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.

1. إعداد زجاجيات والثقافات <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> قبل الشروع في هذه التجربة، وإعداد أجار الدم 5٪ الغنم (SBA) لوحات لزراعة هذه الجرثومة. احتضان لوحات SBA لمدة 24 ساعة على 37 درجة مئوية. بعد هذا الوقت، يجب أن تكون واحدة، مستعمرات معزولة جيدا الحالي لاستخدامها في التلقيح اللاحقة في وسائل الإعلام السائلة. متجر يشوبه وحات SBA مع المستعمرات واحد في 4 درجات مئوية لمدة 1 - 2 أشهر. ملاحظة: لوحات أجار الدم الأغنام وتأتي في حزم مسبقة الصنع تحتوي على ما بين 20 - 25 لوحات على أساس الشركة المصنعة، وتتكون عادة من قاعدة أجار الصويا زيتية مع إضافة 5٪ ث / الدم ضد الغنم. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> جعل 500 مل من مرق الصويا زيتية (TSB) تستكمل مع 1٪ جلوكوز و 0.1٪ كلوريد الصوديوم. بعد هذا، جمع وتنظيف 2 أنابيب الاختبار الزجاجية. إذا الأغطية autoclavable غير متوفرة للأنابيب الاختبار، واستخدام رقائق الألومنيوم بمثابة الغطاء. الأوتوكلاف TSB وأنابيب اختبار مع علبة من 1 مل نصائح ماصة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> في إطار مجلس الوزراء السلامة البيولوجية أو بالقرب من الكعك<html> أون الموقد، ماصة 5 مل من قبل تعقيمها TSB في أنابيب الاختبار تعقيمها. كن حذرا لضمان ما يكفي من الوقت وقد أعطيت للسماح للTSB وأنابيب اختبار يبرد إلى درجة حرارة الغرفة. من مجزع سابقا 5٪ SBA لوحة، وتطعيم مستعمرة واحدة في 6 مل TSB مرق. واحد يحتوي على MRSA، وسيتم استخدام أنبوب الاختبار الثاني كعنصر تحكم سلبية لضمان العقم. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> خذ الملقحة TSB أنابيب الاختبار ووضعها في حاضنة متبادلة لمدة 24 ساعة على 37 درجة مئوية، وعند 200 دورة في الدقيقة. بعد هذا الوقت ينبغي أن يكون النمو الميكروبي واضح في أنبوب الاختبار MRSA في حين لا ينبغي أن النمو قد حدثت في أنبوب اختبار السيطرة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تأخذ 1 مل من ثقافة 24 ساعة وماصة في 6 مل من TSB الطازجة. احتضان عند 37 درجة مئوية لمدة 6 ساعات في 200 دورة في الدقيقة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ماصة 1 مل من 6 ساعات الثقافة الفرعية في أنبوب 1.5 مل microfuge. أجهزة الطرد المركزي لمدة 3 دقائق في 850 ز س. إزالة طاف واعادة تعليق بيليه في 1 مل من H 2 O. منزوع الأيونات أجهزة الطرد المركزي، وتكرار، وإعادة تعليق. </li></ol>&quot;jove_title&quot;&gt; 2. التنظيف والتلقيح من الفولاذ المقاوم للصدأ والذهب ركائز <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> خذ الفولاذ المقاوم للصدأ وعينة الأقراص AFM الذهب (عيار 20 ملم و 10 ملم أقطار التوالي) وتنظيف كل جانب مع 5 مل من H 2 O. منزوع الأيونات عقد الأقراص عينة في اليد المهيمنة مع ملقط واستخدام اليد subdominant لماصة 5 مل على كل جانب من القرص العينة. بعد غسل كلا الجانبين، والأقراص عينة مكان في كوب تحتوي على 20 مل من H 2 O منزوع الأيونات تليها صوتنة لمدة 1 دقيقة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بعد استخدام ملقط صوتنة لإزالة الأقراص عينة من الكأس. وضع الأقراص بحيث الهزيل في زاوية 60 درجة ضد حافة لوحة بيتري مفتوحة على منشفة ورقية. استخدام غطاء لوحة بيتري لتغطية الأقراص التجفيف. السماح الأقراص تجف تماما قبل المتابعة. وقت التجفيف يمكن أن تختلف بين 4-8 ساعة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> الجاف مرة واحدة، واستخدام ملقط لوضع الأقراص العينة إلى لوحة بيتري. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> اختياريا، functionalize أسطح الأقراص عينة مع أي مادة (على سبيل المثال، الكولاجين، وحمض الهيالورونيك، والفضة نانو جزيئات، وما إلى ذلك). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> لهذه التجربة، واستخدام بولي-L-ليسين لمعطف سطح الركيزة. للبولي-L-يسين functionalization، ماصة 200-400 ميكرولتر من 0.1٪ بولي-L-ليسين (في H 2 O) على الأقراص العينة، والسماح احتضان لمدة 1 ساعة في درجة حرارة الغرفة في طبق بتري. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بعد 1 ساعة، واستخدام ملقط لعقد القرص العينة، وتغسل مع 1 مل من H 2 O. منزوع الأيونات اسمحوا الجافة على مناشف ورقية كما هو موضح في الخطوة 2.2. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> خذ 2X غسلها إعادة علقت الخلايا ولوحة 200-400 ميكرولتر على أقراص عينة داخل مجلس الوزراء للسلامة الأحيائية. إذا والمغلفة أقراص عينة مع بولي-L-ليسين، احتضان لمدة 0.5 ساعة في درجة حرارة الغرفة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بعد مرور فترة الحضانة من الخلايا على أقراص عينة، وغسل أقراص عينة بلطف مع 1 مل من H 2 O. منزوع الأيونات السماح الأقراص تجف بين عشية وضحاها قبل التصوير. </li></ol> 3. KPFM التصوير ملاحظة: للحصول على هذه التجربة،استخدام سلسلة اجيلنت 5500 ILM-AFM. