Ekstracellulær matrixekstraktion med 96-brønds Sonicator UIP400MTP
Traditionelle ekstracellulære matrix (EM) ekstraktionsmetoder involverer ofte flere trin for at forstyrre biofilmmatrixen. Disse teknikker kan dog være tidskrævende og inkonsekvente, hvilket fører til variation i resultaterne. Med 96-brønds pladesonikeren UIP400MTP lettes EM-ekstraktionsprocessen betydeligt, hvilket giver yderst effektiv, præcis og ensartet biofilmafbrydelse i formater med høj kapacitet. UIP400MTP bruger fokuseret ultralyd til at generere kontrolleret kavitation, hvilket effektivt nedbryder biofilmmatrixen, samtidig med at levedygtigheden og integriteten af biofilmindlejrede celler bevares. Brug af UIP400MTP forbedrer reproducerbarheden og nøjagtigheden af downstream-analyser, såsom metabolomiske og proteomiske analyser, levedygtighedstest og antimikrobielle følsomhedsundersøgelser. Ved at strømline EM-ekstraktion gør UIP400MTP det muligt for forskere at opnå konsistente resultater af høj kvalitet, hvilket giver dybere indsigt i biofilmdynamik og interaktioner med eksterne agenter.
Ekstracellulær matrixekstraktion
Den ekstracellulære matrix (EM) er en kritisk komponent i biofilm dannet af mikroorganismer såsom Candida albicans. Sammensat af polysaccharider, proteiner, lipider og ekstracellulært DNA giver EM strukturel integritet, formidler vedhæftning til overflader og bidrager væsentligt til antimikrobiel resistens. Udvinding og analyse af EM er afgørende for at forstå biofilmbiologi, belyse mekanismer for lægemiddelresistens og identificere nye terapeutiske mål.
Protokol for ekstracellulær matrix (EM) ekstraktion fra Candida albicans biofilm ved hjælp af UIP400MTP
Denne protokol fokuserer på at ekstrahere den ekstracellulære matrix (EM) af statiske Candida albicans-biofilm. Integrering af UIP400MTP soniker for at erstatte traditionel skrabning eller enzymbaserede trin for forbedret effektivitet og reproducerbarhed.
Nødvendige materialer
Trin-for-trin instruktioner til EM-ekstraktion
- Dannelse af statisk biofilm
Til statiske biofilm podes C. albicans ind i brøndene på en 96-brønds plade ved hjælp af RPMI-1640-medium. Hver brønd skal indeholde et ensartet volumen inokulum (f.eks. 200 μL pr. brønd).
Pladen inkuberes ved 37 °C under statiske forhold i 24 timer for at tillade biofilmdannelse på brøndoverfladerne. - Biofilmforberedelse til ekstraktion
Efter inkubation aspireres og kasseres forsigtigt det brugte medium fra hver brønd uden at forstyrre biofilmen.
Skyl hver brønd omhyggeligt med steril PBS (f.eks. 200 μL) for at fjerne løst fastgjorte celler og planktonisk affald. Gentag dette trin to gange.
Tilsæt frisk PBS eller ekstraktionsbufferen (f.eks. 200 μL) til hver brønd for at forberede sonikering. - Sonikering med UIP400MTP
Placer 96-brøndspladen indeholdende PBS eller ekstraktionsbuffer i den UIP400MTP sonikerbakke. Følg instruktionerne i manualen for at placere multi-brøndpladen korrekt.
Soniker i 5-6 minutter ved en blid indstilling (60% amplitude, pulstilstand), hvilket sikrer ensartet forstyrrelse af biofilmstrukturen og frigivelse af EM-komponenter.
Brug temperaturkontrol af UIP400MTP sonicator (temperatursensor og indstillinger) for at undgå overdreven opvarmning eller sample skader. - Kationbytterharpiks (CER) behandling
Overfør den sonikerede væske fra hver brønd til en ny 96-brønds plade.
Tilsæt et dobbelt volumen CER-suspension (fremstillet i PBS eller buffer) til hver brønd (f.eks. 400 μL samlet volumen pr. brønd).
Forsegl pladen og inkuber den på en pladeryster eller rotator ved 400 rpm i 3 timer for at tillade binding og isolering af EM-komponenter. - Adskillelse og filtrering
Pladen centrifugeres ved 2.000 × g i 10 minutter for at adskille harpiksen og cellerne fra supernatanten.
