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La técnica para el control de muchedumbre de las bacterias se convirtió por Researchers
Fecha del artículo: 23 Abr de 2007 - 9:00 PDT
Una técnica que sorprendía para concentrar, para manipular, y para separar una clase ancha de las bacterias de la natación se ha identificado con una colaboración entre los investigadores en el laboratorio nacional de Argonne, el instituto de Illinois de la tecnología, la universidad del Arizona en Tucson, y la universidad de Cambridge, Reino Unido. Este dispositivo podía tener usos enormes en biotecnología y la ingeniería biomédica incluyendo uso en kits y bioanalysis de diagnóstico médicos miniaturizados.
La técnica se basa en la transmisión de la corriente eléctrica minúscula en una muestra de la película muy fina con células una colonia de bacterias. La corriente produce electrólisis que cambia el nivel local del pH en la vecindad de los electrodos. Las bacterias, las incómodas con los cambios en pH, nadada lejos de los electrodos y se juntan en última instancia en el medio de la célula experimental. Las bacterias concentradas forman remolinos uno mismo-organizados y los jets que se asemejan a vórtices en líquido vigoroso revuelto.
El método, para el cual es conveniente flagellated las bacterias tales como E.coli, bacilo subtilis, entre muchos otros, confía en la capacidad de bacterias de nadar hacia áreas del nivel óptimo del pH.
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Las bacterias viven en un ambiente de un nivel específico del pH, de modo que un aumento o una disminución del pH estimule las bacterias evitar áreas del pH no-cómodo y nadar en la dirección del gradiente del pH. Los investigadores utilizaron una corriente eléctrica para crear una desviación controlada de los niveles del pH de los valores a granel. Puesto que solamente las bacterias vivas responden al estímulo del pH, usar este método puede separar la vida y las células o las bacterias muertas con diverso motility.
El dispositivo, capaz cambiar el grueso de una película a partir 1m m a 1 micrón (con la exactitud de 5 por ciento) y controlar la posición de electrodos, se piensa para separar y para concentrar cantidades pequeñas de microorganismos vivos de /dead en espacios confinados. Puede ser utilizado para los propósitos del bioanalysis, del diagnóstico, y de la identificación expresos de muestras bacterianas pequeñas, y la separación se pone enfermo/las células vivas. Una patente para el dispositivo es actualmente pendiente.
“Usando este método, nuestra investigación tuvo éxito en dramáticamente el aumento de la concentración de microorganismos en gotas flúidas minúsculas y películas. Desemejante de tradicional centrifugando técnica, el nuevo acercamiento permite la concentración selectiva de células sanas,” dijo al estudiante de Andrey Sokolov, de Ph.D. del instituto de Illinois de la tecnología y a contribuidor a la investigación.
Además del desarrollo del dispositivo usado en la experimentación, los resultados de la investigación destaparon la explicación para la pregunta fundamental de muchos años sobre las características del movimiento colectivo y organizado en los sistemas de objetos de uno mismo-mudanza que obraban recíprocamente. Además de bacterias de la natación, otros ejemplos incluyen multitudes del pájaro, escuelas de los pescados, las proteínas del motor en célula viva, e incluso los enjambres de nano-robustezas que se comunican.
“Hemos presentado estudios experimentales de la natación bacteriana colectiva en películas flúidas finas donde están esencialmente de dos dimensiones las dinámicas y la concentración se puede ajustar continuamente,” Igor explicado Aronson, físicos en la división de la ciencia material, laboratorio del nacional de Argonne. “Nuestros resultados proporcionan la evidencia fuerte para el origen hidrodinámico puro de la natación colectiva, más bien que mecanismos quimiotácticos de la formación del patrón cuando los microorganismos apenas siguen gradientes de cierto producto químico, tales como alimento, oxígeno, u otro”
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Los resultados detallados de estos resultados se han publicado en la revisión física E y en letras físicas de la revisión.
El financiamiento para esta investigación fue proporcionado por el Ministerio de los E.E.U.U. de oficina de la Energía de la ciencia básica de la energía.
El primer laboratorio nacional de la nación, laboratorio nacional de Argonne conduce la investigación científica básica y aplicada a través de una amplia gama de disciplinas, extendiéndose de la física de gran energía a la climatología y a la biotecnología. Desde 1990, Argonne ha trabajado con más de 600 compañías y las agencias federales numerosas y otras organizaciones para ayudar a la dirección científica de América anticipada y para preparar la nación para el futuro. Argonne es manejado por UChicago Argonne, LLC para el Ministerio de los E.E.U.U. de oficina de la Energía de la ciencia
Contacto: Sylvia Carson
Laboratorio del nacional de DOE/Argonne |
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