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> لبدء AFM، بدوره على وحدة الكمبيوتر جنبا إلى جنب مع HEB وMAC III تحكم في AFM ل. برامج التصوير المفتوحة AFM (على سبيل المثال، PicoView اجيلنت). تأكد من تحديد ACAFM أو أيهما تسمية الصحيح هو على AFM للتصوير في وضع متقطعة-الاتصال في البداية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> باستخدام ملقط AFM في اليد المهيمنة، وعقد مقطع حامل بنابض مفتوحة مع اليد subdominant، ضع ناتئ KPFM إلى أن رئيس من قطعة. كن حذرا عند التعامل مع ونقل AFM رئيس من قطعة إلى AFM كما هذه الوحدة (على الأقل في 5500 ILM-AFM) يحتوي على وحدة بيزو الكريستال الهشة التي تسيطر X، Y، Z وdirectionalities المسح. ملاحظة: الكابولي KPFM المستخدمة في هذه الحالة كانت Mikromasch موصل DPE (منخفضة الضوضاء) الكابولي مع متوسط ​​الترددات الرنانة من 80 كيلو هرتز والربيع ثوابت 2.7 N / م. وقد تم اختيار الكابولي مع هذه الترددات الرنانة والثوابت الربيع نظرا لسهولة استخدامها.ويمكن أيضا الكابولي مع ثوابت الربيع اكبر والترددات الرنانة أعلى أن تستخدم للتصوير. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحميل بعناية رأس من قطعة إلى AFM وربط الأسلاك المناسبة (في هذه الحالة تحتاج اثنين من الأسلاك ليكون في صوم: ضوء الليزر ومرحلة رفع السيارات). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> محاذاة الليزر على غيض من ناتئ. بعض وحدات تحتوي على وظائف الكاميرا التي تسمح للمحاذاة أسهل. إذا وظائف الكاميرا ليست موجودة على AFM، محاذاة على طرف ناتئ كما هو موضح بعد ذلك: <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تناوب على مقبض الباب في اتجاه عقارب الساعة الجبهة إلى الخلف لتحريك الليزر فاق رقاقة ناتئ. عندما يصل ليزر رقاقة سيتم حظره ولن تكون مرئية. تتحول فقط على مقبض عدة مرات. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تناوب على مقبض الباب الجبهة إلى الخلف عكس اتجاه عقارب الساعة حتى يظهر بقعة الليزر. الليزر هو الآن على حافة رقاقة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تناوب على مقبض الباب من اليسار إلى اليمين لوضع الليزر على ناتئ. كما يمر الليزر على ناتئ وسوف تختفي وتعود الى الظهور طن تعاقب سريع. يجب أن يكون بقعة الليزر مرئية في غطاء زجاج بلوري حيث وحدة الثنائي الضوئي سيجلس في وقت لاحق. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> أدر مفتاح الأمامي إلى الخلف عكس اتجاه عقارب الساعة لتحريك بقعة أسفل ناتئ نحو الطرف حتى بقعة على زجاج بلوري يختفي. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحويل إلى الوراء في اتجاه عقارب الساعة مقبض الباب الأمامي قليلا فقط من أجل وضع الليزر بحيث يجلس فقط على طرف ناتئ. سوف بقعة الليزر الظهور على زجاج بلوري. ملاحظة: هذا هو الأسلوب تحديد المواقع ليزر لالكابولي الغوص متنها. لالكابولي الثلاثي، وعملية المواءمة تختلف قليلا. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> مرة واحدة يتم محاذاة الليزر، وعقد المحرك مرحلة رفع في موقف &quot;فتح&quot; لمدة 10 ثانية لضمان مساحة كافية بين ناتئ والعينة عند إرفاق العينة إلى AFM. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضع العينة على مرحلة عينة KPFM. الأرض العينة باستخدام الأسلاك النحاسية. ربط الأسلاك المناسبة من AFM إلى مرحلة العينة. ربط الصورةالمئوية إلى AFM. في معظم الحالات يتم عقد المرحلة في مكانها باستخدام المغناطيس. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> في البرنامج AFM، ضبط ناتئ ثم يبدأ نهج من طرف ناتئ للعينة. ضمان تسوية الوقت الذي وضعت في ما لا يزيد عن 10 ميللي ثانية، وهذا النهج بسرعة لا تتجاوز 2.0 ميكرون / ثانية من أجل تجنب الضرر طرف. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> مرة واحدة طرف ناتئ على سطح العينة، حدد حجم إطار التصوير ومنطقة التصوير المثالي. تحسين المكاسب الأول وP جنبا إلى جنب مع نقطة مجموعة ناتئ بحيث يتم تحسين التصوير الطوبوغرافي. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> مرة واحدة هو الأمثل التصوير الطوبوغرافي، بدوره على وحدة KPFM (إما FM أو AM اسطة؛ هنا، استخدام وضع FM). وتجدر الإشارة إلى أن KPFM التصوير هو صعبة للغاية خارج من 5 ميكرون × 5 ميكرون نافذة التصوير. أيضا، لتصوير KPFM الأمثل، واستخدام دقة 512 × 512 مع السرعات البطيئة المسح الضوئي (0،02-0،05 خطوط / ثانية). </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> لإعدادات FM-KPFM (لا ACAFM إعدادات)، تعيين محرك الأقراص في المئة بين 5-10٪. تعيين الاب ناتئequency بين 1-5 كيلو هرتز مع عرض النطاق الترددي من 2 كيلو هرتز. تعيين الأول والمكاسب P للحصول على الضبط FM-KPFM إلى 0.3٪. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تختلف عرض النطاق الترددي إشارة وأنا والمكاسب P بين الأسطح العينة. لتحسين التصوير SP، مما زاد من ضبط عرض النطاق الترددي إشارة وأنا والمكاسب P للحصول على صور مثالية. النطاق الموصى به من مكاسب أنا وP هم 0،22-0،35٪. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> عملية جمع وتحليل الصور KPFM باستخدام ما بعد الصورة برامج معالجة لجمع البيانات SP. </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.