Overfør forsigtigt den EM-holdige supernatant fra hver brønd til en ny plade med 96 brønde.
Supernatanten filtreres gennem et 0,22 μm filter ved hjælp af et pladebaseret vakuummanifoldsystem eller tilsvarende for at opnå et rent EM-ekstrakt. - Analyse af EM
Brug teknikker såsom UPLC-Q-TOF-MS til ikke-målrettet metabolitprofilering, eller anvend specifikke assays (f.eks. BCA for proteiner, triglycerid og kulhydratkvantificeringssæt) til at karakterisere EM-komponenter.
Ekstracellulær matrixekstraktion med høj kapacitet
Den høje effektivitet af ekstracellulær matrix (EM) ekstraktion med UIP400MTP sonicator har revolutioneret prøveforberedelse til analyser, der kræver nøjagtig analyse af biofilmegenskaber. UIP400MTP bruger ultralydsbølger til præcist og ensartet at forstyrre biofilmmatrixen, hvilket muliggør effektiv frigivelse af EM-komponenter, samtidig med at cellens levedygtighed og integritet bevares. Denne tilgang forbedrer pålideligheden af assays som f.eks. biofilm-levedygtighedstest, proteomiske og metabolomiske undersøgelser og evalueringer af antimikrobiel følsomhed.
Til biofilmgenvindingsanalyser, såsom optælling af kolonidannende enheder (CFU), sikrer EM-ekstraktion med UIP400MTP uhindret adgang af reagenser til biofilmindlejrede celler. På samme måde drager proteomiske og metabolomiske analyser, såsom UPLC-Q-TOF-MS, fordel af højtydende isolering af proteiner, lipider og metabolitter. UIP400MTP understøtter også præcis antimikrobiel følsomhedstestning, hvilket giver mulighed for nøjagtig bestemmelse af biofilm MIC- og MBEC-værdier. Desuden hjælper den effektive ekstraktion, der lettes af UIP400MTP, enzymaktivitetsanalyser, komponentkvantificering og strukturelle undersøgelser, hvilket giver værdifuld indsigt i ekstracellulære matricers rolle i biofilmarkitektur, adhæsion og resistensmekanismer.
Denne reproducerbare ekstraktionsmetode med høj kapacitet optimerer EM-præparationen og sikrer overlegne resultater på tværs af en række biofilmrelaterede analyser.
EM-ekstraktion med høj kapacitet med 96-brønds plade sonicator UIP400MTP
Litteratur / Referencer
- 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.
Ofte stillede spørgsmål
Hvad er formålet med den ekstracellulære matrix?
Den ekstracellulære matrix (EM eller ECM) giver strukturel støtte til celler, regulerer intercellulær kommunikation og påvirker celleadfærd.
Hvad gør ekstracellulær matrix for væv?
For væv fungerer EM som et stillads, der opretholder strukturel integritet, letter mekanisk modstandsdygtighed og formidler biokemisk signalering for at regulere processer som vækst, differentiering og reparation.
Hvad er ekstracellulær matrixadhæsion?
Ekstracellulær matrixadhæsion refererer til interaktionen mellem celler og EM, primært medieret af celleoverfladeadhæsionsmolekyler som integriner, der muliggør celleforankring, signaltransduktion og migration.
Hvorfor ekstraheres den ekstracellulære matrix til analyser?
EM ekstraheres til analyser for at studere dets sammensætning, forstå dets rolle i cellulære processer og undersøge dets indflydelse på sygdomsprogression, herunder biofilmdannelse og antimikrobiel resistens.
Hvad er almindelige ekstraktionsprocedurer for ekstracellulær matrix?
Almindelige ekstraktionsprocedurer omfatter fysiske metoder som ultralydbehandling, kemiske behandlinger med rengøringsmidler eller salte og enzymatisk fordøjelse for at isolere EM-komponenter, samtidig med at deres integritet bevares.
Hvad er decellularized extracellular matrix (dECM)?
Decellulariseret ekstracellulær matrix (dECM) opnås ved at fjerne cellulært materiale fra væv, samtidig med at EM's strukturelle og biokemiske egenskaber bevares. Det bruges i regenerativ medicin som et stillads til vævsteknik og cellekultur.
Læs mere om ultralydsassisteret decellularisering af ekstracellulær matrix!
Hielscher Ultrasonics fremstiller højtydende ultralydshomogenisatorer fra Lab til industriel størrelse.


