Protokol uzgoja i odvajanja biofilma stafilokoka
Standardizirane metode su neophodne za pouzdane rezultate istraživanja. Ovdje možete pronaći protokol uzgoja i odvajanja za stafilokokne biofilmove. Ovaj protokol se fokusira na pojednostavljenu pripremu uzoraka visokog protoka pomoću UIP400MTP sonikator ploča sa više jažica za efikasno odvajanje biofilma visokog protoka u pločama sa 96 jažica. Protokol također sadrži ključne korake za uzgoj biofilma, pranje i vizualizaciju, s fokusom na minimiziranje varijabilnosti i osiguravanje reproduktivnosti.
Biofilm stafilokoka i istraživanje antibiotika
Biofilmi stafilokoka igraju ključnu ulogu u perzistentnim infekcijama zbog svoje otpornosti na antibiotike i imunološkog odgovora. Formiranje biofilma pruža zaštitno okruženje za bakterije, što otežava liječenje infekcija. Istraživanje biofilma često se fokusira na razumijevanje njihovog formiranja, ponašanja i osjetljivosti na antimikrobne tvari, s naglaskom na metode visoke propusnosti za pojednostavljenje eksperimentalnih tokova.
UIP400MTP sonikator ploča sa više jažica nudi značajnu prednost u istraživanju biofilma omogućavajući brzo i efikasno odvajanje biofilma od ploča sa 96 jažica. Ovaj uređaj pruža ujednačenu ultrazvučnu energiju svim bušotinama, osiguravajući konzistentne rezultate uz minimiziranje varijabilnosti.
Protokol za uzgoj i odvajanje biofilma stafilokoka
U nastavku vas vodimo korak po korak kroz proces kultivacije i odvajanja biofilma stafilokoka. Kao ogledni analitički korak, pokazujemo vam kako spektrofotometrijski kvantificirati uzgojenu biomasu bojenjem kristalno ljubičastom.
Uzgoj biofilma stafilokoka
Potrebni materijali:
- Sterilne mikrotitarske ploče sa 96 jažica s ravnim dnom tretirane kulturom tkiva polistirenom s poklopcima
- Triptična sojina čorba (TSB) sa 0,25% glukoze
- Biološki sigurnosni kabinet
Koraci:
- Pripremite sterilno radno okruženje u biološkom sigurnosnom kabinetu kako biste sveli kontaminaciju na minimum.
- Dodajte TSB koji sadrži 0,25% glukoze u jažice mikrotitarske ploče. TSB bez glukoze općenito ne podržava stvaranje biofilma i treba se koristiti kao kontrola samo ako je potrebno.
- Inokulirajte jažice sojevima bakterija pripremljenim kako je opisano u nastavku:
- Pripremite bakterijske suspenzije, osiguravajući da nema već postojećih klastera ćelija homogenizacijom suspenzija pomoću sonikacije ili razbijanjem klastera iglom od 23 kalibra i kratkim vrtložnim mešanjem.
- Zatvorite ploču poklopcem i inkubirajte u uslovima optimalnim za formiranje biofilma (npr. 37°C tokom 24 sata).
- Izvedite eksperiment u tri primjerka za svaki bakterijski soj (tri jažice po soju) kako biste osigurali pouzdanost.
- Odredite šest jažica po ploči za negativne kontrole. Može se testirati do 30 sojeva po ploči sa 96 jažica.
Vizualizacija i pranje biofilma
- Nakon inkubacije, pažljivo odbacite podlogu kako biste izbjegli ometanje biofilma.
- Isperite svaku jažicu četiri puta fiziološkom otopinom kako biste uklonili planktonske bakterije.
- Pregledajte dno jažica da li postoje bijele mrlje koje ukazuju na prisustvo biofilma.
Odvajanje biofilma pomoću sonikatora sa više jažica UIP400MTP
Podešavanje uređaja i parametri:
- UIP400MTP sonikator ploča sa više jažica
- Radna podešavanja: 60% amplituda, ciklusni režim sa 60 sekundi uključenim / 30 sekundi isključenim
Koraci:
- Postavite ispranu mikrotitarsku ploču na platformu UIP400MTP.
- Sonicirajte uzorke na preporučenim postavkama (60% amplituda, 60 sekundi UKLJUČENO, 30 sekundi ISKLJUČENO). Prilagodite postavke soju bakterija.
- Pokrenite proces sonikacije da biste odvojili biofilm. Ultrazvučni valovi ometaju matriks biofilma, oslobađajući prianjajuće bakterije.
- UIP400MTP osigurava ujednačenu ekspoziciju u svim bunarima za konzistentne rezultate odvajanja.
Analitički korak: kvantifikacija biomase odvojenog stafilokoka biomase pomoću kristalne ljubičice (CV)
Potrebni materijali:
- 0.1% rastvor kristalno ljubičaste (CV).
- 95% etanol ili 30% octena kiselina (za solubilizaciju)
- Čitač mikroploča sposoban za čitanje na 570 nm
- Sterilne mikrotitarske ploče za bojenje
Koraci:
- Priprema ploče za bojenje: Prenesite 100 µL odvojene suspenzije biofilma iz svake jažice sonikirane ploče u odgovarajuće jažice čiste, sterilne mikrotitarske ploče sa 96 jažica. Ovo osigurava jasno i ujednačeno okruženje za bojenje.
- Bojenje odvojenog biofilma: Dodajte 150 µL 0,1% kristalnoljubičastog rastvora u svaku jažicu koja sadrži suspenziju odvojenog biofilma. Nežno pipetirajte kako biste osigurali ravnomjerno miješanje suspenzije biofilma i kristalno ljubičaste boje.
