Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 

Изучение бактерий с помощью сканирующего зондового микроскопа. Сравнение различных режимов сканирования. Методики приготовления образцов для исследования на воздухе и в жидкости.

Ключевые слова:  АСМ, бактерии, периодика, СЗМ, сканирование в жидкости

Автор(ы): Большакова Анастасия Владимировна

Опубликовал(а):  Большакова Анастасия Владимировна

05 апреля 2012

Так уж получилось, что одним из первых объектов, который я начала изучать с помощью СЗМ были бактерии. Бактерии имеют весьма «подходящий» размер для этого метода – около 1 микрона в диаметре, и длиной от одного до нескольких микрон. Сканеры с большим полем до 100 микрон были дороги, а потому редки, и бактериальные клетки лучше других клеток подходили для изучения на 14 микронном сканере, которым был оборудован наш СЗМ.

Методика приготовления образца с бактериями для изучения методом СЗМ на воздухе, совсем несложная и не требует специальной подготовки. Петлю из металлической проволоки прокаливают на огне, остужают, и аккуратно подцепляют колонию бактерий, которые предварительно вырастили на твердой питательной среде (бактерии были предоставлены микробиологами). Часть колонии бактерий помещают в стерильную пробирку с дистиллированной водой (или остывшей кипяченой). Концентрацию микроорганизмов определяли на глаз по мутности полученной суспензии (примерно 109 клеток в мл). Затем капаем несколько микролитров препарата на чистую подложку (проще всего использовать свежий скол слюды). Важно в случае с дистиллированной водой быстро накапать суспензию на подложку, чтобы клетки не успели разрушиться. После высыхания образец готов к просмотру.

Мне очень повезло тем, что представилась возможность «увидеть» бактерии с помощью разных приборов, работающих в различных режимах.

Изучение бактерий на воздухе было весьма увлекательным занятием. Я посмотрела огромное количество различных бактерий на микроскопе Nanoscope III a, и даже составила мини атлас СЗМ-изображений, но наблюдения мне на воздухе быстро наскучили, хотелось попробовать выйти на следующий уровень и получить чудесные изображения бактерий в жидкости.

Но, к сожалению, в жидкости особо остро встает проблема закрепления клеток на
подложке. И уже через некоторое весьма непродолжительное время, все клетки были
сметены из области просмотра.

Рис. 1 Изображение бактерий, полученное на СЗМ Nanoscope IIIa в жидкой среде. С течением времени клетки сметаются сканирующей иглой

Изучив литературу, я поняла, что универсальной методики закрепления клеток на поверхности подложки не существует. И я стала пробовать самые различные варианты. После того, как я попробовала модифицировать поверхность слюды полилизином, мне наконец удалось получить вполне достойное АСМ- изображение кишечной палочки (рис. 2).


Рис. 2 Бактерии E.coli в жидкости. Слюда модифицирована полилизином. Изображение получено в контактном режиме на СЗМ Nanoscope IIIa

На рисунке 3 показано изображение бактерии Escherichia coli JM109,
полученное в режиме МАС (Magnetic Alternative Current Mode) на приборе компании Molecular Imaging в жидкости (жидкая питательная среда). Бактерии адсорбированы на поверхность слюды, модифицированной полилизином.



Рис. 3 Бактерии E.coli в жидкости. Слюда модифицирована полилизином. Изображение получено в MAC режиме на СЗМ Molecular Imaging.


Рис. 4 Бактерии E.coli на воздухе



На рисунке 4 показаны те же самые бактерии. В этом случае изображение получено на воздухе на СЗМ Molecular Imaging в резонансном режиме сканирования. Бактериальные жгутики видны более отчетливо, по сравнению с изображением в жидкости.

И еще немного лирики. В журнале «Химия и жизнь. XXI век», 2003 №4 сс. 16-19 была опубликована статья Садовского А.С. «Индиго нестареющий и невыцветающий…», для иллюстрации которой я подготовила изображения бактерий в синей цветовой палитре. В статье сообщалось об использовании бактерий для окрашивания хлопка.

