The authors sincerely thank the Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada, the Ontario Ministry of Research and Innovation, and the Canada Foundation for Innovation for funding this study.

Züccaciye ve Kültürler 1. Hazırlık <ol><li> Bu deneyde geçmeden önce,% 5 koyun kanlı agar (SBA) MRSA yetiştirmek için plakaları hazırlamak. 37 ° C&#39;de 24 saat süre ile SBA inkübe edin. Bu süreden sonra, tek bir iyi izole edilmiş koloni sıvı ortam içine eden aşılamalar için kullanılmak üzere mevcut olması gerekmektedir. 2 ay - Mağaza 1 4 ° C&#39;de tek koloniler ile SBA plakaları çizgili. Not: koyun kanı agar plakaları 20 arasında ihtiva eden önceden hazırlanmış paketlerde gelir - üretici göre 25 plakaları ve tipik olarak hac koyun kanı% 5 w / ilavesi ile bir triptik soya agar baz oluşur. </li><li> % 1 glukoz ve% 0.1 NaCI ile takviye edilmiş triptik soya suyu (TSB) içinde, 500 ml olun. Bundan sonra, toplamak ve 2 cam test tüpleri temizleyin. Otoklavlanabilir kapaklar Test tüpleri için kullanılamaz iseniz, bir kap olarak alüminyum folyo kullanın. Otoklav TSB ve 1 ml pipet uçları bir kutu ile birlikte deney tüpleri. </li><li> Bir biyogüvenlik kabini altında veya bir Buns yakınındakibrülör tr, pipet önce 5 ml otoklava deney tüpleri içine TSB otoklava. Yeterli zamanı sağlamak için dikkatli olun TSB izin verilen ve test tüpleri oda sıcaklığında soğumaya olmuştur. Önceden çizgili% 5 SBA plaka, 6 ml TSB suyu içine tek bir koloni aşılamak. Bir MRSA içerecektir ve ikinci bir test tüpü sterilizasyonu sağlamak için bir negatif kontrol olarak kullanılır. </li><li> İnoküle edilmiş TSB test tüpleri alın ve 37 ° C&#39;de 24 saat süre ile 200 rpm&#39;de bir karşılıklı inkübatör içine yerleştirilir. Herhangi bir büyüme kontrol test tüpü içinde meydana gelmiş olmalıdır Bu süre sonra, mikrobiyal büyüme MRSA test tüpünde açık olmalıdır. </li><li> Taze TSB 6 ml 24 saat kültür ve pipetle 1 ml alın. 200 rpm&#39;de 6 saat boyunca 37 ° C&#39;de inkübe edilir. </li><li> Pipet 1.5 ml mikrofüj tüpüne 6 saat alt kültürün 1 ml olmuştur. 850 x g&#39;de 3 dakika boyunca santrifüj. Süpernatantı ve deiyonize H2O, 1 ml pelet yeniden askıya Santrifüj, tekrar, ve tekrar askıya. </li></ol><ol><li> Paslanmaz çelik ve altın AFM örnek diskleri (20 mm ve 10 mm çapları) alın ve deiyonize H 2 O 5 ml her tarafını temizlemek Forseps ile dominant elin örnek diskleri tutun ve örnek diskin her iki tarafında 5 ml pipetle için subdominant elinizi kullanın. 1 dakika süreyle sese tabi tutularak ve ardından deiyonize H2O 20 ml ihtiva eden bir çanak içinde her iki tarafında yer örnek diskleri yıkandıktan sonra. </li><li> Sonication kullanım forseps sonra beher örnek diskleri kaldırmak için. Bir kağıt havlu üzerine açık bir Petri plaka kenarına karşı 60 ° açıyla eğilmek böylece diskleri yerleştirin. Kurutma diskleri kapsayacak Petri plaka kapağını kullanın. Diskler devam etmeden önce tamamen kurumasını bekleyin. 8 saat - Kurutma süresi 4 arasında değişebilir. </li><li> Kuruduktan sonra, bir Petri plaka içine örnek diskleri yerleştirmek için forseps kullanabilir. <ol><li> İsteğe bağlı olarak, (herhangi bir malzeme ile örnek disklerin yüzeyleri işlevselleştirilmesiörneğin, kolajen, hiyalüronan, gümüş nano-parçacıklar, vs.). </li><li> Bu deney için, kaplamak için poli-L-lisin alt-tabaka yüzeyi kullanır. Için poli-L-lisin işlevselleştirme, pipet 200 - örnek disklere (lH 2 O),% 0.1 poli-L-lisin, 400 ul, ve bir Petri tabağına ve oda sıcaklığında 1 saat süreyle inkübe edin. </li><li> 1 saat sonra, numune diski tutun ve deiyonize H2O 1 ml yıkama için forseps kullanabilir Adım 2.2 açıklandığı gibi kağıt havlu üzerinde kurumaya bırakın. </li></ol></li><li> 2x yıkanmış yeniden askıya hücreleri alın ve 200 plaka - bir biyogüvenlik kabini içinde örnek disklere 400 ul. Örnek diskler ve poli-L-lizin ile kaplanmış ise, oda sıcaklığında, 0.5 saat süre ile inkübe edilir. </li><li> Örnek diskler üzerinde hücrelerin inkübe edildikten sonra, deiyonize H2O, 1 ml ile hafifçe örnek diskleri yıkama Diskler görüntüleme önce gecede kurumasını bekleyin. </li></ol> 3. KPFM Görüntüleme NOT: Bu deney için,bir Agilent 5500 serisi ILM-AFM kullanın. <ol><li> AFM