كان يعمل KPFM كتقنية جديدة للحصول على بيانات الكهربائية السطح. وعادة قد تستخدم كوسيلة من وسائل لدراسة توزيع تهمة في الكيمياء وبدأت مؤخرا فقط ليتم تطبيقها لدراسة النظم البيولوجية على المتناهية الصغر والمقاييس نانو. من البيانات التي تم جمعها وجدنا أن الميكروبات لا يبدو...

الأغشية الحيوية المنتجة على أسطح المعدات والجروح الجلدية تمثل مشكلة للصناعة الطبية والأغشية الحيوية هي المتمردة لإزالة ويمكن أن تؤدي إلى زيادة معدلات انتقال المرض ومقاومة مضادات الميكروبات. المرفق هو الخطوة الأولى في تشكيل بيوفيلم وهي الخطوة الأكثر أهمية بسبب عكس لها 1-3. خصائص سطح الركيزة تلعب دورا حاسما في مرفق الميكروبي. وقد تبين أن عوامل مثل صلابة السطح، المسامية، خشونة، وللا مائية لإحداث مرفق الميكروبي. ومع ذلك، فقد تم القيام به القليل من البحث دراسة دور إمكانات سطح الركيزة (SP) على التصاق الميكروبات 4،5. الأسطح المشحونة سلبا منع المرفق من الجراثيم العصوية باسيلوس لالميكا، السيليكون، والذهب 6. تغيرات في غشاء المحتملة الخلوية هي تشير لتغييرات في مرفق الخلوي والحركة 5،7. وقد لوحظ أن هوم كهربائياالسطوح ogeneous تعزيز بسهولة أكبر الميكروبية التصاق 5. يمكن أن تميز إمكانات سطح البكتيريا على مقياس النانو توفير وسيلة جديدة لفهم حركية التصاق البكتيريا إلى مختلف الأسطح، وبالتالي يمكن أن تساعد في تطوير استراتيجيات مكافحة biofouling. وعلى عكس الطرق الأخرى المستخدمة لوصف حركية الكهربائية من البكتيريا، مثل تشتت الضوء الكهربي، وإمكانات زيتا، وتحديد نقطة تساوي الكهربائية، كلفن التحقيق قوة المجهر (KPFM) يسمح لفحص الخلايا الفردية بدلا من الثقافات كلها 8-11. وهذا مفيد عند الرغبة في مقارنة خلية خلية أو بيوفيلم الخصائص الكهربائية بدقة عالية ودقة. KPFM هو وحدة من مجهر القوة الذرية (AFM). وقد وضعت AFM كنتيجة مباشرة للمجهر المسح النفقي (STM) 12. وقد أجريت هذه الصور نشرت لأول مرة باستخدام STM من قبل جيرد بينيج وهاينريش Rorhrer في عام 1982 12 </suP&gt;. كان اختراعهم قادرة على حل هياكل ذرية بواسطة النقطية مسح طرف موصل حاد على سطح موصل في الهواء. الآثار المترتبة على تحقيق صور عالية الدقة متحمس علماء الأحياء الذين حاولوا بسرعة لاستخدام STM لعينات صورة المجففة من الحمض النووي والبروتينات، والفيروسات 12. ويمكن أيضا أن يتم STM في السوائل باستخدام نصائح التحقيق المتخصصة 13. وقد تبين ذلك من خلال ليندساي وآخرون، الذين استخدموا STM وAFM إلى صورة جزيئات الحمض النووي في 10 ملي HClO 4 و في الماء، على أقطاب الذهب 13. وقد تجلى KPFM في تحديد إمكانات سطح DNA والبروتين تحليل 25 والجزيئات الحيوية التفاعل مع بروابط 26. KPFM تعمل عن طريق قياس اتصال فرق الجهد (CPD) بين AFM موصل طرف ناتئ وعينة موصل مثالي (الشكل 1، ط) 14،15. عينات لا يتعين بالضرورة أن يكون موصل (أي sampl البيولوجيالخانات). يمكن أن يتم التصوير بها على الميكا، والزجاج، والسطوح السيليكون (غير موصل) طالما سطح غير موصل رقيقة، وهناك مادة موصلة الكامنة 6،7. وثيقة البرنامج القطري ما يعادل سطح المحتملين الجهد ويمكن وصفها بأنها الفرق في وظائف العمل بين طرف (φ طرف) وعينة (عينة φ)، مقسوما على شحنة الإلكترون السالب (- ه). عندما يتم إحضارها تلميح AFM موصل على مقربة من سطح العينة (مفصولة المسافة د)، يتم إنشاء القوة الكهروستاتيكية (عناوين F) وذلك بسبب الفرق في الطاقات فيرمي (الشكل 1، والثاني، أ) 15. في هذه المرحلة، والطاقات فراغ من طرف وعينة (E ت) هي في حالة توازن والانحياز. على جلب غيض أقرب إلى سطح العينة، وغيض وعينة سطح تتلامس الكهربائية والتصرف كما المكثفات لوحة موازية (الشكل 1، والثاني، ب </stronز&gt;) 14،15. في هذه النقطة، والطاقات فيرمي من طرف وعينة السطح تصبح الانحياز، التوصل إلى توازن الحالة المستقرة (الشكل 1، والثاني، ب). وستحمل سطح طرف وعينة وسوف تشكل CPD V بسبب وجود اختلاف في E ضد الصورة والعمل وظائف. A F فاق أفعال على منطقة الاتصال الكهربائية بسبب CPD V تشكيلها. وألغى هذه القوة في وقت لاحق من خلال تطبيق على DC V الخارجية إلى طرف له نفس الحجم مثل CPD V شكلت (الشكل 1، والثاني، ج). هذا تطبيق DC الجهد يلغي تهمة السطحية في مجال الاتصال الكهربائية، ومقدار V DC ضرورية للقضاء على وفاق F من V CPD يساوي الفرق في وظائف العمل بين ساmple السطحية وطرف 15. وتجدر الإشارة إلى أن وظيفة عمل من طرف معروفة وتقديمها من قبل الشركات المصنعة. في جميع وسائل KPFM، وهو الجهد AC (V AC، ما يقرب من 100-500 فولت) يتم تطبيق أيضا إلى طرف من أجل توليد القوى الكهربائية تتأرجح بين طرف والعينة 14. وهذا يوفر أفضل قرار عند قياس التغيرات في V CPD و / أو وفاق F. في هذا الصدد، والتغيرات في التردد أو السعة من التذبذب الكهربائية يمكن تصحيحها عن طريق V DC، وسطح يمكن إنشاء الخرائط المحتملة. بيانات