Екстракция на извънклетъчен матрикс с 96-ямковия Sonicator UIP400MTP
Традиционните методи за екстракция на извънклетъчен матрикс (ЕМ) често включват множество стъпки за нарушаване на матрицата на биофилма. Тези техники обаче могат да отнемат много време и да бъдат непоследователни, което води до променливост в резултатите. С 96-ямковия ултразвуков UIP400MTP процесът на екстракция на електромагнитна енергия е значително улеснен, осигурявайки високоефективно, прецизно и равномерно разрушаване на биофилма във формати с висока производителност. UIP400MTP използва фокусиран ултразвук, за да генерира контролирана кавитация, ефективно разграждайки матрицата на биофилма, като същевременно запазва жизнеспособността и целостта на вградените в биофилма клетки. Използването на UIP400MTP подобрява възпроизводимостта и точността на анализите надолу по веригата, като метаболомни и протеомни анализи, тестове за жизнеспособност и изследвания за антимикробна чувствителност. Чрез рационализиране на екстракцията на ЕМ, UIP400MTP позволява на изследователите да постигнат последователни и висококачествени резултати, предлагайки по-задълбочен поглед върху динамиката на биофилма и взаимодействията с външни агенти.
екстракция с извънклетъчен матрикс
Извънклетъчният матрикс (ЕМ) е критичен компонент на биофилмите, образувани от микроорганизми като Candida albicans. Съставен от полизахариди, протеини, липиди и извънклетъчна ДНК, ЕМ осигурява структурна цялост, медиира адхезията към повърхностите и допринася значително за антимикробната резистентност. Извличането и анализирането на ЕМ е от съществено значение за разбирането на биологията на биофилма, изясняването на механизмите на лекарствена резистентност и идентифицирането на нови терапевтични цели.
Протокол за екстракция на извънклетъчен матрикс (ЕМ) от биофилми на Candida albicans с помощта на UIP400MTP
Този протокол се фокусира върху извличането на извънклетъчния матрикс (ЕМ) на статични биофилми на Candida albicans. Интегриране на UIP400MTP ултразвука, за да замени традиционните стъпки за изстъргване или ензимни стъпки за подобрена ефективност и възпроизводимост.
Необходими материали
Инструкции стъпка по стъпка за извличане на EM
- Образуване на статичен биофилм
За статични биофилми, инокулирайте C. albicans в ямките на 96-ямкова плоча, като използвате среда RPMI-1640. Всяка ямка трябва да съдържа постоянен обем инокулум (напр. 200 μL на ямка).
Инкубира се плочата при 37°C при статични условия в продължение на 24 часа, за да се даде възможност за образуване на биофилм върху повърхностите на кладенеца. - Подготовка на биофилм за екстракция
След инкубация внимателно аспирирайте и изхвърлете отработената среда от всяка кладенеца, без да нарушавате биофилма.
Изплакнете внимателно всяка от тях със стерилен PBS (напр. 200 μL), за да отстраните свободно прикрепените клетки и планктонните отломки. Повторете тази стъпка два пъти.
Добавете пресен PBS или екстракционния буфер (напр. 200 μL) към всяка ямка, за да се подготвите за ултразвук. - Развлюбяване с UIP400MTP
Поставете плочата с 96 ямки, съдържаща PBS или екстракционен буфер, в тавата на UIP400MTP ултразвуков уред. За да поставите правилно плочата с много ямки, следвайте инструкциите на ръководството.
Сонирайте за 5-6 минути при нежна настройка (60% амплитуда, импулсен режим), осигурявайки равномерно нарушаване на структурата на биофилма и освобождаване на ЕМ компоненти.
Използвайте контрол на температурата на UIP400MTP ултразвука (температурен сензор и настройки), за да избегнете прекомерно нагряване или повреда на пробата. - Обработка с катионообменна смола (CER)
Прехвърлете ултразвуковата течност от всяка ямка в нова плоча с 96 ямки.
Добавя се двоен обем суспензия на CER (приготвена в PBS или буфер) към всяка ямка (напр. общ обем 400 μL на ямка).
Запечатайте плочата и я инкубирайте върху шейкър или ротатор при 400 оборота в минута за 3 часа, за да позволите свързването и изолирането на EM компонентите. - Разделяне и филтриране
Центрофугирайте плочата при 2000 × g за 10 минути, за да отделите смолата и клетките от супернатанта.
Внимателно прехвърлете супернатанта, съдържаща EM, от всяка ямка в нова плоча с 96 ямки.
Филтрирайте супернатанта през филтър от 0,22 μm с помощта на плоча вакуумна колекторна система или еквивалент, за да се получи чист EM екстракт. - Анализ на EM
Използвайте техники като UPLC-Q-TOF-MS за профилиране на нецелеви метаболити или използвайте специфични анализи (напр. BCA за протеини, триглицериди и комплекти за количествено определяне на въглехидрати), за да характеризирате EM компонентите.
Екстракция с висока производителност на извънклетъчен матрикс
Високата ефективност на екстракцията на извънклетъчен матрикс (ЕМ) с UIP400MTP ултразвук революционизира подготовката на пробите за анализи, изискващи точен анализ на свойствата на биофилма. UIP400MTP използва ултразвукови вълни за прецизно и равномерно разрушаване на биофилмовата матрица, позволявайки ефективното освобождаване на електромагнитни компоненти, като същевременно запазва жизнеспособността и целостта на клетките. Този подход значително повишава надеждността на анализи като тестове за жизнеспособност на биофилма, протеомни и метаболомни изследвания и оценки на антимикробната чувствителност.