başlatmak için, AFM HEB ve MAC III kontrolörü ile birlikte bilgisayar ünitesi açın. Açık AFM görüntüleme yazılımı (örneğin, Agilent&#39;in PicoView). Başlangıçta ACAFM veya hangisi doğru tanımlama aralıklı temas modunda görüntüleme için AFM üzerinde seçtiğinizden emin olun. </li><li> Dominant elin AFM forseps kullanarak ve subdominant el açık yaylı klips tutucu tutarak, baş-parça içine KPFM konsol yerleştirin. Taşıma ve (en az 5500 ILM-AFM üzerine) Bu birim olarak AFM AFM baş parça aktarılması X, Y ve Z tarama directionalities kontrol kırılgan piezo kristal birimi içerir dikkatli olun. NOT: Bu durumda kullanılan KPFM konsollar Mikromasch iletken DPE 2.7 N / m 80 kHz ve yay sabitleri ortalama rezonans frekansları ile (düşük-gürültü) konsollar vardı. Bu rezonans frekansları ve yay sabitleri ile konsollar nedeniyle kullanım kolaylığı için seçildi.Daha büyük bir yay sabitleri ve daha yüksek rezonant frekanslarına sahip konsol aynı zamanda görüntüleme için kullanılabilir. </li><li> Dikkatle AFM içine baş parça yüklemek ve (iki tel takılı olması gerekir bu durumda: lazer ışığı ve sahne asansör motorunun) uygun kabloları bağlayın. </li><li> Konsolun ucuna lazer hizalama. Bazı birimler kolay uyum sağlayan bir kamera işlevselliği içerir. Kamera işlevi AFM mevcut değilse sonraki açıklandığı gibi, konsol ucuna align: <ol><li> Konsol çip üstünlük lazer taşımak için ön-arka düğmesini saat yönünde çevirin. Lazer çip ulaştığında bloke edilecek ve artık görünür olacaktır. Sadece düğmenin bir kaç kez çevirin. </li><li> Lazer nokta tekrar gelene kadar saat yönünün tersine ön-arka düğmesini çevirin. Lazer çipin kenarında şimdi. </li><li> Konsol üzerindeki lazer konumlandırmak için sol-sağ düğmeyi çevirin. Lazer konsol üzerinde geçerken kaybolur ve i yeniden görünürn hızlı arkaya. lazer nokta fotodiyot ünitesi daha sonra oturup buzlu cam kapak görünür olmalıdır. </li><li> Buzlu cam spot kaybolana kadar uca doğru konsol aşağı noktaya taşımak için saat yönünün tersine önden arkaya düğmesini çevirin. </li><li> Sadece konsol ucunda oturur, böylece lazer konumlandırmak için sadece biraz ön-arka düğmesini saat yönünde çevirin. lazer nokta buzlu cam üzerinde yeniden görünür. NOT: Bu dalış kartı konsollar için lazer konumlandırma yöntemidir. Üçgen konsol için, hizalama işlemi biraz farklıdır. </li></ol></li><li> Lazer hizalanmış sonra, AFM için örnek takarken konsol ve örnek arasında yeterli boşluk sağlamak için 10 saniye için &quot;açık&quot; konumuna sahne asansör motoru tutun. </li><li> KPFM örnek sahnede örnek yerleştirin. Bir bakır tel kullanılarak örnek topraklayın. Örnek aşamasına AFM uygun teller bağlayın. S bağlayınAFM için tage. Çoğu durumda sahne mıknatıslar kullanılarak yerinde tutulur. </li><li> AFM yazılımında, melodi konsol ve daha sonra örnek konsol ucu yaklaşımını başlar. Zaman yerleşme fazla 10 msn olarak ayarlanmış olduğundan emin olun, ve bu yaklaşım hızları ucu hasarı önlemek için 2.0 mm / sn aşmamaktadır. </li><li> Konsol ucu numune yüzeyinde sonra, bir görüntüleme penceresi boyutu ve ideal görüntüleme alanını seçin. Topografik görüntüleme optimize böylece konsol ayar noktası ile birlikte I ve P kazançlar optimize. <ol><li> Topografik görüntüleme optimize sonra, KPFM modülü açın (FM ya da AM modu, burada, FM modunu kullanın). Bu KPFM görüntüleme 5 mm x 5 mm görüntüleme penceresinin dışında çok zor olduğu unutulmamalıdır. (- 0.05 hatları / sn 0.02) Ayrıca, optimum KPFM görüntüleme için, yavaş tarama hızları ile 512 x 512 çözünürlüğü kullanın. </li></ol></li><li> 10% - FM-KPFM ayarları için (ayarları ACAFM değil), 5 ila sürücü yüzde ayarlayın. Konsol fr ayarlayın2 kHz bant genişliği ile 5 kHz - 1 arası equency. 0.3% FM-KPFM ayarları için I ve P kazançlar ayarlayın. <ol><li> Sinyal bant genişliği ve I ve örnek yüzeyleri arasında P kazançlar Vary. SP görüntüleme optimize etmek için, daha fazla sinyal bant genişliği ayarlamak ve I ve P kazançlar optimum görüntü elde etmek. 0.35% - I ve P kazanımların tavsiye aralığı 0.22 vardır. </li></ol></li><li> Süreç ve SP verilerini toplamak için post-görüntü işleme yazılımı kullanarak KPFM görüntüleri toplanan analiz eder. </li></ol>