من مناطق محددة من هذه الخرائط يمكن تحليلها لتوفير المعلومات حول الميزات الكهربائية الطبوغرافية محددة. KPFM يمكن تشغيلها في ثلاثة أوضاع: (1) وضع المصعد، (2) تعديل السعة (AM) واسطة، و (3) تضمين التردد (FM) واسطة 14،16. كان وضع ارفع المؤتمر الوطني العراقي الأوليarnation من KPFM. يعتمد وضع رفع على طريقة بتمريرين التي يتم سحب تلميح تأرجحت عبر السطح للحصول على صورة الطبوغرافية. للمسار الثاني يتم رفع رأس مسافة محددة مسبقا فوق العينة (10-100 نانومتر) ومسحها العودة عبر نفس المنطقة. ونتيجة لهذا الأسلوب تمرير اثنين، ووضع المصعد، مقارنة صباحا و وFM-KPFM، ويأخذ وقتا أطول لاكتساب صورة. رفع طرف بعيدا عن سطح يضمن أن يتم قياس طويلة المدى فقط F وفاق. أيضا، يتم فصله عبر الحديث بين التضاريس والسطح قياسات المحتملة على حساب زيادة قرار الجانبي والحساسية. AM-KPFM يحسن قرار الجانبي والحساسية باستخدام الترددات المزدوجة في وقت واحد لقياس تضاريس العينة وإمكانات السطحية (واحدة تمر مسح) 14. في AM النمط، تراوح ناتئ ميكانيكيا، عموما 5٪ أقل من الأول ترددها الرنانة (و 0)، وتأرجحت كهربائيا (رhrough لV AC) في ترددها الثاني الرنانة (و 1). التغيرات في اتساع و 0 تؤدي إلى توليد البيانات الطبوغرافية، في حين أن التغيرات في اتساع و 1، نتيجة للتغيرات في وفاق F وV CPD، وإعطاء بيانات القياس المحتملة السطح. و 0 و 1 و للناتئ تكون مفصولة الترددات والطاقات الكبيرة التي تشير إلى أدنى حد ممكن عبر الحديث 14. مربع الالكترونيات رئيس (عب) من AFM يفصل من الإشارات اثنين لإعطاء كلا الطوبوغرافية والسطحية البيانات المحتملة في وقت واحد في مسح واحد. FM-KPFM يحسن قرار أبعد من AM-KPFM على الأسطح البيولوجية 14. FM-KPFM يعمل بشكل مختلف عن AM-KPFM في أنه يقيس التغيرات في التدرجات القوة الكهروستاتيكية بدلا من القوة الكهروستاتيكية (عناوين F) 15. مثل AM اسطة، ووضع FM يستخدم الترددات المزدوجة وسينغلتمريرة الإلكترونية آلية المسح الضوئي للحصول على الطبوغرافية والسطحية البيانات المحتملة في وقت واحد 14. في وضع FM، وتأرجحت ناتئ ميكانيكيا في f 0 وتأرجحت كهربائيا في التردد المنخفض المعدلة (و وزارة الدفاع، وعادة 1-5 كيلو هرتز). على التفاعلات كهرباء، و 0 و F مزيج زارة الدفاع لإنتاج أشرطة جانبية و و 0 ± وزارة الدفاع. هذه sidebands حساسة جدا للتغيرات في القوة الكهروستاتيكية، ويمكن فصلها عن و 0 إلى HEB على AFM ل. منذ FM-KPFM يقيس التغيرات في التدرجات القوة الكهروستاتيكية، نصائح على شكل ذروتها ولها صيانة / سلامة تلعب دورا حاسما في السطح الكلي قرار محتمل 14 و 15. السطحية قرار محتمل باستخدام AM وسائط FM هي في حدود 1 نانومتر أفقيا 14 -16. وتجدر الإشارة إلى أن KPFM التصوير يمكن القيام به في السوائل غير القطبية، وأكثر من ذلك في الآونة الأخيرة، وقد تبين مما ينبغي عمله في (&lt;10 ملم) السوائل القطبية منخفضة الأيونية (فيوسائط KPFM حلقة مفتوحة والتي لا تتطلب ردود الفعل التحيز، مما يغني عن تطبيق التحيز DC) مثل المياه MilliQ. ومع ذلك، لم يتم بعد القيام KPFM التصوير على الخلايا الحية في حلول القطبية 17-20. التحديات الإضافية المرتبطة التصوير SP في السائل هو أن الحلول التي تستخدم عادة للخلايا الحفاظ على (أي الفوسفات مخزنة المالحة) لديها تركيزات عالية من الأيونات النقالة، والتي من شأنها أن تؤدي إلى ردود فعل Faradaic، وديناميات تهمة الناجم عن التحيز، والأيونات نشر / إعادة توزيع 20. وهكذا، على هذه التجربة، وقد أخذت مقاييس من خلايا MRSA المجففة والميتة على أسطح بين functionalized الفولاذ المقاوم للصدأ والذهب بولي-L-يسين في ظل الظروف المحيطة. يمكن أن يتم التصوير في ظروف الهواء أو الفراغ على العينات البيولوجية التي تم سابقا المجففة أو يجمد على السطوح 20. وقد تبين أيضا أن تؤثر الظروف الرطبة التصوير KPFM الأسطح 6. في هذه الدراسة، قمنا بتوظيف FM-KPFMوAFM إلى دراسة دور SP على المرفق المقاومة للميثيسيلين المكورات العنقودية الذهبية USA100 (MRSA) إلى السطوح بين functionalized بولي-L-يسين الفولاذ المقاوم للصدأ والذهب. هذه الجرثومة قد اثار مؤخرا وضعية متعددة والمقاومة للعقاقير (MDR) &quot;بكتيريا&quot; بسبب مقاومته اختيار طبيعي لكثير من المضادات الحيوية β لاكتام والسيفالوسبورين 21. التهابات MRSA هي الآن أكثر تحديا، صعبة، وهائلة لعلاج، مما أدى إلى استخدام مضادات الميكروبات أقسى مثل فانكومايسين أو oxazolidinones التي لديها مستويات سمية أعلى في البشر، وبالتالي لا يمكن استخدامها في العلاجات طويلة الأجل 22. وقد تم اختيار الفولاذ المقاوم للصدأ نظرا لأهميتها الطبية والاستخدام المشترك كمادة في إبر الحقن، مدفئة السرير، مقابض الأبواب، والمصارف، وما إلى ذلك كان يستخدم الذهب كمعدن المقارن. استخدمت FM-KPFM لفحص إذا تغير الميكروبية غشاء SP على التعلق ركائز.

