Biofilm-Entfernung mit dem Hochdurchsatzsonicator UIP400MTP
Hochdurchsatz-Schallgeräte für Multi-Well-Platten und 96-Well-Platten sind unverzichtbare Werkzeuge in der Biofilmforschung, insbesondere für das Ablösen und Entfernen von Biofilmen aus Vertiefungen, Röhrchen, Stiften und Petrischalen. Diese Sonicators erleichtern die gleichzeitige Bearbeitung zahlreicher Proben und verbessern die Effizienz und Konsistenz. Das Hielscher Hochdurchsatz-Schallgerät UIP400MTP ist ideal für die Beschallung von Multiwell-Platten, 96-Well-Platten, mehreren Röhrchen oder Petrischalen. Die gleichmäßige Ultraschallschwingung und Kavitation entfernt zuverlässig Biofilme vom Boden der Platte. Dies macht den Multiwell-Plattenbeschaller UIP400MTP zum idealen Probenvorbereitungsgerät für die Entfernung von Biofilmen, Biofilm-Assays und die Erforschung von Bakterien und Mikroben.
Multiwell-Platten-Sonicator UIP400MTP zur Biofilm-Dislodierung und -Entfernung bei der Probenvorbereitung im Hochdurchsatzverfahren:
- Bakterielle Biofilme
- Eukaryotische Biofilme
- Biofilme von Pilzen
- Archäologische Biofilme
- Polymikrobielle Biofilme / Biofilme mit gemischten Arten
- Zahnmedizinische Biofilme (Plaque)
- Marine Biofilme
- Biofilme in der Umwelt
- Biofilme für Medizinprodukte
- Kultivierte Zellsuspensionen
UIP400MTP Hochdurchsatz-Sonicator zur Entfernung von Biofilm aus Multiwell-Platten, 96-Well-Platten, Röhrchen und Petrischalen.
Dieser Hielscher Sonicator ist ISO-zertifiziert, UL, RoHs und CE-konform. Er kann rund um die Uhr für Arbeitsabläufe mit hohem Durchsatz eingesetzt werden.
Lösen und Entfernen von Biofilmen durch Sonikation
Das Hielscher Hochdurchsatzbeschallungsgerät UIP400MTP ist für die zuverlässige und gleichmäßige Beschallung von Multiwell- und 96-Well-Platten ausgelegt. Das für die Biofilmforschung unverzichtbare Multiwell-Plattenbeschallungsgerät UIP400MTP bietet eine zuverlässige Technologie zum Lösen und Entfernen von Biofilmen auf Multiwell-Platten, Röhrchen und Petrischalen. Der UIP400MTP ermöglicht eine Probenvorbereitung mit hohem Durchsatz und verbessert die Effizienz und Konsistenz von Biofilm-Assays und anderen damit verbundenen Studien, was diesen Sonicator sowohl in der akademischen als auch in der industriellen mikrobiologischen Forschung unverzichtbar macht.
Entfernung von Biofilmen durch Beschallung: Für die Biofilmablösung lässt man Biofilme in den Vertiefungen der Multiwell-Platte unter kontrollierten Bedingungen entstehen. Die Platte wird dann in den Sonicator gestellt, wo Parameter wie Zeit, Amplitude und Frequenz entsprechend den spezifischen Anforderungen des Biofilmtyps und der Versuchsziele eingestellt werden. Die Ultraschallwellen erzeugen in jeder Vertiefung Kavitation, wodurch die Biofilm-Matrix effektiv aufgebrochen und die Zellen abgelöst werden.
Probenvorbereitung mit Ultraschall für Biofilme: Bei Biofilmtests gibt es mehrere Anwendungsmöglichkeiten für Hochdurchsatz-Sonikatoren. Nach der Beschallung können die abgelösten Biofilmzellen gesammelt und mit verschiedenen Tests wie Kristallviolettfärbung, Zählung lebensfähiger Zellen oder Biomassemessung quantifiziert werden. Außerdem können Biofilme mit antimikrobiellen Wirkstoffen behandelt und anschließend beschallt werden, um die Wirksamkeit dieser Wirkstoffe bei der Zerstörung von Biofilmen zu bewerten. Abgelöste Biofilmzellen sind auch für genomische und proteomische Studien nützlich, da sie für die DNA-, RNA- und Proteinextraktion zur weiteren molekularen Analyse verwendet werden können.