<ol>
	<li>Seth, A. 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=In+vivo+modeling+of+biofilm-infected+wounds:+a+review.">In vivo modeling of biofilm-infected wounds: a review.</a> J. Surg. Research. 178 (1), 330-338 (2012).</li><li>Wolcott, R. D., Ehrlich, G. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biofilms+and+chronic+infections.">Biofilms and chronic infections.</a> JAMA. 299 (22), 2682-2684 (2008).</li><li>Hoiby, N., 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=The+clinical+impact+of+bacterial+biofilms.">The clinical impact of bacterial biofilms.</a> Micro. Infect. 3 (2), 55-65 (2011).</li><li>Zhang, W., Hughes, J., Chen, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impacts+of+hematite+nanoparticle+exposure+on+biomechanical,+adhesive,+and+surface+electrical+properties+of+E.+coli+cells.">Impacts of hematite nanoparticle exposure on biomechanical, adhesive, and surface electrical properties of E. coli cells.</a> Appl. Environ. Microbiol. 78 (11), 3905-3915 (2012).</li><li>Lorite, G. S., 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=Surface+physicochemical+properties+at+the+micro+and+nano+length+scales:+role+on+bacterial+adhesion+and+Xylella+fastidiosa+biofilm+development.">Surface physicochemical properties at the micro and nano length scales: role on bacterial adhesion and Xylella fastidiosa biofilm development.</a> PLoS One. 8 (9), (2013).</li><li>Lee, I., Chung, E., Kweon, H., Yiacoumi, S., Tsouris, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Scanning+surface+potential+microscopy+of+spore+adhesion+on+surfaces.">Scanning surface potential microscopy of spore adhesion on surfaces.</a> Coll. Surf. Biointer. 92, 271-276 (2012).</li><li>Tsai, C., Hung, H., Liu, C., Chen, Y., Pan, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Changes+in+plasma+membrane+surface+potential+of+PC12+cells+as+measured+by+Kelvin+probe+force+microscopy.">Changes in plasma membrane surface potential of PC12 cells as measured by Kelvin probe force microscopy.</a> PLoS One. 7 (4), (2012).</li><li>Jucker, B. A., Harms, H., Zehnder, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adhesion+of+the+positively+charged+bacterium+Strenotrophomonas+(Xanthomonas)+maltophilia+70401+to+glass+and+Teflon.">Adhesion of the positively charged bacterium Strenotrophomonas (Xanthomonas) maltophilia 70401 to glass and Teflon.</a> J. Bacteriology. 178 (18), 5472-5479 (1996).</li><li>Soon, R. 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=Different+surface+charge+of+colistin-susceptible+and+-resistant+Acinetobacter+baumannii+cells+measured+with+zeta+potential+as+a+function+of+growth+phase+and+colistin+treatment.">Different surface charge of colistin-susceptible and -resistant Acinetobacter baumannii cells measured with zeta potential as a function of growth phase and colistin treatment.</a> J. Anti. Chemo. 66, 126-133 (2011).</li><li>Tariq, M., Bruijs, C., Kok, J., Krom, B. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Link+between+culture+zeta+potential+homogeneity+and+Ebp+in+Enterococcus+faecalis.">Link between culture zeta potential homogeneity and Ebp in Enterococcus faecalis.</a> Appl. Environ. Microbiol. 78 (7), 2282-2288 (2012).</li><li>Ayala-Torres, C., Hernandez, N., Galeano, A., Novoa-Aponte, L., Soto, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Zeta+potential+as+a+measure+of+the+surface+charge+of+mycobacterial+cells.">Zeta potential as a measure of the surface charge of mycobacterial cells.</a> Ann Microbiol. , (2013).</li><li>Allison, D. P., Mortensen, N. P., Sullivan, C. J., Doktycz, 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=Atomic+force+microscopy+of+biological+samples.">Atomic force microscopy of biological samples.</a> Nanomed. Nanobiotech. 2 (6), 613-634 (2010).</li><li>Lindsay, S. M., 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=Scanning+tunneling+microscopy+and+atomic+force+microscopy+studies+of+biomaterials+at+a+liquid-solid+interface.">Scanning tunneling microscopy and atomic force microscopy studies of biomaterials at a liquid-solid interface.</a> J. Vac. Sci. Technol. 11 (4), 808-815 (1993).</li><li>Moores, B., Hane, F., Eng, L., Leonenko, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Kelvin+probe+force+microscopy+in+application+to+biomolecular+films:+frequency+modulation,+amplitude+modulation,+and+lift+mode.">Kelvin probe force microscopy in application to biomolecular films: frequency modulation, amplitude modulation, and lift mode.</a> Ultramicroscopy. 110 (6), 708-711 (2010).</li><li>Melitz, W., Shen, J., Kummel, A. C., Kelvin Lee, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=probe+force+microscopy+and+its+application.">probe force microscopy and its application.</a> Surf. Sci. Reports. 66 (1), 1-27 (2011).</li><li>Loppacher, 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=FM+demodulated+Kelvin+probe+force+microscopy+for+surface+photovoltage+tracking.">FM demodulated Kelvin probe force microscopy for surface photovoltage tracking.</a> Nanotechnology. 16 (3), (2005).</li><li>Domanski, A. 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=Kelvin+probe+force+microscopy+in+nonpolar+liquids.">Kelvin probe force microscopy in nonpolar liquids.</a> Langmuir. 28 (39), 13892-13899 (2012).</li><li>Collins, 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=Dual+harmonic+Kelvin+probe+force+microscopy+at+the+graphene-liquid+interface.">Dual harmonic Kelvin probe force microscopy at the graphene-liquid interface.</a> Appl. Phys. Letters. 104 (13), 133103 (2014).</li><li>Kobayashi, N., Asakawa, H., Fukuma, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanoscale+potential+measurements+in+liquid+by+frequency+modulation+atomic+force+microscopy.">Nanoscale potential measurements in liquid by frequency modulation atomic force microscopy.</a> Rev. Sci. Instru. 81, (2010).</li><li>Collins, 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=Probing+charge+screening+dynamics+and+electrochemical+processes+at+the+solid-liquid+interface+with+electrochemical+force+microscopy.">Probing charge screening dynamics and electrochemical processes at the solid-liquid interface with electrochemical force microscopy.</a> Nature Comm. 5, 2871 (2014).</li><li>Pastar, I., 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=Interactions+of+methicillin+resistant+Staphylococcus+aureus+USA300+and+Pseudomonas+aeruginosa+in+polymicrobial+wound+infection.">Interactions of methicillin resistant Staphylococcus aureus USA300 and Pseudomonas aeruginosa in polymicrobial wound infection.</a> PLoS One. 8 (2), (2013).</li><li>Brien, D. J., Gould, I. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Does+vancomycin+have+a+future+in+the+treatment+of+skin+infections.">Does vancomycin have a future in the treatment of skin infections.</a> Cur. Opin. Infec. Diseas. 27 (2), 146-154 (2014).</li><li>Wang, P., Kinraide, T. B., Zhou, D., Kopittke, P. M., Peijnenburg, W. J. G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Plasma+membrane+surface+potential:+dual+effects+upon+ion+uptake+and.">Plasma membrane surface potential: dual effects upon ion uptake and.</a> 155 (2), 808-820 (2011).</li><li>Gross, M., Cramton, S. E., Gotz, F., Peschel, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Key+role+of+teichoic+acid+net+charge+in+Staphylococcus+aureus+colonization+of+artificial+surfaces.">Key role of teichoic acid net charge in Staphylococcus aureus colonization of artificial surfaces.</a> Infect. Immun. 69 (5), 3423-3426 (2001).</li><li>Sinensky, A. M., Belcher, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Label-free+and+high-resolution+protein/DNA+nanoarray+analysis+using+Kelvin+probe+force+microscopy.">Label-free and high-resolution protein/DNA nanoarray analysis using Kelvin probe force microscopy.</a> Nat. Nanotechnol. 2, 653-659 (2007).</li><li>Park, 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=Single-molecule+recognition+of+biomolecular+interaction+via+kelvin+probe+force+microscopy.">Single-molecule recognition of biomolecular interaction via kelvin probe force microscopy.</a> ACS Nano. 5 (9), 6981-6990 (2011).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