<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

إمكانات سطح هي الخصائص الجسدية يغفل عادة أن يلعب دورا مهيمنا في التصاق الميكروبات إلى الركيزة الأسطح. كلفن القوة التحقيق المجهري (KPFM) هو وحدة من مجهر القوة الذرية (AFM) الذي يقيس فرق الجهد الاتصال بين السطوح في مقياس النانو. مزيج من KPFM مع AFM يسمح للجيل في وقت واحد من إمكانات السطحية والخرائط الطوبوغرافية من العينات البيولوجية مثل الخلايا البكتيرية. هنا، ونحن توظيف KPFM لدراسة الآثار المحتملة على سطح التصاق الميكروبات على الأسطح ذات الصلة طبيا مثل الفولاذ المقاوم للصدأ والذهب. كشفت سطح خرائط المحتملة الاختلافات في إمكانية السطح لالأغشية الميكروبية على ركائز مواد مختلفة. تم إنشاء رسم بياني خطوة الارتفاع لإظهار الفرق في الإمكانيات السطح في منطقة الحدود بين سطح الركيزة والكائنات الحية الدقيقة. وقد تم ربط التغيرات في الخلوية إمكانات سطح الغشاء مع التغييرالصورة في الأيض الخلوي والحركة. ولذلك، KPFM يمثل أداة قوية التي يمكن استخدامها لدراسة التغيرات في الميكروبية إمكانات سطح الغشاء على الانضمام إلى السطوح المختلفة الركيزة. في هذه الدراسة، ونحن لشرح إجراءات لتوصيف إمكانات سطح الخلايا الفردية المقاومة للميثيسيلين المكورات العنقودية الذهبية USA100 على الفولاذ المقاوم للصدأ والذهب باستخدام KPFM.

القدرة على قياس SP باستخدام KPFM تعتمد على مبدأ أن كلا من سطح العينة وناتئ طرف وموصل إلى حد ما. الفولاذ المقاوم للصدأ والذهب تصرف الأسطح الموصلة على النحو الذي كانت تعلق MRSA. واتخذت صورة KPFM من 15 خلايا MRSA على كل الأسطح مع 512 × 512 القرارات، ومع المناطق المسح تتراوح بين 5 × 5 ميك?...

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.

