Протокол, използващ многопробни соникатори на Hielscher в биофилмов и протеомичен анализ
Използването на ултразвукори с няколко проби, като VialTweeter Multi-Tube Sonicator и UIP400MTP Microplate Sonicator, рационализира лабораторните работни процеси за приложения с висока производителност. И двете устройства позволяват прецизна и равномерна ултразвукова обработка на множество проби, минимизирайки променливостта и подобрявайки възпроизводимостта. Това е особено полезно при експерименти, изискващи последователен лизис на пробата, отделяне на биофилм, екстракция на протеини или протеолитично разграждане, където ръчните методи или методите с единична проба са по-малко ефективни и податливи на непоследователност.
Рационализирайте работните процеси с Multi-Sample Sonicators
UIP400MTP, например, позволява едновременно ултразвуково третиране на ямки с микроплочи, осигурявайки равномерно отделяне на биофилми или клетъчен материал. Междувременно VialTweeter предлага прецизен лизис и хомогенизиране на множество проби от епруветки без кръстосано замърсяване. Тези ултразвукови уреди значително намаляват времето за обработка, подобряват експерименталната възпроизводимост и поддържат висока цялост на пробата, което ги прави незаменими инструменти в изследванията в микробиологията, протеомиката и молекулярната биология.
По-долу е даден подробен протокол, илюстриращ използването на моделите на ултразвука на Hielscher с множество проби, VialTweeter Multi-Tube Sonicator и Microplate Sonicator UIP400MTP, в проучване, включващо образуване на биофилм на E. coli и последващ протеомен анализ.
Многоямкови пластинчати соникатори UIP400MTP – надеждна подготовка на проби при висока производителност
Протокол: Образуване, отделяне и протеомен анализ на биофилм с помощта на многообразцови соникатори на Hielscher
1. Подготовка на бактериална култура
- Култивиране на бактерии E. coli (щам W3110) при 30°C, температура, благоприятна за образуването на биофилм на E. coli, в среда от триптонов бульон (TB), съдържаща:
– 10 г/л триптон
– 5 g/L NaCl - Добавете антибиотици, ако е необходимо, за да осигурите задържане на плазмидите.
- За микроскопия и изследвания на активността на промотора използвайте щама W3110 E. coli с геномно подобрен GFP (eGFP) репортер под контрола на rplL промотора.
- Използвайте GFP репортерни плазмиди за различни промотори (напр. csgA, csgD, fliA, fliC, flhD ) за измерване на дейностите на промоутърите.
2. Отглеждане и отделяне на биофилм
- Семена 1,5 ml разредена бактериална култура в ямка с 12 ямки (CellStar 12-ямкови плаки, Greiner Bio-One).
- Инкубирайте, за да позволите образуването на биофилм.
- Отстранете внимателно планктонната (неприлепнала) култура.
– Измийте всяка добре с 500 μL PBS.
– Отделете прикрепените клетки чрез ултразвук на 12-ямковата плоча в ултразвука на UIP400MTP микроплоча. UIP400MTP осигурява равномерно отделяне, като доставя постоянна ултразвукова енергия във всички кладенци.
– Настройки за уникиране: 60% амплитуда, режим на цикъл: 60 сек ВКЛ / 30 сек ИЗКЛ.
3. Събиране на клетки и лизис
- Центрофуга, отделени клетки от биофилм при 4,500 g за 5 минути.
- Измийте гранулираните клетки с PBS.
- Ресуспендират клетките в 100 μL 2% натриев лауроил саркозинат (SLS) и се инкубират при 95°C в продължение на 15 минути.
- Соникирайте с помощта на VialTweeter Multi-Tube Sonicator, за да осигурите пълен клетъчен лизис.
– Настройки за уникиране: 100% амплитуда, 50 s ON / 10 s OFF за общо време на работа 10 минути; съхранявайте проби върху лед.
4. Редукция и алкилиране
- Добавете 5 mM трис(2-карбоксиетил)фосфин (TCEP), за да намалите дисулфидните връзки и инкубирайте при 95°C за 15 минути.
- Алкилатни протеини с 10 mM йодоацетамид за 30 минути при 25°C.
5. Количествено определяне и храносмилане на протеини
- Центрофуга лизира за почистване на отломки.
- Количествено определете общото съдържание на протеин с помощта на комплекта за анализ на протеин Pierce BCA.
- Разграждат се 50 μg общ протеин с 1 μg трипсин в разтвор, съдържащ 2% SLS и 100 mM амониев бикарбонат.
- Инкубирайте реакцията на храносмилане през нощта при 30°C.
6. Пречистване на пептиди
- Утаете SLS чрез добавяне на 1,5% трифлуороцетна киселина (TFA), след това центрофуга.
- Пречистете пептидите с помощта на C18 микроспинови колони.
- Сухи пречистени пептиди и ресуспендирани в 0,1% TFA.
7. Течна хроматография-масспектрометрия (LC-MS/MS)
- Анализирайте пептидите на масспектрометър Q-Exactive Plus, съчетан с нано система Ultimate 3000 RSLC.
- Пептидите се разделят с помощта на HPLC колона с обратна фаза (75 μm × 42 cm), пълна със смола C18 (2,4 μm).
- Нанесете градиент от 2% до 35% разтворител B (ацетонитрил с 0,15% мравчена киселина) в продължение на 140 минути.