Hochdurchsatz-Sonikatoren bieten zahlreiche Vorteile. Sie ermöglichen die gleichzeitige Verarbeitung mehrerer Proben, was Zeit und Arbeit spart, und gewährleisten eine einheitliche Behandlung aller Vertiefungen, was die Variabilität verringert und die Reproduzierbarkeit der Ergebnisse verbessert. Diese Geräte sind auch für groß angelegte Studien geeignet und ermöglichen ein Hochdurchsatz-Screening der Biofilmbildung, -auflösung und -behandlung.
(A) Platte, die TSB mit 2 % Glukose enthält und für die Biofilmbildung, die Zellwiederherstellung und die Bestimmung von MHK und MBCB verwendet wird; (B) Deckel mit Stiften für die Bildung von Staphylokokken-Biofilmen.
Die auf den Stiften gebildeten Biofilmzellen wurden mit dem Hielscher Sonicator UIP250MTP für 5 Minuten in 96-Well-Platten mit frischem Kulturmedium abgelöst, um die Zellen zu gewinnen.
(Bild und Studie: ©de Oliveira et al., 2016)
Sonicator UIP400MTP für 96-Well-Platten für die Beschallung von Mikrotiter- und Multiwell-Platten
Bedeutung der Biofilmentfernung mit Ultraschall in der Biofilmforschung
Die Entfernung von Biofilmen mit Ultraschall ist in der Biofilmforschung aufgrund ihrer Wirksamkeit, Konsistenz, Effizienz und Vielseitigkeit von entscheidender Bedeutung. Sie gewährleistet eine gründliche und gleichmäßige Zerstörung von Biofilmen und erleichtert eine genaue und reproduzierbare Analyse in verschiedenen Biofilmtests. Diese Tests, einschließlich Kristallviolettfärbung, Zählung lebensfähiger Zellen, ATP-Biolumineszenz, XTT-Reduktion, mikroskopische Analyse und Nukleinsäure-/Proteinextraktion, bieten umfassende Einblicke in die Biofilmbildung, Lebensfähigkeit, Struktur und Reaktion auf Behandlungen.
Durch die Beschallung wird der Biofilm sanft von festen Substraten wie Plattenböden, Stiften, Stiften oder Deckgläsern abgelöst und entfernt.
- Wirksame Unterbrechung von Biofilmen:
Kavitation: Ultraschallwellen erzeugen Kavitationsblasen, die beim Kollabieren starke Scherkräfte erzeugen und so die komplexe Struktur von Biofilmen wirksam zerstören.
Gründliches Ablösen: Sorgt dafür, dass die Biofilmzellen gründlich von den Oberflächen abgelöst werden, was für eine genaue Quantifizierung und Analyse entscheidend ist. - Konsistenz und Reproduzierbarkeit:
Gleichmäßige Behandlung: Ultraschallgeräte mit hohem Durchsatz sorgen für eine gleichmäßige Verteilung der Ultraschallenergie über alle Proben, was die Variabilität verringert und die Reproduzierbarkeit verbessert.
Standardisierung: Ermöglicht die Standardisierung von Biofilm-Unterbrechungsprotokollen, was zu zuverlässigeren und vergleichbaren Ergebnissen führt. - Effizienz:
Hohe Durchsatzkapazität: Ermöglicht die gleichzeitige Verarbeitung mehrerer Proben, spart Zeit und erhöht den Durchsatz bei Biofilmstudien.
Automatisierung: Kann problemlos in automatisierte Arbeitsabläufe integriert werden, was die Effizienz weiter steigert und die manuelle Arbeit reduziert. - Bewahrung der Lebensfähigkeit und Integrität:
Kontrollierte Bedingungen: Parameter wie Zeit und Intensität können genau eingestellt werden, um Biofilme zu zerstören, ohne die Lebensfähigkeit oder Integrität der Zellen zu beeinträchtigen, was für nachfolgende Tests wichtig ist. - Vielseitigkeit:
Breite Anwendbarkeit: Geeignet für verschiedene Arten von Biofilmen (Bakterien, Pilze, gemischte Arten) und kompatibel mit verschiedenen Oberflächen und Materialien, die in der Biofilmforschung verwendet werden.