سطح القياس المحتمل للبكتيريا عن طريق كلفن التحقيق قوة المجهر

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

Universidad de Cartagena UDEC

Research

JoVE Journal

Bioengineering

21.7K Views.  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

Bacterial Immobilization for Imaging by Atomic Force Microscopy

AFM is a high-resolution (nm scale) imaging tool that mechanically probes a surface. It has the ability to image cells and biomolecules, in a liquid environment, without the need to chemically treat the sample. In order to accomplish this goal, the sample must sufficiently adhere to the mounting surface to prevent removal by forces exerted by the scanning AFM cantilever tip. In many instances, successful imaging depends on immobilization of the sample to the mounting surface. Optimally, immobilization should be minimally invasive to the sample such that metabolic processes and functional attributes are not compromised. By coating freshly cleaved mica surfaces with porcine (pig) gelatin, negatively charged bacteria can be immobilized on the surface and imaged in liquid by AFM. Immobilization of bacterial cells on gelatin-coated mica is most likely due to electrostatic interaction between the negatively charged bacteria and the positively charged gelatin. Several factors can interfere with bacterial immobilization, including chemical constituents of the liquid in which the bacteria are suspended, the incubation time of the bacteria on the gelatin coated mica, surface characteristics of the bacterial strain and the medium in which the bacteria are imaged. Overall, the use of gelatin-coated mica is found to be generally applicable for imaging microbial cells.

Live Gram-negative and Gram-positive bacteria can be immobilized on gelatin-coated mica and imaged in liquid using Atomic Force Microscopy (AFM).

الشلل البكتيرية للتصوير بواسطة الفحص المجهري القوة الذرية

AFM is a high-resolution (nm scale) imaging tool that mechanically probes a surface.  It has the ability to image cells and biomolecules, in a liquid ...

Scanning-probe Single-electron Capacitance Spectroscopy

The integration of low-temperature scanning-probe techniques and single-electron capacitance spectroscopy represents a powerful tool to study the electronic quantum structure of small systems - including individual atomic dopants in semiconductors. Here we present a capacitance-based method, known as Subsurface Charge Accumulation (SCA) imaging, which is capable of resolving single-electron charging while achieving sufficient spatial resolution to image individual atomic dopants. The use of a capacitance technique enables observation of subsurface features, such as dopants buried many nanometers beneath the surface of a semiconductor material1,2,3. In principle, this technique can be applied to any system to resolve electron motion below an insulating surface.
As in other electric-field-sensitive scanned-probe techniques4, the lateral spatial resolution of the measurement depends in part on the radius of curvature of the probe tip. Using tips with a small radius of curvature can enable spatial resolution of a few tens of nanometers. This fine spatial resolution allows investigations of small numbers (down to one) of subsurface dopants1,2. The charge resolution depends greatly on the sensitivity of the charge detection circuitry; using high electron mobility transistors (HEMT) in such circuits at cryogenic temperatures enables a sensitivity of approximately 0.01 electrons/Hz&frac12; at 0.3 K 5.

Scanning-probe single-electron capacitance spectroscopy facilitates the study of single-electron motion in localized subsurface regions. A sensitive charge-detection circuit is incorporated into a cryogenic scanning probe microscope to investigate small systems of dopant atoms beneath the surface of semiconductor samples.

المسح مسبار واحدة الإلكترون الطيفي السعة

The integration of low-temperature scanning-probe techniques and single-electron capacitance spectroscopy represents a powerful tool to study the ...

Engineering

Adherence of Bacteria to Plant Surfaces Measured in the Laboratory

This manuscript describes a method to measure bacterial binding to axenic plant surfaces in the light microscope and through the use of viable cell counts. Plant materials used include roots, sprouts, leaves, and cut fruits. The methods described are inexpensive, easy, and suitable for small sample sizes. Binding is measured in the laboratory and a variety of incubation media and conditions can be used. The effect of inhibitors can be determined. Situations that promote and inhibit binding can also be assessed. In some cases it is possible to distinguish whether various conditions alter binding primarily due to their effects on the plant or on the bacteria.

An easy method for measuring and characterizing bacterial adhesion to plants, particularly roots and sprouts, is described in this article.

الانضمام للبكتيريا لزراعة الأسطح قياسها في المختبر

This manuscript describes a method to measure bacterial binding to axenic plant surfaces in the light microscope and through the use of viable cell ...

Environment

Remote Magnetic Actuation of Micrometric Probes for in situ 3D Mapping of Bacterial Biofilm Physical Properties

Bacterial adhesion and growth on interfaces lead to the formation of three-dimensional heterogeneous structures so-called biofilms. The cells dwelling in these structures are held together by physical interactions mediated by a network of extracellular polymeric substances. Bacterial biofilms impact many human activities and the understanding of their properties is crucial for a better control of their development &#8212; maintenance or eradication &#8212; depending on their adverse or beneficial outcome. This paper describes a novel methodology aiming to measure in situ the local physical properties of the biofilm that had been, until now, examined only from a macroscopic and homogeneous material perspective. The experiment described here&#160;involves introducing magnetic particles into a growing biofilm to seed local probes that can be remotely actuated without disturbing the structural properties of the biofilm. Dedicated magnetic tweezers were developed to exert a defined force on each particle embedded in the biofilm. The setup is mounted on the stage of a microscope to enable the&#160;recording of time-lapse images of the particle-pulling period. The particle trajectories are then extracted from the pulling sequence and the local viscoelastic parameters are derived from each particle displacement curve, thereby providing the 3D-spatial distribution of the parameters. Gaining insights into the biofilm mechanical profile is essential from an engineer&#39;s point of view for biofilm control purposes but also from a fundamental perspective to clarify the relationship between the architectural properties and the specific biology of these structures.

