Escherichia coli (kurz: E. coli) gehören zu den häufigsten Bakterien der Welt. Sie bewegen sich effizient auf Oberflächen, und sind besonders effektiv darin, schmale Kanäle zu infizieren. Sie verursachen bis zu drei Viertel der Harnwegsinfektionen (UTIs), besonders solche, die innerhalb von Gesundheits- und Pflegeeinrichtungen im Zusammehang mit Kathetern entstehen. Obwohl viele Faktoren die Populationsdynamik und Kinematik von E. coli beeinflussen, und das Gebiet aktiv und aus vielen Perspektiven beforscht wird, sind einige Phänomene nach wie vor kaum verstanden. Diese Masterarbeit wurde insbesondere durch eine experimentelle Beobachtung aus dem Jahr 2008 motiviert, die zeigte, dass E. coli unter starker räumlicher Einschränkung ihre üblicherweise bevorzugte Schwimmrichtung invertieren. Mithilfe eines einfachen Modells von scheibenförmigen Mikroschwimmern in unendlich langen, schmalen Kanälen reproduzieren wir diesen Effekt und versuchen, ihn zu erklären, indem wir die Ergebnisse mit theoretischen Modellen und experimentell gemessenen Trajektorien vergleichen. Dafür dürfen wir mit Experimentalphysikern der ESPCI Paris, besonders mit Peixin Zhang und dem Team von Anke Lindner, kollaborieren. Gemeinsam konzentrieren wir uns auf die Dynamik der Bakterienbewegung in den Kanalecken und die anfängliche Zellverteilung, während wir verschiedenste Parameter variieren. Wir stellen fest, dass die Rand-Schwimmdynamik von E. coli im Wesentlichen durch die Geometrie bestimmt wird: durch das Verhältnis zwischen ihrem Schwimmradius und der Kanalbreite.
Selma Maria Köhler (Thu,) studied this question.