sono descritti.

Risposta chemiotattica di microrganismi marini a livelli di nutrienti Micro-Scale

The degree to which planktonic microbes can exploit microscale resource patches will have considerable implications for oceanic trophodynamics and ...

chemotactic-response-marine-micro-organisms-to-micro-scale-nutrient

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13.2K Views.  MIT - Massachusetts Institute of Technology. La realizzazione di canali di microfluidica e la loro attuazione in esperimenti per studiare il comportamento chemiotattica foraggiamento dei microbi marini all'interno di un paesaggio marino irregolare dei nutrienti e il comportamento di nuoto di batteri all'interno del flusso di taglio sono descritti.