بروتوكول ASTM E2799-22 لتقييم الفعالية المضادة للميكروبات
يُعد Hielscher UIP400MTP جهاز معالجة بالموجات فوق الصوتية قويًا وفعالًا للألواح متعددة الآبار، صُمم لتيسير خطوة المعالجة بالموجات فوق الصوتية في بروتوكول ASTM E2799-22. ومن خلال إيصال طاقة فوق صوتية متجانسة إلى كامل لوح المعايرة الدقيقة، يضمن UIP400MTP فصل الأغشية الحيوية عن الأغطية المزودة بأوتاد بصورة متسقة وموثوقة، دون إتلاف الخلايا أو المساس بسلامة العينات. وتقلل قدرته على معالجة أعداد كبيرة من العينات وسهولة تشغيله زمن المعالجة بدرجة كبيرة، مع تعزيز قابلية تكرار النتائج، مما يجعله حلًا مثاليًا للمختبرات التي تُجري اختبارات حيوية الأغشية الحيوية واختبارات فعالية المواد المضادة للميكروبات.
ASTM E2799
ASTM E2799 هو طريقة اختبار معيارية صُممت لتقييم فعالية العوامل المضادة للميكروبات ضد الأغشية الحيوية، مع التركيز تحديدًا على Pseudomonas aeruginosa. والأغشية الحيوية مجتمعات ميكروبية معقدة تلتصق بالأسطح وتُظهر مقاومة متزايدة للمعالجات المضادة للميكروبات، مما يجعلها تحديًا كبيرًا في مجالات الرعاية الصحية والصناعة والبيئة. تستخدم هذه الطريقة اختبار الحد الأدنى لتركيز استئصال الأغشية الحيوية (MBEC) لتوفير إطار موثوق وقابل لتكرار النتائج لاختبار المطهرات في ظروف واقعية للأغشية الحيوية.
جهاز المعالجة بالموجات فوق الصوتية للألواح ذات 96 بئرًا UIP400MTP للفحص بمعدل معالجة عينات مرتفع
كيف تسهم المعالجة بالموجات فوق الصوتية في ASTM E2799؟
تؤدي المعالجة بالموجات فوق الصوتية دورًا محوريًا في بروتوكول ASTM E2799 من خلال تسهيل فصل الأغشية الحيوية عن أسطح الاختبار، مما يضمن تقييمًا دقيقًا لحيوية الميكروبات بعد المعالجة. وباستخدام طاقة فوق صوتية مضبوطة، يحقق البروتوكول تفكيكًا فعالًا ومتسقًا للأغشية الحيوية دون إتلاف الخلايا، مما يتيح نتائج دقيقة وقابلة للتكرار. وهذا يجعل ASTM E2799 أداة أساسية للنهوض بأبحاث الأغشية الحيوية وتطوير استراتيجيات فعالة لمكافحة الميكروبات.
كيفية إجراء اختبار MBEC وفقًا لـ ASTM E2799-22
يحدد بروتوكول ASTM E2799-22 خطوات تقييم فعالية العوامل المضادة للميكروبات ضد الأغشية الحيوية. وعند استخدام جهاز المعالجة بالموجات فوق الصوتية لألواح المعايرة الدقيقة Hielscher UIP400MTP، يمكن تكييف البروتوكول لإدماج هذه الطريقة المتقدمة للمعالجة بالموجات فوق الصوتية لفصل الأغشية الحيوية. وفيما يلي وصف للخطوات المكيَّفة لاستخدام جهاز المعالجة بالموجات فوق الصوتية للألواح الدقيقة UIP400MTP:
- تحضير الأغشية الحيوية
حضّر لوح معايرة دقيقة معقمًا ذا 96 بئرًا، مزودًا بأغطية ذات أوتاد قابلة للفصل.
لقّح الآبار بمعلق بكتيري معياري في وسط نمو مناسب.
ضع الغطاء المزود بأوتاد على اللوح، مع التأكد من غمر الأوتاد بالكامل في المعلق البكتيري.
احضن اللوح في ظروف مضبوطة (مثل درجة الحرارة والمدة الزمنية) للسماح بتكوّن الأغشية الحيوية على الأوتاد. - المعالجة بالعوامل المضادة للميكروبات
بعد تكوّن الأغشية الحيوية، استبدل الوسط بوسط جديد يحتوي على العوامل المضادة للميكروبات قيد الاختبار بتركيزات مختلفة.