KPFM elektriksel yüzey verilerinin elde edilmesi için yeni bir yöntem olarak kullanılmıştır. Genellikle kimyada yük dağılımının incelenmesi için bir yöntem olarak kullanılmaktadır ve sadece yakın zamanda mikro ve nano ölçeklerde biyolojik sistemlerin çalışma için uygulanacak başlamıştır. Toplanan veriler biz mikropların kolayca bile statik inkübasyon 3 saat sonra, paslanmaz çelik ve altın yüzeyleri temizlemek eklemek için görünmedi bulundu. Poli-L-lisin işlevselleştirilmiş yüzeyle...

Biyofilm kaldırılması için inatçı ve hastalık bulaşma ve antimikrobiyal direnç oranlarının artışı yol gibi ekipman yüzeylerinde ve deri yaraları üretilen Biyofilmler medikal sektörü için bir sorun mevcut. Ek biyofilm oluşumunda ilk adım olduğunu ve onun tersinirliği 1-3 dolayı en kritik adımdır. Yüzey yüzey özellikleri mikrobiyal eki çok önemli bir rol oynamaktadır. Bu tür yüzey sertliği, gözeneklilik, pürüzlülük ve hidrofobiklik gibi faktörler mikrobiyal ek gerçekleştirilmesi gösterilmiştir; Ancak, mikrobiyal yapışma üzerinde yüzey yüzey potansiyeli (SP) rolünü inceleyen çok az araştırma 4,5 yapılmıştır. Negatif yüklü yüzeyleri mika, silikon, ve altın 6 Bacillus thuringiensis sporlarının bağlanmasını önledikleri varsayılır. Hücre zarı potansiyelinde değişiklikler hücre bağlanması ve hareket kabiliyeti 5,7 değişim göstergesidir. Bu elektrik Hom gözlemlenmiştirogeneous yüzeyler daha kolay bir şekilde mikrobiyal yapışma 5 destekler. Nano bakteri yüzey potansiyelini karakterize, anti-biyolojik kirlilik stratejilerin geliştirilmesine yardımcı olabilir böylece çeşitli yüzeylere bakteri yapışma kinetiği anlamak için yeni bir yol sağlar, ve olabilir. Böyle elektroforetik ışık saçılması, zeta potansiyeli ve izoelektrik nokta belirleme gibi bakteri, elektro kinetik tanımlamak için kullanılan diğer yöntemlerin aksine, Kelvin prob kuvvet mikroskobu (KPFM) tek tek hücrelerin yerine tüm kültürlerin 8-11 incelenmesi için izin verir. Hücre-hücre karşılaştırmak veya yüksek doğruluk ve hassasiyet ile elektriksel özelliklerini biyofilm isteyen bu faydalıdır. KPFM atomik kuvvet mikroskobu (AFM) bir modül. AFM tarama tünelleme mikroskobu (TTM) 12 doğrudan bir sonucu olarak geliştirilmiştir. STM kullanarak ilk yayınlanan görüntüleri 1982 12 Gerd Binnig ve Heinrich Rorhrer tarafından yapılmıştır </sus&gt;. Onların buluş havada bir iletken yüzey üzerinde keskin bir iletken ucu tarayarak raster tarafından atom yapılarını çözmek başardı. hızlı görüntü kurutulmuş DNA, protein örneklerinin ve virüslere 12 STM kullanmayı denedi biyologları heyecanlı yüksek çözünürlüklü görüntüler elde etkileri. STM ayrıca özel prob ipuçları 13 kullanılarak sıvı yapılabilir. Bu Lindsay ve ark., Altın elektrotlar 13, 10 mM HClO4 ve su içinde görüntü DNA molekülleri STM ve AFM kullanılan ile gösterilmiştir. KPFM ligandları 26, DNA ve protein analizi 25 ve biyomoleküllerin etkileşim yüzey potansiyellerinin belirlenmesinde gösterilmiştir. KPFM AFM iletken konsol ucu ve bir ideal olarak iletken numune arasındaki temas potansiyeli farkı (CPD) ölçerek 14,15 (i Şekil 1) çalışır. Numuneler mutlaka iletken (yani, biyolojik sampl olmak zorunda değilsinizes). Görüntüleme mika, cam ve uzun iletken olmayan yüzey incedir ve bir alt iletken malzeme 6,7 olduğu gibi silikon yüzeyler (iletken olmayan) ile gerçekleştirilebilir. SMG yüzeyi potansiyel gerilimi eşdeğerdir ve negatif elektron yükünün bölü ucu (φ ucu) ve örnek (numune φ) arasındaki iş fonksiyonları farkı olarak tarif edilebilir (- e). İletken bir AFM ucu bir örnek, yüzeye yakın getirildiğinde bağlı Fermi enerjileri arasındaki fark (Şekil 1, II, a) 15 ile bir elektrostatik kuvvet (F lar) oluşturulur, (d mesafesinde ayrılmış). Bu noktada, uç ve örnek (E v) vakum enerjileri denge ve hizalanmış bulunmaktadır. Yakın örnek yüzeyine ucu getirerek üzerine, uç ve örnek yüzeyi paralel plakalı kapasitörler (Şekil 1, ii b gibi elektrik kontağı ve hareket girer </strong&gt;) 14,15. Noktada uç ve numune yüzeyinden Fermi enerjileri bir kalıcı-hal dengeye ulaşması aynı hizaya gelirler ve (Şekil 1, ü, b). ucu ve örnek yüzeyi nedeniyle E v &#39;nin ve iş fonksiyonları bir fark tahsil edilecektir ve V SMG oluşturacaktır. Nedeniyle oluşan V CPD elektrik temas alanı üzerinde bir F es görür. Bu kuvvet daha sonra (Şekil 1, II, c) oluşan V CPD ile aynı büyüklüğe sahip ucuna bir dış V DC uygulaması ile etkisiz kılınır. Bu DC gerilim elektrik temas alanında yüzey yükü ortadan kaldırır uygulanan ve V CPD F es ortadan kaldırmak için gerekli V DC miktarı sa arasındaki iş fonksiyonları farka eşittirmple yüzey ve uç 15. Bu ucu iş fonksiyonu bilinen ve üretici tarafından sağlanan not edilmelidir. Tüm KPFM yöntemlerinde, bir AC voltajı (V AC, yaklaşık 100-500 mV) de uç ve örnek 14 arasındaki salınım elektrik kuvvetlerinin üretilmesi için, uç uygulanır. V CPD ve / veya F es değişiklikleri ölçerken daha iyi çözünürlük sağlar. Bu bağlamda, frekans veya elektrik salınım amplitüdünün değişiklikler V DC ile düzeltilir ve potansiyel harita oluşturulabilir yüzey olabilir. Bu haritaların belirli alanlarda elde edilen veriler daha spesifik topografik özellikler hakkında bilgi sağlamak için elektrik analiz edilebilir. (1) kaldırma modu, (2) genlik modülasyonu (AM) modu, ve (3) frekans modülasyonu (FM) modu 14,16: KPFM üç modda çalıştırılabilir. Asansör modu ilk inc olduKPFM ve arnation. Asansör modu sallanmaktadır ucu topografik görüntü elde etmek yüzey boyunca sürüklenen olduğu bir iki-geçişli yöntemine dayanır. İkinci geçişte için ucu numune üzerinde önceden belirlenmiş bir mesafeyi yükseltildiğinde (10-100 nm) ve tekrar aynı alan boyunca taradı. Nedeniyle AM- ve FM-KPFM göre bu iki taramalı yöntemiyle, asansör moduna, görüntü alımı için uzun zaman alır. Yüzeyden ucu Raising sadece uzun menzilli F es ölçülür sağlar. Ayrıca, topografya ve yüzey potansiyel ölçümleri arasındaki çapraz konuşma artan yanal çözünürlük ve hassasiyet pahasına decoupled. AM-KPFM aynı anda numune topografya ve yüzey potansiyeli (tek-geçişli tarama) 14 ölçmek için çift frekansları kullanılarak yanal çözünürlük