Der Multi-Well-Platten-Sonicator UIP400MTP bietet zahlreiche Vorteile, die ihn zu einem unverzichtbaren Werkzeug für die Probenvorbereitung im Hochdurchsatz machen.
Hielscher Ultrasonics bietet verschiedene Schallkopfmodelle an, darunter Sonotroden, berührungslose Schallköpfe und Ultraschallgeräte mit hohem Durchsatz. Nehmen Sie jetzt Kontakt mit uns auf! Unsere technischen Experten besprechen gerne mit Ihnen Ihre Verfahrensanforderungen und empfehlen Ihnen den für Ihre Biofilm-Anwendung am besten geeigneten Sonicator.
Mikrotiterplatten-Sonicator UIP400MTP wird zur Beseitigung von Biofilmen für die Forschung verwendet
Literatur / Literaturhinweise
- FactSheet UIP400MTP Multi-well Plate Sonicator – Non-Contact Sonicator – Hielscher Ultrasonics
- UIP400MTP-Multi-well-Plate-Sonicator-Infographic
- 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.
Häufig gestellte Fragen zur Biofilmforschung
Was ist das häufigste Gerüst für Biofilme?
Das häufigste Gerüst für Biofilme in der Laborforschung ist die Mikrotiterplatte. Mikrotiterplatten, insbesondere das 96-Well-Format, werden aufgrund ihrer Vielseitigkeit, einfachen Handhabung und Kompatibilität mit verschiedenen Analysetechniken häufig verwendet.
Was ist die beste 96-Well-Platte für Biofilme?
Welche 96-Well-Platte sich am besten für Biofilmstudien eignet, hängt von mehreren Faktoren ab, darunter die Art des untersuchten Biofilms, der Versuchsaufbau und die spezifischen Anforderungen der Forschung. Einige allgemein empfohlene 96-Well-Platten für Biofilmstudien sind jedoch folgende:
- Corning® Costar® 3596 96-well Clear Flat Bottom Plate: Diese Platte wird häufig aufgrund ihrer hohen optischen Klarheit verwendet, die für die Bildgebung und spektrophotometrische Tests von Vorteil ist.
- Nunc™ MicroWell™ 96-Well-Platten: Diese Platten sind für ihre gleichmäßigen Well-Abmessungen und ihre hohe optische Klarheit bekannt. Sie sind mit verschiedenen Oberflächenbehandlungen erhältlich, um verschiedene Arten von Zellkulturen zu unterstützen.
- Greiner Bio-One CELLSTAR® 96-Well Mikroplatte: Diese Platte wird häufig für Biofilmstudien verwendet, da sie eine gleichbleibende Well-to-Well-Qualität aufweist und mit verschiedenen Oberflächenbeschichtungen erhältlich ist, z. B. mit Gewebekulturen behandelte oder gering bindende Oberflächen.
- 96-Well-Platten mit schwarzem/klarem Boden: Für Studien, die Fluoreszenz- oder Lumineszenzmessungen erfordern, sind schwarze Platten mit klarem Boden (z. B. Corning® 3603) ideal, da sie das Übersprechen zwischen den Vertiefungen minimieren und die Signalerkennung verbessern.
- Hydrophob oder hydrophil beschichtete Platten: Je nach Art des Biofilms und des Mikroorganismus können Platten mit spezifischen Beschichtungen, die die Adhäsion fördern oder hemmen, von Vorteil sein. So können beispielsweise hydrophobe Platten für Biofilme geeignet sein, die von bestimmten Bakterien gebildet werden.
- Biofilm-spezifische Platten: Einige Hersteller bieten Platten an, die speziell für die Biofilmforschung entwickelt wurden. Diese Platten haben oft verbesserte Oberflächeneigenschaften, die die Biofilmbildung fördern, und sind für Biofilmtests optimiert.
Bei der Auswahl einer 96-Well-Platte für Biofilmstudien sind folgende Kriterien zu beachten:
- Material und Oberflächenbehandlung: Wählen Sie ein Plattenmaterial und eine Oberflächenbehandlung, die die Adhäsion und das Wachstum der von Ihnen untersuchten biofilmbildenden Mikroorganismen fördert.