За тестове за възстановяване на биофилм, като например преброяване на колониеобразуващи единици (CFU), екстракцията на електромагнитна енергия с UIP400MTP осигурява безпрепятствен достъп на реагенти до клетките, вградени в биофилм. По същия начин протеомните и метаболомните анализи, като UPLC-Q-TOF-MS, се възползват от високодобивната изолация на протеини, липиди и метаболити. UIP400MTP също така поддържа прецизно тестване за антимикробна чувствителност, което позволява точно определяне на стойностите на биофилма, MIC и MBEC. Освен това, ефективната екстракция, улеснена от UIP400MTP, подпомага анализите за ензимна активност, количественото определяне на компонентите и структурните изследвания, предлагайки ценна информация за ролята на извънклетъчните матрици в архитектурата на биофилма, адхезията и механизмите на резистентност.
Този високопроизводителен, възпроизводим метод на екстракция оптимизира ЕМ подготовката, осигурявайки превъзходни резултати в редица анализи, свързани с биофилма.
Високопроизводителна ЕМ екстракция с 96-ямковия пластинен соникатор UIP400MTP
Литература / Препратки
- FactSheet UIP400MTP Multi-well Plate Sonicator – Non-Contact Sonicator – Hielscher Ultrasonics
- Lauren E. Cruchley-Fuge, Martin R. Jones, Ossama Edbali, Gavin R. Lloyd, Ralf J. M. Weber, Andrew D. Southam, Mark R. Viant (2024): Automated extraction of adherent cell lines from 24-well and 96-well plates for multi-omics analysis using the Hielscher UIP400MTP sonicator and Beckman Coulter i7 liquid handling workstation. Metabomeeting 2024, University of Liverpool, 26-28th November 2024.
- Dreyer J., Ricci G., van den Berg J., Bhardwaj V., Funk J., Armstrong C., van Batenburg V., Sine C., VanInsberghe M.A., Marsman R., Mandemaker I.K., di Sanzo S., Costantini J., Manzo S.G., Biran A., Burny C., Völker-Albert M., Groth A., Spencer S.L., van Oudenaarden A., Mattiroli F. (2024): Acute multi-level response to defective de novo chromatin assembly in S-phase. Molecular Cell 2024.
- Mochizuki, Chika; Taketomi, Yoshitaka; Irie, Atsushi; Kano, Kuniyuki; Nagasaki, Yuki; Miki, Yoshimi; Ono, Takashi; Nishito, Yasumasa; Nakajima, Takahiro; Tomabechi, Yuri; Hanada, Kazuharu; Shirouzu, Mikako; Watanabe, Takashi; Hata, Kousuke; Izumi, Yoshihiro; Bamba, Takeshi; Chun, Jerold; Kudo, Kai; Kotani, Ai; Murakami, Makoto (2024): Secreted phospholipase PLA2G12A-driven lysophospholipid signaling via lipolytic modification of extracellular vesicles facilitates pathogenic Th17 differentiation. BioRxiv 2024.
- Cosenza-Contreras M, Seredynska A, Vogele D, Pinter N, Brombacher E, Cueto RF, Dinh TJ, Bernhard P, Rogg M, Liu J, Willems P, Stael S, Huesgen PF, Kuehn EW, Kreutz C, Schell C, Schilling O. (2024): TermineR: Extracting information on endogenous proteolytic processing from shotgun proteomics data. Proteomics. 2024.
- 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.
Често задавани въпроси
Каква е целта на извънклетъчния матрикс?
Извънклетъчният матрикс (EM или ECM) осигурява структурна подкрепа на клетките, регулира междуклетъчната комуникация и влияе върху поведението на клетките.
Какво прави извънклетъчният матрикс за тъканите?
За тъканите ЕМ служи като скеле, което поддържа структурната цялост, улеснява механичната устойчивост и медиира биохимичната сигнализация за регулиране на процеси като растеж, диференциация и възстановяване.
Какво е адхезия на извънклетъчния матрикс?
Адхезията на извънклетъчния матрикс се отнася до взаимодействието между клетките и ЕМ, основно медиирано от молекули на клетъчна повърхност като интегрини, позволяващи клетъчно закотвяне, предаване на сигнала и миграция.
Защо извънклетъчният матрикс се извлича за анализи?
ЕМ се извлича за анализи, за да се проучи съставът му, да се разбере ролята му в клетъчните процеси и да се изследва влиянието му върху прогресията на заболяването, включително образуването на биофилм и антимикробната резистентност.
Какви са общите процедури за екстракция на извънклетъчен матрикс?
Често срещаните процедури за екстракция включват физически методи като ултразвук, химическа обработка с детергенти или соли и ензимно разграждане за изолиране на електромагнитни компоненти, като същевременно се запазва тяхната цялост.
Какво е децелуларизиран извънклетъчен матрикс (dECM)?
Децелуларизираният извънклетъчен матрикс (dECM) се получава чрез отстраняване на клетъчен материал от тъканите, като същевременно се запазват структурните и биохимичните свойства на EM. Използва се в регенеративната медицина като скеле за тъканно инженерство и клетъчни култури.
Прочетете повече за децелуларизацията на извънклетъчен матрикс с помощта на ултразвук!
Hielscher Ultrasonics произвежда високоефективни ултразвукови хомогенизатори от лаборатория да индустриален размер.