ve hassasiyeti artırır. AM modunda ise, konsol mekanik genel olarak% 5, ilk rezonans frekansı altında salınım (f 0), ve elektrik olarak salınım (tikinci rezonans frekansı (f 1) bir V AC) hrough. Nedeniyle F es ve V CPD değişikliklere f 1 genlik değişiklikleri, yüzey potansiyel ölçüm verileri verirken topoğrafik verilerin nesil f 0 kurşun genlik değişiklikler. fnin 0 ve konsol f 1 çapraz konuşma 14 en aza indirilir sinyal önemli frekansları ve enerji ile ayrılır. AFM başkanı elektroniği kutusu (HEB) hem topografik vermek ve bir tarama aynı anda potansiyel verileri yüzey iki sinyalleri ayırır. FM-KPFM biyolojik yüzeyler 14 çözünürlük daha fazla AM-KPFM geliştirir. FM-KPFM elektrostatik kuvvet geçişlerini yerine elektrostatik kuvvet (F es) 15 değişiklikleri ölçen AM-KPFM daha farklı çalışır. AM modunda gibi, FM modu çift frekansları ve SINGL kullanırE-pass tarama mekanizması topografik elde etmek ve aynı anda 14 potansiyel verileri yüzey. FM modunda, konsol mekanik f 0 sallanmaktadır ve elektriksel düşük modifiye frekansta salınımlandırılan (mod f, tipik 1-5 kHz). Elektrostatik etkileşimler üzerine, 0 ve f mod karışımı f 0 ± f mod f yan bantları üretimi için. Bu yan bantlar elektrostatik kuvvet değişikliklere çok hassastırlar ve AFM HEB yoluyla f 0 ayrılabilir. FM-KPFM elektrostatik kuvvet geçişlerini değişiklikleri ölçen bu yana, ipuçları apeks şekil ve bakım / bütünlük. Genel yüzeye potansiyel çözünürlük 14, 15 kritik rol oynamaktadır AM kullanarak potansiyel çözünürlük Yüzey ve FM modları yanal 1 nm aralığında 14 olan -16. Bu KPFM görüntüleme içinde (polar olmayan sıvılar içinde yapılabilir, ve en son olarak, düşük iyonik (&lt;10 mM), polar sıvılar içinde yapılabilir gösterilmiştir unutulmamalıdırBöyle MilliQ su gibi bir DC önyargı uygulama kalmayabilir, bir önyargı geribildirim gerekmez açık döngü KPFM modları); Ancak, KPFM görüntüleme henüz kutup çözümleri 17-20 canlı hücrelerde yapılması gerekir. Sıvı SP görüntüleme ile ilgili daha başka sorunlar çözümler genel olarak muhafaza hücreleri için kullanılan (yani, fosfat tamponlu tuzlu su) Faradaysal reaksiyonları, önyargı kaynaklı yük dinamikleri ve iyon difüzyon / yeniden dağıtma 20 yol açacak mobil iyonlar, yüksek konsantrasyonlarda bulunur. Bu durumda, bu deney için, ölçümler ortam koşullarında poli-L-lisin işlevselleştirilmiş paslanmaz çelik, altın yüzeyleri üzerinde kurutuldu ve ölü MRSA hücrelerden alındı. Görüntüleme önceden kurutulmuş ya da yüzey 20 üzerine immobilize edilmiş biyolojik örnekler üzerinde hava veya vakum koşullarında gerçekleştirilebilir. Nemli koşullar da yüzeyleri 6 KPFM görüntüleme etkilediği gösterilmiştir. Bu çalışmada, biz FM-KPFM istihdamve AFM poli-L-lizin fonksiyonlandırılmış paslanmaz çelik ve altın yüzeylere metisilin dirençli Staphylococcus aureus USA100 (MRSA) eki SP rolünü incelemek için. MRSA son zamanlarda nedeniyle birçok β-laktam antibiyotikler ve sefalosporinlere 21 olan doğal seçilen direnci bir çok ilaç dirençli (MDR) &quot;Superbug&quot; olarak statüsünü topladı. MRSA enfeksiyonları gibi vankomisin ya da uzun süreli tedavilerde 22 olarak kullanılamaz, bu nedenle, insanlarda daha yüksek toksisite düzeyine sahip ve oksazolidinonların gibi daha sert antimikrobik kullanımına yol açan, hemen tedavi etmek için daha zorlu zordur ve çok büyüktür. Paslanmaz çelik tıbbi alaka ve Altın karşılaştırmalı metal olarak kullanılan vb derialtı iğneler, bedpans, kapı kolları, lavabo, bir malzeme olarak yaygın kullanımı nedeniyle seçildi. FM-KPFM mikrobiyal zar SP yüzeylere eki üzerine değişirse incelemek için kullanılmıştır.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="573">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Name of Reagent/ Equipment</td>
			<td style="width:71px;">Company</td>
			<td style="width:119px;">Catalog Number</td>
			<td style="width:167px;">Comments/Description</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">5500ILM Atomic Force Microscope</td>
			<td style="width:71px;">Agilent Technologies</td>
			<td style="width:119px;">#N9435S</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">AFM/STM Metal Specimen Discs</td>
			<td style="width:71px;">TED PELLA, INC.</td>
			<td style="width:119px;">#16219</td>
			<td>Stainless steel sample discs</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">DPE (Low-Noise) Conductive SPM Probes</td>
			<td style="width:71px;">Mikromasch</td>
			<td style="width:119px;">#HQ:DPE-XSC11</td>
			<td>There are 4 Pt-coated cantilevers per chip.&#160; We utilized cantilever B for experiments.</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">PELCO Gold Coated AFM/STM Metal Specimen Discs</td>
			<td style="width:71px;">TED PELLA, INC.</td>
			<td style="width:119px;">#16218-G</td>
			<td>Gold sample discs</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">PicoView Software</td>
			<td style="width:71px;">Agilent Technologies</td>
			<td style="width:119px;">#N9797B</td>
			<td>5500ILM Atomic Force Microscope imaging software</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">Pico Image Software (Pico Image Basic)</td>
			<td style="width:71px;">Agilent Technologies</td>
			<td style="width:119px;">#N9797AU-1FP</td>
			<td>5500 ILM Atomic Force Microscope post-image processing software</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Scilogex D3024 High Speed Micro-Centrifuge</td>
			<td style="width:71px;">Thomas Scientific</td>
			<td style="width:119px;">#91201513</td>
			<td>Centrifuge used in cell-washing steps to separate cells (pellet) from media</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Trypticase Soy Agar with 5% Sheep Blood</td>
			<td style="width:71px;">BD</td>
			<td style="width:119px;">#221261</td>
			<td>Pre-made plates</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Tryptic Soy Broth</td>
			<td style="width:71px;">BD</td>
			<td style="width:119px;">#257107</td>
			<td>Comes as a dry powder.&#160; Instruction on how to make come on the container.</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