- Получавайте данни с помощта на MS сканиране с висока разделителна способност, последвано от тандемно MS/MS сканиране на 10-те най-интензивни йона.
8. Анализ на данните
- Обработвайте необработени LC-MS данни с помощта на софтуера Progenesis.
- Експортирайте .mgf файлове и ги анализирайте с MASCOT.
- Извършете количествено определяне на пептидите с помощта на SafeQuant за контрол на качеството и корекция на фалшивото откриване.
- Провеждайте всички експерименти в два или тройни екземпляра, за да осигурите възпроизводимост.
Соникатори с няколко проби за високопроизводителна подготовка на проби
Моделите на ултразвуковия компютър с няколко проби VialTweeter и UIP400MTP значително подобряват прецизността и ефективността на експерименталните работни процеси, особено в изследванията на биофилми и протеомиката. Способността им да обработват множество проби равномерно осигурява висока производителност, без да се компрометира качеството на данните. Тези предимства, съчетани с рационализираните работни процеси, описани по-горе, правят ултразвуковите апарати на Hielscher с няколко проби основни инструменти за съвременните биологични изследвания.
- висока ефективност
- Най-съвременна технология
- надеждност & Стабилност
- регулируемо, прецизно управление на процеса
- партида & Вградени
- за всеки обем
- Интелигентен софтуер
- интелигентни функции (напр. програмируеми, протоколиране на данни, дистанционно управление)
- лесен и безопасен за работа
- ниска поддръжка
- CIP (почистване на място)
Проектиране, производство и консултиране – Качество, произведено в Германия
Ултразвуковите апарати Hielscher са добре известни със своите най-високи стандарти за качество и дизайн. Здравината и лесната работа позволяват безпроблемното интегриране на нашите ултразвукови апарати в промишлени съоръжения. Тежките условия и взискателните условия се справят лесно с ултразвуковите апарати на Hielscher.
Hielscher Ultrasonics е сертифицирана по ISO компания и поставя специален акцент върху високопроизводителните ултразвукови уреди, отличаващи се с най-съвременна технология и удобство за потребителя. Разбира се, ултразвуковите апарати на Hielscher са съвместими с CE и отговарят на изискванията на UL, CSA и RoHs.
Литература / Препратки / Информационни листове
- Download PDF “Protocol using Hielscher Multi-Sample Sonicators in Biofilm and Proteomic Analysis” – Hielscher Ultrasonics
- FactSheet UIP400MTP – High-throughput Sonicator for Multiwell-Plates
- FactSheet VialTweeter – Simultaneous sonication of closed vials
- Shirley J.D., Nauta K.M., Carlson E.E. (2022): Live-Cell Profiling of Penicillin-Binding Protein Inhibitors in Escherichia coli MG1655. ACS Infectious Diseases Jul 8;8(7); 2022. 1241-1252.
- Teteneva N.A., Mart’yanov S.V., Esteban-López M., Kahnt J., Glatter T,. Netrusov A.I., Plakunov V.K., Sourjik V. (2020): Multiple drug-induced stress responses inhibit formation of Escherichia coli biofilms. Applied Environmental Microbiology 2020: 86:e01113-20.
- 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.
- 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
Какво е биофилм?
Биофилмът е структурирана общност от микроорганизми, вградени в самостоятелно произведен извънклетъчен матрикс (ECM), прилепнали към повърхностите. Осигурява защита срещу стрес от околната среда, антибиотици и имунната система, допринасяйки за персистиращи инфекции и биообрастване.
Какво е отделяне на биофилм?
Отделянето на биофилма е процес, чрез който микробните клетки или клъстери се отделят от структурата на биофилма, или активно (чрез ензимно разграждане или усещане за кворум), или пасивно (поради сили на срязване, изчерпване на хранителните вещества или механично разрушаване). Това улеснява разпространението на биофилма и колонизацията на нови повърхности.
Какво представляват протеините, свързани с биофилм?
Биофилм-асоциираните протеини (BAP) са микробни повърхностни или секретирани протеини, които играят ключова роля в образуването, стабилността и адхезията на биофилма. Те включват адхезини, извънклетъчни ензими и структурни протеини като къдри влакна в E. coli или BapA в Staphylococcus aureus.
Какво е ECM в Biofilms?
Извънклетъчният матрикс (ECM) в биофилмите е сложна мрежа от полизахариди, протеини, извънклетъчна ДНК (eDNA) и липиди, които обгръщат микробни клетки. Той осигурява структурна цялост, медиира адхезията, задържа влагата и повишава устойчивостта на биофилма към антимикробни средства и защита на гостоприемника.
Каква функция изпълняват влакната на Curli?
Влакната на Curli са извънклетъчни амилоидни фибрили, произведени от Escherichia coli и сродни бактерии, играещи решаваща роля в образуването на биофилм, повърхностната адхезия и колонизацията на гостоприемника. Те допринасят за целостта на биофилма, повишават устойчивостта на стрес от околната среда и улесняват взаимодействията с тъканите на гостоприемника по време на инфекция. Освен това влакната на къдриците участват в насърчаването на активирането на имунната система и са замесени в бактериалната персистентност и патогенност.
Hielscher Ultrasonics произвежда високоефективни ултразвукови хомогенизатори от лаборатория да индустриален размер.


