นักวิทยาศาสตร์ตั้งห้องแล็บไมโครชิปเพื่อศึกษาต้นไม้ที่มีชีวิต

กระบวนการปฏิสัมพันธ์ระหว่างรากพืชกับจุลินทรีย์ (RMI) ถูกซ่อนอยู่ใต้ดิน มันไม่ให้

นักวิจัยติดตามสิ่งที่แนบมาอย่างต่อเนื่องจุลินทรีย์และการแลกเปลี่ยนสารอาหารอย่างไม่หยุดชะงักและเป็นเวลานาน เพื่อแก้ไขปัญหานี้ นักวิทยาศาสตร์ได้วิเคราะห์สภาพแวดล้อมของรากแบบดั้งเดิมโดยการปลูกพืชในกระถาง ระหว่างแผ่นแก้ว หรือในจานวุ้น จากนั้นสังเกตรากของการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพและปฏิกิริยาของจุลินทรีย์โดยการเสียสละตัวอย่าง จานอาหารเลี้ยงเชื้อ เป็นจานเพาะเชื้อที่มีวุ้นเป็นสารอาหารแข็งบวกกับสารอาหารที่ใช้เพาะเลี้ยงจุลินทรีย์

อย่างไรก็ตามวิธีที่ดีที่สุดในการควบคุมความสัมพันธ์ระหว่างรากพืชและจุลินทรีย์ที่อยู่รอบ ๆ พวกมันในไรโซสเฟียร์ซึ่งเป็นพื้นที่ที่อุดมด้วยสารอาหารของดินรอบ ๆ รากพืช - คือการสังเกตปฏิกิริยาทั้งหมดเมื่อเกิดขึ้นในช่วงเวลาที่ยาวนานและในความละเอียดสูง ดังนั้นนักวิจัยจาก Argonne Biosciences Division พร้อมด้วยนักวิทยาศาสตร์ที่ Argonne Nanoscale Materials Center ซึ่งเป็นสถานที่สำหรับผู้ใช้ของสำนักงานวิทยาศาสตร์กระทรวงพลังงานของสหรัฐอเมริกาได้พัฒนาชิป RMI ซึ่งเป็นอุปกรณ์ไมโครฟลูอิดิกขนาดเล็กที่อนุญาตให้ของเหลวจำนวนเล็กน้อยผ่านไมโครแชนเนล หรือเส้นทางบนชิปมีขนาดไม่กี่สี่เหลี่ยมเท่านั้นเซนติเมตรพาด

“ ช่องถูกสร้างขึ้นโดยใช้การพิมพ์หินแบบอ่อนแนวทางในการสร้างโครงสร้าง 3 มิติโดยใช้วัสดุที่อ่อนนุ่ม” Giorgi Babnigg นักชีวสารสนเทศศาสตร์และนักชีววิทยาระดับโมเลกุลของ Argonne ผู้เขียนร่วมของอุปกรณ์อธิบาย

Babnigg และเพื่อนร่วมงานของเขาใช้เทคนิคนี้เพื่อสร้างความประทับใจในทางลบให้กับอุปกรณ์ของคุณ จากนั้นพวกเขาก็ทาแม่พิมพ์ด้วยซิลิโคนที่มีลักษณะคล้ายพลาสติกอุ่นให้แข็งตัวแล้วจึงนำออกจากแม่พิมพ์ จากนั้นนักวิจัยได้เจาะรูในวัสดุเพื่อสร้างทางเข้าและทางออกและในที่สุดก็หลอมรวมเข้ากับชิ้นส่วนของฝาปิดด้วยกล้องจุลทรรศน์เพื่อให้พวกเขาสามารถสังเกตสิ่งที่เกิดขึ้นภายในช่องผ่านกล้องจุลทรรศน์ ผลปรากฎว่ามห้องปฏิบัติการขนาดเล็กสำหรับศึกษาต้นไม้

อุปกรณ์ไมโครฟลูอิดิกเช่นนั้นสร้างขึ้นโดย Babnigg และทีมงานของเขาได้ถูกใช้โดยนักวิจัยเพื่อศึกษาปฏิสัมพันธ์ของรากและจุลินทรีย์แม้ว่าจะมีเฉพาะในพืชดอกขนาดเล็กที่มีอายุสั้น อุปกรณ์ใหม่นี้เป็นอุปกรณ์แรกที่ใช้กับไม้ยืนต้นที่มีชีวิต

การพัฒนาใหม่ได้อนุญาตให้นักวิจัยแล้วตรวจสอบว่ามีการสังเกตกระบวนการทางชีวภาพหรือไม่เช่นการดูดซึมโดยจุลินทรีย์ของสารอาหารที่หลั่งจากรากพืชหรือการปลดปล่อยวัสดุเช่นฟอสฟอรัสและฮอร์โมนพืชที่ควบคุมการเคลื่อนไหวของราก

นักวิจัยสังเกตอย่างต่อเนื่องว่าจุลินทรีย์ชนิดต่างๆเจริญเติบโตและมีปฏิสัมพันธ์กับรากของสิ่งมีชีวิตผ่านกล้องจุลทรรศน์อย่างไรและพบว่าในกรณีที่ไม่มีสารอาหารภายนอกจุลินทรีย์จะเกาะติดกับพื้นผิวรากและใช้สารหลั่งจากรากเพื่อการเจริญเติบโต

เราเห็นภาพปฏิสัมพันธ์ทั้งหมดนี้ในขณะที่พืชยังมีชีวิตอยู่ ความสามารถของเราในการทำสิ่งนี้กับอุปกรณ์ของเราเป็นเวลาหลายสัปดาห์คือสิ่งที่ทำให้งานนี้แตกต่างออกไป

Giorgi Babnigg นักชีวสารสนเทศและนักชีววิทยาระดับโมเลกุลที่ Argonne ผู้ร่วมพัฒนาอุปกรณ์ดังกล่าว

อ่านยัง

รัศมีแอนโดรเมดากำลังเข้าใกล้ดาราจักรของเรา เราบอกคุณว่าเหตุใดจึงสำคัญ

อาการของ coronavirus ในเด็ก สิ่งที่คุณควรใส่ใจกับ

ปรากฎว่าทำให้อารยธรรมมายาออกจากเมืองของพวกเขา