surface potential measurement of bacteria using kelvin probe force microscopy

Yüzey potansiyel yüzeyleri alt tabakaya mikroorganizmaların yapışmasında bir rol oynayan bir yaygın olarak gözardı edilen fiziksel özelliğidir. Kelvin prob kuvvet mikroskobu (KPFM) nano-ölçekte yüzeyler arasındaki temas potansiyeli farkı ölçen atomik kuvvet mikroskobu (AFM) bir modül. AFM ile KPFM kombinasyonu yüzey potansiyeli ve örneğin bakteriyel hücreler gibi biyolojik örneklerin topografik haritaları aynı anda oluşturulmasına izin verir. Burada, biz böyle paslanmaz çelik ve altın gibi tıbben ilgili yüzeylere yapışma mikrobiyal yüzey potansiyelinin etkilerini incelemek için KPFM istihdam. Yüzey potansiyel haritalar farklı malzeme yüzeylere mikrobiyal membranların yüzey potansiyeli ortaya çıkmıştır. Bir adım yükseklik grafiği substrat yüzeyi ve mikroorganizmalar arasındaki sınır bölgede yüzey potansiyeli farkı göstermek için üretildi. Hücre zarı yüzeyi potansiyelindeki değişim değişim ile bağlantılı olmuşturhücre metabolizması ve hareketlilik s. Bu nedenle, KPFM çeşitli alt-tabaka yüzeyine yapışmasından sonra mikrobiyal zar yüzeyi potansiyeli değişiklikleri incelemek için kullanılabilir güçlü bir araç oluşturmaktadır. Bu çalışmada, KPFM kullanılması ile paslanmaz çelikten ve altın bireysel metisilin dirençli Staphylococcus aureus USA100 hücre yüzey potansiyelini karakterize etmek için prosedürü gösterir.

KPFM kullanarak SP ölçmek yeteneği örnek yüzeyi ve konsol ucu hem bir ölçüde iletken olduğu ilkesine dayanmaktadır. Paslanmaz çelik ve altın MRSA tutunduğu gibi iletken yüzeylere harekete geçti. KPFM görüntüleri 512 x 512 çözünürlükte her iki yüzeylerde 15 MRSA hücreleri alındı ​​ve 5 x 5 um den 10 x 10 mm arasında değişen tarama alanları ile yapılmıştır. Tarama 0.02 satır / sn 0.05 satır / sn arasında değişen hat hızı ile gerçekleştirilmiştir. 512 veri noktaları tarama ...

Watch this Scientific Journal Video about Surface Potential Measurement of Bacteria Using Kelvin Probe Force Microscopy at JoVE.com

Surface Potential Measurement of Bacteria Using Kelvin Probe Force Microscopy

Here, we present a protocol explaining the use of Kelvin probe force microscopy as a tool for generating high resolution nano-scale surface potential maps. This tool was applied to assess the role of surface potential on the binding capacity of microorganisms to substrate surfaces.

Kelvin Probe Kuvvet Mikroskobu kullanılarak Bakterilerin Yüzey Potansiyel Ölçümü

Surface potential is a commonly overlooked physical characteristic that plays a dominant role in the adhesion of microorganisms to substrate surfaces. ...

surface-potential-measurement-bacteria-using-kelvin-probe-force

Research

JoVE Journal

Bioengineering

21.6K Görüntüleme.  University of Guelph. Here, we present a protocol explaining the use of Kelvin probe force microscopy as a tool for generating high resolution nano-scale surface potential maps. This tool was applied to assess the role of surface potential on the binding capacity of microorganisms to substrate surfaces. 

Video: Surface Potential Measurement of Bacteria Using Kelvin Probe Force Microscopy

Measurement of Bioelectric Current with a Vibrating Probe

Electric fields, generated by active transport of ions, are present in many biological systems and often serve important functions in tissues and organs. For example, they play an important role in directing cell migration during wound healing. Here we describe the manufacture and use of ultrasensitive vibrating probes for measuring extracellular electric currents. The probe is an insulated, sharpened metal wire with a small platinum-black tip (30-35 &mu;m), which can detect ionic currents in the &mu;A/cm2 range in physiological saline. The probe is vibrated at about 200 Hz by a piezoelectric bender. In the presence of an ionic current, the probe detects a voltage difference between the extremes of its movement. A lock-in amplifier filters out extraneous noise by locking on to the probe's frequency of vibration. Data are recorded onto computer. The probe is calibrated at the start and end of experiments in appropriate saline, using a chamber which applies a current of exactly 1.5 &mu;A/cm2. We describe how to make the probes, set up the system and calibrate. We also demonstrate the technique of cornea measurement, and show some representative results from different specimens (cornea, skin, brain).

The manufacture, calibration and use of non-invasive vibrating probes to measure bioelectric current in various biological systems is described.

Titreşimli Prob ile Biyoelektrik Akım ölçümü

Electric fields, generated by active transport of ions, are present in many biological systems and often serve important functions in tissues and organs. ...

Biyomühendislik

Measurement of Aggregate Cohesion by Tissue Surface Tensiometry

Rigorous measurement of intercellular binding energy can only be made using methods grounded in thermodynamic principles in systems at equilibrium. We have developed tissue surface tensiometry (TST) specifically to measure the surface free energy of interaction between cells. The biophysical concepts underlying TST have been previously described in detail1,2. The method is based on the observation that mutually cohesive cells, if maintained in shaking culture, will spontaneously assemble into clusters. Over time, these clusters will round up to form spheres. This rounding-up behavior mimics the behavior characteristic of liquid systems. Intercellular binding energy is measured by compressing spherical aggregates between parallel plates in a custom-designed tissue surface tensiometer. The same mathematical equation used to measure the surface tension of a liquid droplet is used to measure surface tension of 3D tissue-like spherical aggregates. The cellular equivalent of liquid surface tension is intercellular binding energy, or more generally, tissue cohesivity. Previous studies from our laboratory have shown that tissue surface tension (1) predicts how two groups of embryonic cells will interact with one another1-5, (2) can strongly influence the ability of tissues to interact with biomaterials6, (3) can be altered not only through direct manipulation of cadherin-based intercellular cohesion7, but also by manipulation of key ECM molecules such as FN8-11 and 4) correlates with invasive potential of lung cancer12, fibrosarcoma13, brain tumor14 and prostate tumor cell lines15. In this article we will describe the apparatus, detail the steps required to generate spheroids, to load the spheroids into the tensiometer chamber, to initiate aggregate compression, and to analyze and validate the tissue surface tension measurements generated.

We describe a method of measuring binding energy, expressible as tissue surface tension, between cells within 3D tissue-like aggregates. Differences in tissue surface tension have been demonstrated to correlate with invasiveness of lung, muscle, and brain tumors, and are fundamental determinants of establishing spatial relationships between different cell types.

Doku Yüzey tensiometresi Agrega Uyum ölçümü

Rigorous measurement of intercellular binding energy can only be made using methods grounded in thermodynamic principles in systems at equilibrium.  We ...