- Inkubacija: Ostavite ploču da se inkubira na sobnoj temperaturi 15 minuta kako bi kristalno ljubičasto omogućilo da efikasno oboji biomasu.
- Pranje: Nakon inkubacije, pažljivo bacite kristalno ljubičasti rastvor iz jažica bez ometanja biomase. Operite svaku jažicu tri puta sterilnom fiziološkom otopinom kako biste uklonili nevezanu mrlju.
- Sušenje: Pustite da se ploča osuši na sobnoj temperaturi ili ispod sterilne haube. Izbjegavajte zagrijavanje, jer to može promijeniti rezultate.
- Solubilizacija: Dodajte 200 µL 95% etanola (ili 30% sirćetne kiseline, u zavisnosti od standardne laboratorijske prakse) u svaku jažicu da se rastvori vezani kristal ljubičasti. Lagano miješajte pipetiranjem ili mućkanjem ploče 10 minuta na sobnoj temperaturi.
- Mjerenje: Izmjerite optičku gustinu (OD) rastvorenog kristalnoljubičastog rastvora na 570 nm koristeći čitač mikroploče.
- Analiza podataka: Oduzmite srednju vrijednost OD570 negativnih kontrola (jažice sa TSB-om, ali bez bakterijskog inokuluma) iz eksperimentalnih jažica da biste uzeli u obzir pozadinsko bojenje. Zabilježite i analizirajte podatke.
Napomena: Izvedite eksperiment u tri primjerka za svaki uvjet kako biste osigurali ponovljivost. Osigurajte pravilno rukovanje kristalno ljubičastim i etanolom, pridržavajući se sigurnosnih protokola i protokola za odlaganje.
Ključne prednosti UIP400MTP na prvi pogled:
- Visoka propusna obrada: Dizajniran posebno za ploče sa više jažica, omogućavajući vam da obrađujete više uzoraka istovremeno.
- Uniformna ultrazvučna distribucija: Osigurava jednak ultrazvučni intenzitet u svim bunarima, pružajući konzistentne rezultate za sve uzorke.
- Koristite bilo koju standardnu ploču: UIP400MTP može raditi sa svim standardnim pločama s više jažica, Petrijevim zdjelicama i stalcima za epruvete. Nisu potrebne skupe vlasničke ploče!
- Korisničko sučelje prilagođeno korisniku: Jednostavan za postavljanje i kontrolu, što ga čini odličnim alatom za povećanje produktivnosti laboratorije. Programabilna podešavanja i automatizacija olakšavaju standardizaciju procesa!
Visoko propusno odvajanje biofilma sa sonikatorom ploče sa 96 jažica UIP400MTP
Literatura / Reference
- 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.
- 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.
- 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.
Često Postavljena Pitanja
Šta su ekstracelularne polimerne supstance (EPS)?
Ekstracelularne polimerne supstance (EPS) su složena mešavina biopolimera, prvenstveno sastavljena od polisaharida, proteina, nukleinskih kiselina i lipida, koje luče mikroorganizmi u biofilmovima. EPS formira zaštitni matriks koji obuhvata mikrobnu zajednicu, pružajući strukturalni integritet, posredujući prianjanje na površine i štiteći ćelije od stresa iz okoline, uključujući antibiotike i imune odgovore.
Šta se podrazumeva pod planktonskim bakterijama?
Planktonske bakterije su slobodno plutajući, jednoćelijski mikroorganizmi koji postoje u suspenziji, kao što su tečne kulture ili tjelesne tekućine, umjesto da su vezane za površine ili formiraju strukturirane zajednice poput biofilmova.
Koja je razlika između biofilma i planktonskih bakterija?
Ključna razlika između biofilma i planktonskih bakterija leži u njihovoj organizaciji. Biofilmovi su strukturirane, površinski pričvršćene zajednice bakterija koje su ugrađene u matriks ekstracelularne polimerne supstance (EPS), dok planktonske bakterije slobodno plutaju i nemaju takvu strukturnu organizaciju.
Da li je bakterije u biofilmima teže liječiti antibioticima nego planktonske bakterije?
Bakterije u biofilmima znatno je teže liječiti antibioticima u odnosu na planktonske bakterije. Biofilmski matriks djeluje kao fizička barijera, a bakterije unutar pokazuju izmijenjena metabolička stanja i povećanu otpornost na stres, doprinoseći smanjenoj djelotvornosti antibiotika.
Da li antibiotici mogu uništiti biofilmove?
Biofilm se ponekad može iskorijeniti antibioticima, ali to je izazov. Učinkovito liječenje često zahtijeva visoke koncentracije antibiotika, specifične kombinacije ili dodatne terapije, jer EPS matrica i mehanizmi otpornosti bakterija štite biofilm.
Da li su stafilokoki prirasle bakterije?
Bakterije Staphylococcus su dobro poznate po svojoj sposobnosti prianjanja. Lako se vežu za površine, stvarajući biofilmove, posebno na medicinskim uređajima ili tkivima domaćina, što ih čini glavnim doprinositeljem upornih infekcija.
Koje vrste Staphylococcus bakterija postoje?
Bakterije Staphylococcus uključuju nekoliko tipova, od kojih su najznačajniji Staphylococcus aureus i Staphylococcus epidermidis. S. aureus je patogen i može uzrokovati teške infekcije, dok se S. epidermidis obično povezuje s infekcijama uređaja povezanih s biofilmom.
Šta je Crystal Violet?
Crystal violet je osnovna boja koja se obično koristi za bojenje bioloških materijala. U mikrobiologiji se koristi za procjenu formiranja biofilma bojenjem biomase, koja se zatim može kvantificirati spektrofotometrijski.
Hielscher Ultrasonics proizvodi ultrazvučne homogenizatore visokih performansi lab to industrijska veličina.



