模仿粘液的聚合物溶液中的单细胞磁毒性
Brianna Bradley1, Carlos Escobedo1
1Department of Chemical Engineering, Queen's University, Kingston, ON, Canada.
Frontiers in microbiology
|August 2, 2024
概括
磁触性细菌 (MTB) 在模仿粘液的液体中显示出改变的运动性. 随着液体粘度的增加,它们的导航效率下降,影响它们作为生物微型机器人的潜力.
科学领域:
- 生物物理学的生物物理.
- 微生物学 微生物学
- 生物材料是一种生物材料.
背景情况:
- 磁策动细菌 (MTB) 是具有生物医学应用潜力的运动微生物,作为生物微机器人.
- 生物微机器人必须在复杂的生物流体中进行导航,这些流体通常是非牛顿流体,如血和粘液.
- 在单细胞水平上的非牛顿流体中,MTB的行为在很大程度上仍未被描述.
研究的目的:
- 为了研究Magnetospirillum magneticum AMB-1在不同度的聚烯胺 (PAM) 溶液中的运动性和定向导航.
- 评估非牛顿流体特性,模仿生物粘液,对MTB行为的影响.
- 确定影响MTB轨迹线性和磁性响应的PAM度值.
主要方法:
- 培养Magnetospirillum磁性AMB-1的培养. 这是一个很好的方法.
- 用于制备聚烯胺 (PAM) 溶液,其度为0,1,2和3毫克/毫升,以模仿粘液.
- 微观观察和分析个体细菌的游泳速度,轨迹角度和方向逆转在不同的PAM度下在应用磁场下.
主要成果:
- MTB游泳速度最初从0 mg/mL PAM中的44.0 ± 13.6 μm/s增加到1 mg/mL PAM中的52.73 ± 15.6 μm/s.
- 在较高度下,速度显著下降:24.51 ± 11.7 μm/s 在2 mg/mL中,21.23 ± 10.5 μm/s 在3 mg/mL PAM中.
- 在PAM度值以上,轨迹与磁场线的偏差更大,线性减少,方向反转增加.
结论:
- 磁性细菌可以在模仿生物粘液的聚合物度中被导向.
- 中等粘度显著影响MTB轨迹的线性,与牛顿流体相比,改变了它们的有效路径.
- 这些发现凸显了流体风湿学在细菌磁力战术导航中对潜在的生物医学应用的重要性.