أعد تثبيت الغطاء المزود بأوتاد واحضن اللوح في الظروف المحددة في تصميم الاختبار. - التحضير لفصل الأغشية الحيوية
بعد المعالجة، اشطف الغطاء المزود بأوتاد بغمره في محلول شطف معقم لإزالة بقايا العوامل المضادة للميكروبات والخلايا العالقة الملتصقة التصاقًا ضعيفًا. - فصل الأغشية الحيوية باستخدام جهاز المعالجة بالموجات فوق الصوتية UIP400MTP
حضّر لوح معايرة دقيقة جديدًا ذا 96 بئرًا يحتوي على وسط لاستعادة الخلايا (مثل مرق التعادل).
افصل الأغشية الحيوية بوضع الغطاء المزود بأوتاد في آبار اللوح المحتوي على وسط استعادة الخلايا.
أدخل اللوح في جهاز المعالجة بالموجات فوق الصوتية UIP400MTP، مع التأكد من محاذاة الغطاء واللوح على نحو صحيح.
اضبط جهاز المعالجة بالموجات فوق الصوتية على سعة اهتزاز 70%–80%، وأجرِ المعالجة بالموجات فوق الصوتية لمدة 3–4 دقائق في الوضع الدوري لضمان فصل الأغشية الحيوية بصورة متسقة دون تحلل الخلايا. - تقييم حيوية الأغشية الحيوية
بعد المعالجة بالموجات فوق الصوتية، عالج وسط استعادة الخلايا الذي يحتوي على خلايا الأغشية الحيوية المفصولة باستخدام تقنيات ميكروبيولوجية أو تحليلية معيارية، مثل:- عدّ الوحدات المكوِّنة للمستعمرات (CFU): أجرِ تخفيفات متسلسلة وازرع على الآغار لعدّ الخلايا الحية.
- قياسات الكثافة الضوئية (OD): استخدم التحليل بالقياس الطيفي الضوئي لتقييم كثافة الخلايا.
- اختبارات الحيوية القائمة على التألق: حدّد أعداد الخلايا الحية والميتة باستخدام أصباغ متألقة.
- تحليل البيانات
قارن بيانات حيوية الأغشية الحيوية المعالَجة وغير المعالَجة لتحديد فعالية العوامل المضادة للميكروبات.
احسب الحد الأدنى لتركيز استئصال الأغشية الحيوية (MBEC) استنادًا إلى التركيز اللازم للقضاء على خلايا الأغشية الحيوية الحية. - ضبط الجودة
اضمن اتساق ظروف المعالجة بالموجات فوق الصوتية من خلال معايرة UIP400MTP بانتظام والتحقق من أن عملية فصل الأغشية الحيوية لا تؤدي إلى تحلل الخلايا أو تدميرها بدرجة كبيرة.
أدرج ضوابط مناسبة، مثل الأغشية الحيوية غير المعالَجة والعينات الشاهدة التي تحتوي على الوسط فقط، للتحقق من صحة النتائج.
أُزيلت خلايا الأغشية الحيوية المتكوّنة على الدبابيس بواسطة المعالجة بالموجات فوق الصوتية (Hielscher Ultrasound Technology، Teltow، ألمانيا، UIP250MTP) لمدة 5 min في ألواح ذات 96 بئرًا تحتوي على وسط زرع جديد لاستعادة الخلايا.
(الصورة والدراسة: ©de Oliveira et al., 2016)
من خلال إدماج UIP400MTP في سير العمل وفقًا لـ ASTM E2799-22، تُحسَّن عملية فصل الأغشية الحيوية من حيث الاتساق والكفاءة وملاءمتها للتطبيقات ذات معدل معالجة العينات المرتفع.
المصادر / المراجع
- FactSheet UIP400MTP Multi-well Plate Sonicator – Non-Contact Sonicator – Hielscher Ultrasonics
- ASTM E2799-22 Standard Test Method for Testing Disinfectant Efficacy against Pseudomonas aeruginosa Biofilm using the MBEC Assay
- De Oliveira A, Cataneli Pereira V, Pinheiro L, Moraes Riboli DF, Benini Martins K, Ribeiro de Souza da Cunha MDL (2016): Antimicrobial Resistance Profile of Planktonic and Biofilm Cells of Staphylococcus aureus and Coagulase-Negative Staphylococci. International Journal of Molecular Sciences 17(9):1423; 2016.
