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

 

Цитозома
Цитозома

На XXI Менделеевском съезде награждены выдающиеся ученые-химики
11 сентября 2019 года в Санкт-Петербурге на XXI Менделеевском съезде по общей и прикладной химии объявлены победители премии выдающимся российским ученым в области химии. Премия учреждена Российским химическим обществом им. Д.И.Менделеева совместно с компанией Elsevier с целью продвижения и популяризации науки, поощрения выдающихся ученых в области химии и наук о материалах.

Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых
Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых. Об этом премьер-министр РФ Дмитрий Медведев сообщил, открывая встречу с нобелевскими лауреатами, руководителями химических обществ, представителями международных и российских научных организаций.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Синтез “перламутровых” нанокомпозитов с помощью бактерий. Оптомагнитный нейрон.Устойчивость азотных нанотрубок. Электронные характеристики допированных фуллереновых димеров.

Люди, создающие новые материалы: от поколения X до поколения Z
Е.В.Сидорова
Самые диковинные экспонаты научной выставки, организованной в Москве в честь Международного года Периодической таблицы химических элементов в феврале 2019 г., можно было рассмотреть только "вооруженным глазом»: Таблица Д.И.Менделеева размером 5.0 × 8.7 мкм и нанопортрет первооткрывателя периодического закона великолепно демонстрировали возможности динамической АСМ-литографии на сканирующем зондовом микроскопе. Миниатюрные произведения представили юные участники творческих конкурсов XII Всероссийкой олимпиады по нанотехнологиям, когда-то задуманной академиком Ю.Д.Третьяковым — основателем факультета наук о материалах (ФНМ) Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова. О том, как подобное взаимодействие со школьниками и студентами помогает сохранить своеобразие факультета и почему невозможно воплощать идею междисциплинарного естественнонаучного образования, относясь к обучению как к конвейеру, редактору журнала «Природа» рассказал заместитель декана ФНМ член-корреспондент РАН Е.А.Гудилин.

Как наночастицы применяются в медицине?
А. Звягин
В чем преимущества наночастиц? Как они помогают ученым в борьбе с раком? Биоинженер Андрей Звягин о наночастицах в химиотерапии, имиджинговых системах и борьбе с раком кожи.

Медицинская керамика: какими будут имплантаты будущего?
В.С. Комлев, Д. Распутина
Почему керамические изделия применяются в хирургии? Какие технологии используются для создания имплантатов? Материаловед Владимир Комлев о том, почему керамика используется в медицине, как на ее основе создаются имплантаты и какие перспективы у биоинженерии

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.