Remote Magnetic Actuation of Micrometric Probes for in situ 3D Mapping of Bacterial Biofilm Physical Properties

This paper shows an original methodology based on the remote actuation of magnetic particles seeded in a bacterial biofilm and the development of dedicated magnetic tweezers to measure in situ the local mechanical properties of the complex living material built by micro-organisms at interfaces.

يشتغل المغناطيسي النائية متري تحقيقات ل<em&gt; في الموقع</em&gt; رسم الخرائط 3D من البكتيريا بيوفيلم الخصائص الفيزيائية

Bacterial adhesion and growth on interfaces lead to the formation of three-dimensional heterogeneous structures so-called biofilms. The cells dwelling in ...

Fluorescence Biomembrane Force Probe: Concurrent Quantitation of Receptor-ligand Kinetics and Binding-induced Intracellular Signaling on a Single Cell

Membrane receptor-ligand interactions mediate many cellular functions. Binding kinetics and downstream signaling triggered by these molecular interactions are likely affected by the mechanical environment in which binding and signaling take place. A recent study demonstrated that mechanical force can regulate antigen recognition by and triggering of the T-cell receptor (TCR). This was made possible by a new technology we developed and termed fluorescence biomembrane force probe (fBFP), which combines single-molecule force spectroscopy with fluorescence microscopy. Using an ultra-soft human red blood cell as the sensitive force sensor, a high-speed camera and real-time imaging tracking techniques, the fBFP is of ~1 pN (10-12 N), ~3 nm and ~0.5 msec in force, spatial and temporal resolution. With the fBFP, one can precisely measure single receptor-ligand binding kinetics under force regulation and simultaneously image binding-triggered intracellular calcium signaling on a single live cell. This new technology can be used to study other membrane receptor-ligand interaction and signaling in other cells under mechanical regulation.

We describe a technique for concurrently measuring force-regulated single receptor-ligand binding kinetics and real-time imaging of calcium signaling in a single T lymphocyte.

مضان غشاء حيوي قوة دقق: الكميات المتزامنة من حركية مستقبلات يجند والتي يسببها ملزم بين الخلايا اشارة على خلية واحدة

Membrane receptor-ligand interactions mediate many cellular functions. Binding kinetics and downstream signaling triggered by these molecular interactions ...

Atomic Force Microscopy Combined with Infrared Spectroscopy as a Tool to Probe Single Bacterium Chemistry

Atomic Force Microscopy-Infrared Spectroscopy (AFM-IR) is a novel combinatory technique, enabling simultaneous characterization of physical properties and chemical composition of sample with nanoscale resolution. By combining AFM with IR, the spatial resolution limitation of conventional IR is overcome, enabling a resolution of 20&#8211;100 nm to be achieved. This opens the door for a broad array of new applications of IR toward probing samples smaller than several micrometers, previously unachievable by means of conventional IR microscopy. AFM-IR is eminently suited for bacterial research, providing both spectral and spatial information at the single cell and intracellular level. The increasing global health concerns and unfavorable future prediction regarding bacterial infections, and especially, rapid development of antimicrobial resistance, has created an urgent need for a research tool capable of phenotypic probing at the single cell and subcellular level. AFM-IR offers the potential to address this need, by enabling detail characterization of chemical composition of a single bacterium. Here, we provide a complete protocol for sample preparation and data acquisition of single spectra and mapping modality, for the application of AFM-IR toward bacterial studies.

Atomic Force Microscopy-Infrared Spectroscopy (AFM-IR) provides a powerful platform for bacterial studies, enabling to achieve nanoscale resolution. Both, mapping of subcellular changes (e.g., upon cell division) as well as comparative studies of chemical composition (e.g., arising from drug resistance) can be conducted at a single cell level in bacteria.

مجهر القوة الذرية جنبا إلى جنب مع التحليل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء كأداة للتحقيق في كيمياء البكتيريا الواحدة

Atomic Force Microscopy-Infrared Spectroscopy (AFM-IR) is a novel combinatory technique, enabling simultaneous characterization of physical properties and ...

Chemistry

Co-localizing Kelvin Probe Force Microscopy with Other Microscopies and Spectroscopies: Selected Applications in Corrosion Characterization of Alloys

Kelvin probe force microscopy (KPFM), sometimes referred to as surface potential microscopy, is the nanoscale version of the venerable scanning Kelvin probe, both of which measure the Volta potential difference (VPD) between an oscillating probe tip and a sample surface by applying a nulling voltage equal in magnitude but opposite in sign to the tip-sample potential difference. By scanning a conductive KPFM probe over a sample surface, nanoscale variations in surface topography and potential can be mapped, identifying likely anodic and cathodic regions, as well as quantifying the inherent material driving force for galvanic corrosion.
Subsequent co-localization of KPFM Volta potential maps with advanced scanning electron microscopy (SEM) techniques, including back scattered electron (BSE) images, energy dispersive spectroscopy (EDS) elemental composition maps, and electron backscattered diffraction (EBSD) inverse pole figures can provide further insight into structure-property-performance relationships. Here, the results of several studies co-localizing KPFM with SEM on a wide variety of alloys of technological interest are presented, demonstrating the utility of combining these techniques at the nanoscale to elucidate corrosion initiation and propagation.
Important points to consider and potential pitfalls to avoid in such investigations are also highlighted: in particular, probe calibration and the potential confounding effects on the measured VPDs of the testing environment and sample surface, including ambient humidity (i.e., adsorbed water), surface reactions/oxidation, and polishing debris or other contaminants. Additionally, an example is provided of co-localizing a third technique, scanning confocal Raman microscopy, to demonstrate the general applicability and utility of the co-localization method to provide further structural insight beyond that afforded by electron microscopy-based techniques.