Рис. 5 Страница журнала «Химия и жизнь. XXI век», 2003 №4


Для подготовки публикации использовалась следующая
литература:

  1. Vorobyova E.A., Soina V.S., Mamukelashvili A.G., Bolshakova A., Yaminsky I.V., Mulyukin A.L. Living Cells in Permafrost as Models for Astrobiology Research // Chapter 19 in book "Life in Ancient Ice" (edited by J.D Castello and S.O. Rogers. Published by Princenton university press. 2005. 308 p.) pp. 277-288
  2. Bolshakova A.V., Kiselyova O.I., Yaminsky I.V. Microbial Surfaces Investigated Using Atomic Force Microscopy // Biotechnology progress, v. 20 (N6) 2004, pp.1615-1622
  3. Bolshakova A.V., Vorobyova E.A., and Yaminsky I.V. Indication of living bacterial cells in native soil and permafrost // Phys. Low-Dim. Struct., 3/4, 105-112 (2003).
  4. Bolshakova A.V., Kiselyova O.I., Filonov A.S., Frolova O.Yu., Lyubchenko Yu.L. and Yaminsky I.V. Comparative studies of bacteria with atomic force microscopy operating in different modes // Ultramicroscopy, 86 (1-2), 121-128 (2001).
  5. А.В.Большакова, Е.А.Воробьева, А.С.Филонов, И.В.Яминский Зондовая микроскопия почвенных бактерий Arthrobacter globoformis //Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования №11, 2000 C. 76-78)



Средний балл: 8.8 (голосов 5)

 


Комментарии

Очень интересная статья. А где посмотреть поподробнее?
Хочется надеяться, что автор покажет полученные им материалы.
Спасибо!
А они светятся?
Нет, они не светятся.
Приглашаю всех присоединиться к нашей страничке на Facebook.
https://www.facebook.com/AdvTechCenter

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Взрыв сверхновой
Взрыв сверхновой

Научно-популярный лекторий РНФ на Международном молодежном научном форуме «Ломоносов-2019»
С 9 по 11 апреля российские ученые рассказывают о своих научных исследованиях, которые выполняются по грантам Российского научного фонда. Лекции проходят в рамках Лектория РНФ во время проведения Международного молодежного научного форума «Ломоносов-2019».

Фестивали «От Винта!» и NAUKA 0+ представили инновационные проекты на выставке Hannover Messe 2019
Ганновер (Германия) 5 апреля 2019 года. – Объединённая экспозиция Фестиваля детского и молодежного научно-технического творчества “От Винта!” и Всероссийского фестиваля NAUKA 0+ была представлена на крупнейшей выставке промышленных технологий Hannover Messe 2019 в Германии в составе стенда Российской Федерации, организованного Российским экспортным центром при поддержке Министерства промышленности и торговли РФ.

Стань магистрантом в области светодиодных технологий без экзаменов
От бакалавриата к магистратуре без вступительных экзаменов уже сейчас? С портфолио возможно все! Участвуйте в конкурсе «Науке нужен ты!» и получайте бюджетный билет в первую в России магистерскую программу в области светодиодных технологий и оптоэлектроники Университета ИТМО!

Интервью с Константином Козловым - абсолютным победителем XIII Наноолимпиады
А.А.Семенова
Школьник 11 класса Константин Козлов (г. Москва) стал абсолютным победителем Олимпиады "Нанотехнологии - прорыв в будущее!" 2018/2019 по комплексу предметов "физика, химия, математика, биология". О своих впечатлениях, увлечениях и немного о планах на будущее Константин поделился с нами в интервью.

Микроэлементарно, Ватсон: как микроэлементы действуют на организм
Алексей Тиньков
Как на нас воздействуют кадмий, ртуть, цинк, медь и другие элементы таблицы Менделеева рассказал сотрудник кафедры медицинской элементологии РУДН Алексей Тиньков в интервью Indicator.Ru

Зимняя научная конференция студентов 4 курса ФНМ МГУ 22-23 января 2019 г.
Сафронова Т.В.
Настоящий сборник содержит тезисы докладов зимней научной студенческой конференции студентов 4-го курса ФНМ

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.