- Martins KB, Ferreira AM, Pereira VC, Pinheiro L, Oliveira A, Cunha MLRS (2019): In vitro Effects of Antimicrobial Agents on Planktonic and Biofilm Forms of Staphylococcus saprophyticus Isolated From Patients With Urinary Tract Infections. Frontiers in Microbiology 2019.
الأسئلة الشائعة
ما هو ASTM E2799؟
ASTM E2799 هو طريقة اختبار معيارية وضعتها ASTM International لاختبار فعالية المطهرات ضد الأغشية الحيوية لبكتيريا Pseudomonas aeruginosa باستخدام اختبار MBEC. وتُستخدم هذه الطريقة على نطاق واسع لتقييم تكوّن الأغشية الحيوية وفعالية العوامل المضادة للميكروبات والتفاعلات مع أسطح المواد، مما يتيح إجراء مقارنات معيارية في الأبحاث المتعلقة بالأغشية الحيوية.
ما الفرق بين ASTM E2799-22 وASTM E2799-11 وASTM E2799-12 وASTM E2799-17؟
ASTM E2799 هو طريقة اختبار معيارية تقيّم فعالية المطهرات ضد الأغشية الحيوية لبكتيريا Pseudomonas aeruginosa باستخدام اختبار MBEC (الحد الأدنى لتركيز استئصال الأغشية الحيوية). وقد خضعت هذه الطريقة لعدة مراجعات لتعزيز دقتها وقابليتها للتطبيق.
- ASTM E2799-11: كان هذا الإصدار الأول من المعيار، وقد أرسى الإجراءات الأساسية لتقييم فعالية المطهرات ضد الأغشية الحيوية لبكتيريا P. aeruginosa باستخدام اختبار MBEC.
- ASTM E2799-12: تضمنت هذه المراجعة تحديثات تقنية طفيفة لتحسين الوضوح ومعالجة أوجه الغموض التي حُددت في إصدار 2011.
- ASTM E2799-17: في هذا التحديث، أُدخلت تعديلات أكثر جوهرية على البروتوكول، شملت تعديلات على عملية استنبات الأغشية الحيوية وتطبيق المعالجة وإجراءات التعادل، بهدف تعزيز قابلية تكرار النتائج والتوافق مع التطورات في أبحاث الأغشية الحيوية.
- ASTM E2799-22: تعكس أحدث مراجعة آخر ما توصل إليه الفهم العلمي والتقدم التقني في دراسات الأغشية الحيوية. وتشمل منهجيات محسَّنة لنمو الأغشية الحيوية ومعالجتها وتحليلها، مما يضمن استمرار ملاءمة طريقة الاختبار وفعاليتها لتقييمات فعالية المطهرات الحالية.
أُجريت كل مراجعة لـ ASTM E2799 لتحسين موثوقية الطريقة وقابلية تكرار نتائجها وملاءمتها، بما يضمن مواكبتها للتقدم العلمي والتقني في مجال أبحاث الأغشية الحيوية.
ما الفرق بين اختبارات MBEC واختبارات MBIC؟
يكمن الفرق الأساسي بين اختبارات MBEC (الحد الأدنى لتركيز استئصال الأغشية الحيوية) واختبارات MBIC (الحد الأدنى للتركيز المثبط للأغشية الحيوية) في محور تركيزها:
اختبارات MBEC تقيس أدنى تركيز لعامل مضاد للميكروبات يلزم لاستئصال الأغشية الحيوية المتكوّنة مسبقًا بالكامل، لتقييم قدرة مادة ما على قتل الكائنات الحية الدقيقة الموجودة داخل الأغشية الحيوية.
اختبارات MBIC تحدد أدنى تركيز لعامل مضاد للميكروبات يمنع التكوّن الأولي للأغشية الحيوية، لتقييم قدرته على تثبيط تطور الأغشية الحيوية.
وكلا الاختبارين ضروري لفهم فعالية العوامل المضادة للميكروبات ضد الأغشية الحيوية، لكنهما يستهدفان مراحل مختلفة من دورة حياة الغشاء الحيوي.
تعرّف على كيفية استخدام جهاز المعالجة بالموجات فوق الصوتية للألواح الدقيقة UIP400MTP لإزالة الأغشية الحيوية في اختبارات MBIC!
أجهزة جديدة للمعالجة بالموجات فوق الصوتية للألواح الدقيقة لتفكيك الأغشية الحيوية المستعصية
تصنّع Hielscher Ultrasonics مجانسات بالموجات فوق الصوتية عالية الأداء، بأحجام تتراوح من الحجم المخبري إلى الحجم الصناعي.