Kelvin probe force microscopy (KPFM) measures surface topography and differences in surface potential, while scanning electron microscopy (SEM) and associated spectroscopies can elucidate surface morphology, composition, crystallinity, and crystallographic orientation. Accordingly, the co-localization of SEM with KPFM can provide insight into the effects of nanoscale composition and surface structure on corrosion.

المشاركة في توطين مجهر قوة مسبار كلفن مع مجهرات ومطيافية أخرى: تطبيقات مختارة في توصيف التآكل للسبائك

Kelvin probe force microscopy (KPFM), sometimes referred to as surface potential microscopy, is the nanoscale version of the venerable scanning Kelvin ...

Automation of Bio-Atomic Force Microscope Measurements on Hundreds of C. albicans Cells

The method presented in this paper aims to automate Bio-AFM experiments and the recording of force curves. Using this method, it is possible to record forces curves on 1000 cells in 4 hours automatically. To maintain a 4 hour analysis time, the number of force curves per cell is reduced to 9 or 16. The method combines a Jython based program and a strategy for assembling cells on defined patterns. The program, implemented on a commercial Bio-AFM, can center the tip on the first cell of the array and then move, automatically, from cell to cell while recording force curves on each cell. Using this methodology, it is possible to access the biophysical parameters of the cells such as their rigidity, their adhesive properties, etc. With the automation and the large number of cells analyzed, one can access the behavior of the cell population. This is a breakthrough in the Bio-AFM field where data have, so far, been recorded on only a few tens of cells.

Automation of Bio-Atomic Force Microscope Measurements on Hundreds of C. albicans Cells

This protocol aims to automate AFM measurements on hundreds of microbial cells. First, microbes are immobilized into PDMS stamp microstructures and then force spectroscopy measurements are performed automatically on hundreds of immobilized cells.

أتمتة قياسات المجهر القوة الحيوية الذرية على مئات من خلايا ألبيكانس C.

The method presented in this paper aims to automate Bio-AFM experiments and the recording of force curves. Using this method, it is possible to record ...

Protrusion Force Microscopy: A Method to Quantify Forces Developed by Cell Protrusions

In numerous biological contexts, animal cells need to interact physically with their environment by developing mechanical forces. Among these, traction forces have been well-characterized, but there is a lack of techniques allowing the measurement of the protrusion forces exerted by cells orthogonally to their substrate. We designed an experimental setup to measure the protrusion forces exerted by adherent cells on their substrate. Cells plated on a compliant Formvar sheet deform this substrate and the resulting topography is mapped by atomic force microscopy (AFM) at the nanometer scale. Force values are then extracted from an analysis of the deformation profile based on the geometry of the protrusive cellular structures. Hence, the forces exerted by the individual protruding units of a living cell can be measured over time. This technique will enable the study of force generation and its regulation in the many cellular processes involving protrusion. Here, we describe its application to measure the protrusive forces generated by podosomes formed by human macrophages.

Here, we detail the experimental techniques used to evaluate the protrusion forces that podosomes apply on a compliant film, from the preparation of the film to the automated analysis of topographical images.

مجهر القوة نتوء: أسلوب لتحديد حجم القوات المتقدمة بنتوءات الخلية

In numerous biological contexts, animal cells need to interact physically with their environment by developing mechanical forces. Among these, traction ...

Biology

Contact Mode Atomic Force Microscopy as a Rapid Technique for Morphological Observation and Bacterial Cell Damage Analysis

Electron microscopy is one of the tools required to characterize cellular structures. However, the procedure is complicated and expensive due to the sample preparation for observation. Atomic force microscopy (AFM) is a very useful characterization technique due to its high resolution in three dimensions and because of the absence of any requirement for vacuum and sample conductivity. AFM can image a wide variety of samples with different topographies and different types of materials. 
AFM provides high-resolution 3D topography information from the angstrom level to the micron scale. Unlike traditional microscopy, AFM uses a probe to generate an image of the surface topography of a sample. In this protocol, the use of this type of microscopy is suggested for the morphological and cell damage characterization of bacteria fixed on a support. Strains of Staphylococcus aureus (ATCC 25923), Escherichia coli (ATCC 25922), and Pseudomonas hunanensis (isolated from garlic bulb samples) were used. In this work, bacterial cells were grown in specific culture media. To observe cell damage, Staphylococcus aureus and Escherichia coli were incubated with different concentrations of nanoparticles (NPs). 
A drop of bacterial suspension was fixed on a glass support, and images were taken with AFM at different scales. The images obtained showed the morphological characteristics of the bacteria. Further, employing AFM, it was possible to observe the damage to the cellular structure caused by the effect of NPs. Based on the images obtained, contact AFM can be used to characterize the morphology of bacterial cells fixed on a support. AFM is also a suitable tool for the investigation of the effects of NPs on bacteria. Compared to electron microscopy, AFM is an inexpensive and easy-to-use technique.

Here, we present the application of atomic force microscopy (AFM) as a simple and fast method for bacterial characterization and analyze details such as the bacterial size and shape, bacterial culture biofilms, and the activity of nanoparticles as bactericides.

مجهر القوة الذرية في وضع الاتصال كتقنية سريعة للمراقبة المورفولوجية وتحليل تلف الخلايا البكتيرية

Electron microscopy is one of the tools required to characterize cellular structures. However, the procedure is complicated and expensive due to the ...