Optische Klarheit: Bei Assays, die optische Messungen erfordern, muss die Platte eine hohe optische Klarheit aufweisen. - Well-Design: Berücksichtigen Sie die Form und Tiefe der Vertiefungen, die sich auf das Wachstum des Biofilms und die Wirksamkeit der nachfolgenden Behandlungen oder Messungen auswirken können.
- Kompatibilität mit Geräten: Vergewissern Sie sich, dass die Platte mit Ihrem Sonicator, Inkubator und allen anderen in Ihrer Studie verwendeten Geräten kompatibel ist. Der Hielscher Multiwell-Platten-Sonicator ist mit allen Standard-Mikrotiter- und Multiwell-Platten kompatibel.
Letztlich hängt die beste Wahl von den spezifischen Anforderungen Ihrer Biofilmforschung und den Eigenschaften der beteiligten Mikroorganismen ab.
Was sind typische Biofilm-Assays für die Forschung?
In der Forschung und Diagnostik werden verschiedene Arten von Assays zur Untersuchung und Klassifizierung von Biofilmen eingesetzt. Die Beschallung ist ein gängiger Schritt der Probenvorbereitung, um den Biofilm von seinem festen Substrat zu lösen und ihn für Tests und Analysen verfügbar zu machen.
- Kristallviolett-Färbung:
Zweck: Quantifizierung der gesamten Biofilm-Biomasse.
Methode: Biofilme werden mit kristallviolettem Farbstoff angefärbt, der Farbstoff wird dann aufgelöst und spektrophotometrisch gemessen.
Anwendung: Zur Beurteilung der Biofilmbildung und der Wirkung von antimikrobiellen Mitteln. - Zählung lebensfähiger Zellen (CFU-Assay):
Zweck: Bestimmt die Anzahl der lebensfähigen Biofilmzellen.
Methode: Abgelöste Biofilmzellen werden seriell verdünnt und auf Agar ausplattiert, um koloniebildende Einheiten (KBE) zu zählen.
Anwendung: Bewertung der Lebensfähigkeit von Biofilmzellen und der antimikrobiellen Wirksamkeit. - ATP-Biolumineszenz:
Zweck: Messung der Stoffwechselaktivität von Biofilmzellen.
Methode: Der ATP-Gehalt wird mit Hilfe eines Biolumineszenz-Tests quantifiziert.
Anwendung: Zeigt die Lebensfähigkeit und den Stoffwechselzustand des Biofilms an. - XTT-Reduktions-Assay:
Zweck: Bewertung der zellulären Stoffwechselaktivität.
Methode: Das XTT-Reagenz wird von stoffwechselaktiven Zellen unter Bildung eines farbigen Formazanprodukts reduziert, das spektrophotometrisch quantifiziert wird.
Anwendung: Zur Bewertung der Lebensfähigkeit von Biofilmzellen und der Wirkung von Behandlungen. - Mikroskopische Analyse:
Zweck: Visualisierung von Struktur und Zusammensetzung des Biofilms.
Methode: Zu den Techniken gehören Lichtmikroskopie, konfokale Laser-Scanning-Mikroskopie (CLSM) und Rasterelektronenmikroskopie (SEM).
Anwendung: Ermöglicht detaillierte Einblicke in die Architektur und Verteilung von Biofilmen sowie in die Auswirkungen von Behandlungen. - DNA-, RNA- und Proteinextraktion:
Zweck: Analyse der genetischen und proteomischen Profile von Biofilmzellen.
Methode: Biofilmzellen werden lysiert, um Nukleinsäuren und Proteine für nachgeschaltete Analysen zu extrahieren (z. B. PCR, qPCR, Sequenzierung, Proteomik).
Anwendung: Untersuchung der Genexpression, der genetischen Vielfalt und der Proteinexpression in Biofilmen. - Biofilm-Inhibitions- und Eradikationsversuche:
Zweck: Prüfung von Verbindungen auf ihre Fähigkeit, die Bildung von Biofilmen zu verhindern oder bestehende Biofilme zu beseitigen.
Methode: Biofilme werden mit potenziellen Anti-Biofilm-Mitteln behandelt, und die Zerstörung wird mit den oben genannten Tests bewertet.
Anwendung: Entdeckung von Medikamenten und Entwicklung von Anti-Biofilm-Therapien.
Hielscher Ultrasonics fertigt Hochleistungs-Ultraschall-Homogenisatoren vom Labor bis zum voll-kommerziellen Industriemaßstab.