Visualization of Recombinant DNA and Protein Complexes Using Atomic Force Microscopy

Atomic force microscopy (AFM) allows for the visualizing of individual proteins, DNA molecules, protein-protein complexes, and DNA-protein complexes. On the end of the microscope's cantilever is a nano-scale probe, which traverses image areas ranging from nanometers to micrometers, measuring the elevation of macromolecules resting on the substrate surface at any given point. Electrostatic forces cause proteins, lipids, and nucleic acids to loosely attach to the substrate in random orientations and permit imaging. The generated data resemble a topographical map, where the macromolecules resolve as three-dimensional particles of discrete sizes (Figure 1) 1,2. Tapping mode AFM involves the repeated oscillation of the cantilever, which permits imaging of relatively soft biomaterials such as DNA and proteins. One of the notable benefits of AFM over other nanoscale microscopy techniques is its relative adaptability to visualize individual proteins and macromolecular complexes in aqueous buffers, including near-physiologic buffered conditions, in real-time, and without staining or coating the sample to be imaged. 
The method presented here describes the imaging of DNA and an immunoadsorbed transcription factor (i.e. the glucocorticoid receptor, GR) in buffered solution (Figure 2). Immunoadsorbed proteins and protein complexes can be separated from the immunoadsorbing antibody-bead pellet by competition with the antibody epitope and then imaged (Figure 2A). This allows for biochemical manipulation of the biomolecules of interest prior to imaging. Once purified, DNA and proteins can be mixed and the resultant interacting complex can be imaged as well. Binding of DNA to mica requires a divalent cation 3,such as Ni2+ or Mg2+, which can be added to sample buffers yet maintain protein activity. Using a similar approach, AFM has been utilized to visualize individual enzymes, including RNA polymerase 4 and a repair enzyme 5, bound to individual DNA strands. These experiments provide significant insight into the protein-protein and DNA-protein biophysical interactions taking place at the molecular level. Imaging individual macromolecular particles with AFM can be useful for determining particle homogeneity and for identifying the physical arrangement of constituent components of the imaged particles. While the present method was developed for visualization of GR-chaperone protein complexes 1,2 and DNA strands to which the GR can bind, it can be applied broadly to imaging DNA and protein samples from a variety of sources.

A tapping mode atomic force microscope (AFM) method for the visualization of plasmid DNA, cytoplasmic proteins, and DNA-protein complexes is described. The method includes alternate approaches for preparing samples for AFM imaging following biochemical manipulation. DNA containing specific protein interacting regions are observed in near-physiologic buffer conditions.

Atomik Kuvvet Mikroskobu kullanılarak Rekombinant DNA ve Protein Kompleksleri Görselleştirme

Atomic force microscopy (AFM) allows for the visualizing of individual proteins, DNA molecules, protein-protein complexes, and DNA-protein complexes. On ...

Biosensor for Detection of Antibiotic Resistant Staphylococcus Bacteria

A structurally transformed lytic bacteriophage having a broad host range of Staphylococcus aureus strains and a penicillin-binding protein (PBP 2a) antibody conjugated latex beads have been utilized to create a biosensor designed for discrimination of methicillin resistant (MRSA) and sensitive (MSSA) S. aureus species 1,2. The lytic phages have been converted into phage spheroids by contact with water-chloroform interface. Phage spheroid monolayers have been moved onto a biosensor surface by Langmuir-Blodgett (LB) technique 3. The created biosensors have been examined by a quartz crystal microbalance with dissipation tracking (QCM-D) to evaluate bacteria-phage interactions. Bacteria-spheroid interactions led to reduced resonance frequency and a rise in dissipation energy for both MRSA and MSSA strains. After the bacterial binding, these sensors have been further exposed to the penicillin-binding protein antibody latex beads. Sensors analyzed with MRSA responded to PBP 2a antibody beads; although sensors inspected with MSSA gave no response. This experimental distinction determines an unambiguous discrimination between methicillin resistant and sensitive S. aureus strains. Equally bound and unbound bacteriophages suppress bacterial growth on surfaces and in water suspensions. Once lytic phages are changed into spheroids, they retain their strong lytic activity and show high bacterial capture capability. The phage and phage spheroids can be utilized for testing and sterilization of antibiotic resistant microorganisms. Other applications may include use in bacteriophage therapy and antimicrobial surfaces.

Lytic phage biosensors and antibody beads are able to discriminate between methicillin resistant (MRSA) and sensitive staphylococcus bacteria. The phages were immobilized by a Langmuir-Blodgett method onto a surface of a quartz crystal microbalance sensor and worked as broad range staphylococcus probes. Antibody beads recognize MRSA.

Antibiyotik Dirençli Stafilokok bakteri tespiti için biyosensör

A structurally transformed lytic bacteriophage having a broad host range of Staphylococcus aureus strains and a penicillin-binding protein (PBP 2a) ...

Measuring the Mechanical Properties of Living Cells Using Atomic Force Microscopy

Mechanical properties of cells and extracellular matrix (ECM) play important roles in many biological processes including stem cell differentiation, tumor formation, and wound healing. Changes in stiffness of cells and ECM are often signs of changes in cell physiology or diseases in tissues. Hence, cell stiffness is an index to evaluate the status of cell cultures. Among the multitude of methods applied to measure the stiffness of cells and tissues, micro-indentation using an Atomic Force Microscope (AFM) provides a way to reliably measure the stiffness of living cells. This method has been widely applied to characterize the micro-scale stiffness for a variety of materials ranging from metal surfaces to soft biological tissues and cells. The basic principle of this method is to indent a cell with an AFM tip of selected geometry and measure the applied force from the bending of the AFM cantilever. Fitting the force-indentation curve to the Hertz model for the corresponding tip geometry can give quantitative measurements of material stiffness. This paper demonstrates the procedure to characterize the stiffness of living cells using AFM. Key steps including the process of AFM calibration, force-curve acquisition, and data analysis using a MATLAB routine are demonstrated. Limitations of this method are also discussed.

This paper demonstrates a protocol to characterize the mechanical properties of living cells by means of microindentation using an Atomic Force Microscope (AFM).

Atomik Kuvvet Mikroskobu kullanarak Yaşam Hücrelerinin Mekanik Özellikleri Ölçme

Mechanical  properties of cells and extracellular matrix (ECM) play important roles in many  biological processes including stem cell differentiation, ...

A Novel Method for Localizing Reporter Fluorescent Beads Near the Cell Culture Surface for Traction Force Microscopy

PA gels have long been used as a platform to study cell traction forces due to ease of fabrication and the ability to tune their elastic properties. When the substrate is coated with an extracellular matrix protein, cells adhere to the gel and apply forces, causing the gel to deform. The deformation depends on the cell traction and the elastic properties of the gel. If the deformation field of the surface is known, surface traction can be calculated using elasticity theory. Gel deformation is commonly measured by embedding fluorescent marker beads uniformly into the gel. The probes displace as the gel deforms. The probes near the surface of the gel are tracked. The displacements reported by these probes are considered as surface displacements. Their depths from the surface are ignored. This assumption introduces error in traction force evaluations. For precise measurement of cell forces, it is critical for the location of the beads to be known. We have developed a technique that utilizes simple chemistry to confine fluorescent marker beads, 0.1 and 1 &#181;m in diameter, in PA gels, within 1.6 &#956;m of the surface. We coat a coverslip with poly-D-lysine (PDL) and fluorescent beads. PA gel solution is then sandwiched between the coverslip and an adherent surface. The fluorescent beads transfer to the gel solution during curing. After polymerization, the PA gel contains fluorescent beads on a plane close to the gel surface.

Traditional techniques for fabricating polyacrylamide (PA) gels containing fluorescent probes involve sandwiching a gel between an adherent surface and a glass slide. Here, we show that coating this slide with poly-D-lysine (PDL) and fluorescent probes localizes the probes to within 1.6 &#181;m from the gel surface.

Çekme Kuvveti Mikroskopi Hücre Kültürü Yüzey civarında yerelleştirme raportör flöresan Beads için Yeni Bir Yöntem

PA gels have long been used as a platform to study cell traction forces due to ease of fabrication and the ability to tune their elastic properties. When ...

Measurement of Maximum Isometric Force Generated by Permeabilized Skeletal Muscle Fibers

Analysis of the contractile properties of chemically skinned, or permeabilized, skeletal muscle fibers offers a powerful means by which to assess muscle function at the level of the single muscle cell. Single muscle fiber studies are useful in both basic science and clinical studies. For basic studies, single muscle fiber contractility measurements allow investigation of fundamental mechanisms of force production, and analysis of muscle function in the context of genetic manipulations. Clinically, single muscle fiber studies provide useful insight into the impact of injury and disease on muscle function, and may be used to guide the understanding of muscular pathologies. In this video article we outline the steps required to prepare and isolate an individual skeletal muscle fiber segment, attach it to force-measuring apparatus, activate it to produce maximum isometric force, and estimate its cross-sectional area for the purpose of normalizing the force produced.

Analysis of the contractile properties of chemically skinned, or permeabilized, skeletal muscle fibers offers a powerful means by which to assess muscle function at the level of the single muscle cell. In this article we outline a valid and reliable technique to prepare and test permeabilized skeletal muscle fibers in vitro.

Permeabilize İskelet Kası Fibers tarafından oluşturulan Maksimum İzometrik Kuvvet Ölçümü

Analysis of the contractile properties of chemically skinned, or permeabilized, skeletal muscle fibers offers a powerful means by which to assess muscle ...

Atomic Force Microscopy Imaging and Force Spectroscopy of Supported Lipid Bilayers

Atomic force microscopy (AFM) is a versatile, high-resolution imaging technique that allows visualization of biological membranes. It has sufficient magnification to examine membrane substructures and even individual molecules. AFM can act as a force probe to measure interactions and mechanical properties of membranes. Supported lipid bilayers are conventionally used as membrane models in AFM studies. In this protocol, we demonstrate how to prepare supported bilayers and characterize their structure and mechanical properties using AFM. These include bilayer thickness and breakthrough force. 
The information provided by AFM imaging and force spectroscopy help define mechanical and chemical properties of membranes. These properties play an important role in cellular processes such as maintaining cell hemostasis from environmental stress, bringing membrane proteins together, and stabilizing protein complexes.

We describe a protocol for preparation of supported lipid bilayers and its characterization using atomic force microscopy and force spectroscopy.

Atomik Kuvvet Mikroskobu Görüntüleme ve Desteklenen Lipid Bilayers Kuvvet Spektroskopisi

Atomic force microscopy (AFM) is a versatile, high-resolution imaging technique that allows visualization of biological membranes. It has sufficient ...

Measurement of Force-Sensitive Protein Dynamics in Living Cells Using a Combination of Fluorescent Techniques

Cells sense and respond to physical cues in their environment by converting mechanical stimuli into biochemically-detectable signals in a process called mechanotransduction. A crucial step in mechanotransduction is the transmission of forces between the external and internal environments. To transmit forces, there must be a sustained, unbroken physical linkage created by a series of protein-protein interactions. For a given protein-protein interaction, mechanical load can either have no effect on the interaction, lead to faster disassociation of the interaction, or even stabilize the interaction. Understanding how molecular load dictates protein turnover in living cells can provide valuable information about the mechanical state of a protein, in turn elucidating its role in mechanotransduction. Existing techniques for measuring force-sensitive protein dynamics either lack direct measurements of protein load or rely on the measurements performed outside of the cellular context. Here, we describe a protocol for the F&#246;rster resonance energy transfer-fluorescence recovery after photobleaching (FRET-FRAP) technique, which enables the measurement of force-sensitive protein dynamics within living cells. This technique is potentially applicable to any FRET-based tension sensor, facilitating the study of force-sensitive protein dynamics in variety of subcellular structures and in different cell types.

Here, we present a protocol for the simultaneous use of F&#246;rster resonance energy transfer-based tension sensors to measure protein load and fluorescence recovery after photobleaching to measure protein dynamics enabling the measurement of force-sensitive protein dynamics within living cells.

Kuvvet duyarlı Protein Dynamics floresan teknikleri bir arada kullanarak canlı hücrelerdeki ölçümü

Cells sense and respond to physical cues in their environment by converting mechanical stimuli into biochemically-detectable signals in a process called ...

Application of Atomic Force Microscopy to Detect Early Osteoarthritis

Biomechanical properties of cells and tissues not only regulate their shape and function but are also crucial for maintaining their vitality. Changes in elasticity can propagate or trigger the onset of major diseases like cancer or osteoarthritis (OA). Atomic force microscopy (AFM) has emerged as a strong tool to qualitatively and quantitatively characterize the biomechanical properties of specific biological target structures on a microscopic scale, measuring forces in a range from as small as the piconewton to the micronewton. Biomechanical properties are of special importance in musculoskeletal tissues, which are subjected to high levels of strain. OA as a degenerative disease of the cartilage results in the disruption of the pericellular matrix (PCM) and the spatial rearrangement of the chondrocytes embedded in their extracellular matrix (ECM). Disruption in PCM and ECM has been associated with changes in the biomechanical properties of cartilage. In the present study we used AFM to quantify these changes in relation to the specific spatial pattern changes of the chondrocytes. With each pattern change, significant changes in elasticity were observed for both the PCM and ECM. Measuring the local elasticity thus allows for drawing direct conclusions about the degree of local tissue degeneration in OA.

We present a method to investigate early osteoarthritic changes at the cellular level in articular cartilage by using atomic force microscopy (AFM).

Erken Osteoartrit tespit etmek için Atomik Kuvvet Mikroskobu Uygulaması

Biomechanical properties of cells and tissues not only regulate their shape and function but are also crucial for maintaining their vitality. Changes in ...