Πρωτόκολλο Καλλιέργειας και Αποκόλλησης Βιοϋμενίου Σταφυλόκοκκου
Οι τυποποιημένες μέθοδοι είναι απαραίτητες για αξιόπιστα ερευνητικά αποτελέσματα. Εδώ μπορείτε να βρείτε ένα πρωτόκολλο καλλιέργειας και αποκόλλησης για σταφυλοκοκκικά βιοφίλμ. Αυτό το πρωτόκολλο επικεντρώνεται στην απλοποιημένη προετοιμασία δείγματος υψηλής απόδοσης χρησιμοποιώντας UIP400MTP υπερηχητικό πλάκας πολλαπλών φρεατίων για αποτελεσματική αποκόλληση βιοϋμενίου υψηλής απόδοσης σε πλάκες 96 φρεατίων. Το πρωτόκολλο περιέχει επίσης βασικά βήματα για την καλλιέργεια, το πλύσιμο και την οπτικοποίηση του βιοϋμενίου, με έμφαση στην ελαχιστοποίηση της μεταβλητότητας και τη διασφάλιση της αναπαραγωγιμότητας.
Staphylococcus Biofilm και αντιβιοτική έρευνα
Τα βιοφίλμ σταφυλόκοκκου παίζουν κρίσιμο ρόλο στις επίμονες λοιμώξεις λόγω της αντοχής τους στα αντιβιοτικά και τις ανοσολογικές αντιδράσεις. Ο σχηματισμός βιοϋμενίου παρέχει ένα προστατευτικό περιβάλλον για τα βακτήρια, καθιστώντας δύσκολη τη θεραπεία των λοιμώξεων. Η έρευνα για τα βιοφίλμ συχνά επικεντρώνεται στην κατανόηση του σχηματισμού, της συμπεριφοράς και της ευαισθησίας τους στα αντιμικροβιακά, με έμφαση στις μεθόδους υψηλής απόδοσης για τον εξορθολογισμό των πειραματικών ροών εργασίας.
Ο UIP400MTP υπερήχων πολλαπλών φρεατίων προσφέρει ένα σημαντικό πλεονέκτημα στην έρευνα βιοϋμενίου, επιτρέποντας την ταχεία και αποτελεσματική αποκόλληση βιοφίλμ από πλάκες 96 φρεατίων. Αυτή η συσκευή παρέχει ομοιόμορφη υπερηχητική ενέργεια σε όλα τα πηγάδια, εξασφαλίζοντας συνεπή αποτελέσματα ελαχιστοποιώντας παράλληλα τη μεταβλητότητα.
Πρωτόκολλο Καλλιέργειας και Αποκόλλησης Βιοφίλμ Σταφυλόκοκκου
Παρακάτω, σας καθοδηγούμε με οδηγίες βήμα προς βήμα στη διαδικασία καλλιέργειας και αποκόλλησης ενός βιοφίλμ σταφυλόκοκκου. Ως υποδειγματικό αναλυτικό βήμα, σας δείχνουμε πώς να ποσοτικοποιήσετε φασματοφωτομετρικά την καλλιεργούμενη βιομάζα με κρυσταλλική ιώδη χρώση.
Καλλιέργεια βιοϋμενίου σταφυλόκοκκου
Απαιτούμενα υλικά:
- Αποστειρωμένες πλάκες μικροτιτλοδότησης επεξεργασμένες με πολυστυρένιο με επίπεδη πυθμένα 96 κοιλοτήτων με κυτταρική καλλιέργεια με καπάκια
- Τρυπτικός ζωμός σόγιας (TSB) με 0,25% γλυκόζη
- Ερμάριο βιολογικής ασφάλειας
Βήματα:
- Προετοιμάστε ένα αποστειρωμένο περιβάλλον εργασίας σε ένα ερμάριο βιολογικής ασφάλειας για να ελαχιστοποιήσετε τη μόλυνση.
- Προσθέστε TSB που περιέχει 0,25% γλυκόζη στις κοιλότητες της πλάκας μικροτιτλοδότησης. Το TSB χωρίς γλυκόζη δεν υποστηρίζει γενικά το σχηματισμό βιοϋμενίου και θα πρέπει να χρησιμοποιείται μόνο ως μάρτυρας εάν απαιτείται.
- Εμβολιάζονται οι κοιλότητες με βακτηριακά στελέχη που παρασκευάζονται όπως περιγράφεται παρακάτω:
- Προετοιμάστε βακτηριακά εναιωρήματα, εξασφαλίζοντας ότι δεν υπάρχουν προϋπάρχουσες κυτταρικές ομάδες ομογενοποιώντας τα εναιωρήματα χρησιμοποιώντας υπερήχους ή διασπώντας συστάδες με βελόνα 23 μετρητών και σύντομη δίνη.
- Σφραγίστε την πλάκα με το καπάκι της και επωάστε υπό συνθήκες βέλτιστες για το σχηματισμό βιοφίλμ (π.χ. 37°C για 24 ώρες).
- Εκτελέστε το πείραμα εις τριπλούν για κάθε βακτηριακό στέλεχος (τρεις κοιλότητες ανά στέλεχος) για να εξασφαλίσετε αξιοπιστία.
- Διαθέστε έξι φρεάτια ανά πλάκα για αρνητικούς μάρτυρες. Μπορούν να ελεγχθούν έως και 30 στελέχη ανά πλάκα 96 φρεατίων.
Οπτικοποίηση και πλύσιμο βιοϋμενίου
- Μετά την επώαση, απορρίψτε προσεκτικά το θρεπτικό μέσο για να μην διαταραχθεί το βιοφίλμ.
- Πλύνετε κάθε φρεάτιο τέσσερις φορές με φυσιολογικό ορό για να αφαιρέσετε τα πλαγκτονικά βακτήρια.
- Επιθεωρήστε τον πυθμένα των φρεατίων για λευκές κηλίδες ενδεικτικές παρουσίας βιοϋμενίου.
Αποκόλληση βιοϋμενίου με χρήση του υπερηχητικού πλάκας πολλαπλών φρεατίων UIP400MTP
Ρύθμιση συσκευής και παράμετροι:
- UIP400MTP υπερήχων πλάκας πολλαπλών φρεατίων
- Ρυθμίσεις λειτουργίας: 60% πλάτος, λειτουργία κύκλου με 60 δευτερόλεπτα ON / 30 δευτερόλεπτα OFF
Βήματα:
- Τοποθετήστε την πλυμένη πλάκα μικροτιτλοδότησης στην πλατφόρμα UIP400MTP.
- Υπερήχηση των δειγμάτων στις συνιστώμενες ρυθμίσεις (60% πλάτος, 60 δευτερόλεπτα ON, 30 δευτερόλεπτα OFF). Προσαρμόστε τις ρυθμίσεις στο στέλεχος βακτηρίων.
- Ξεκινήστε τη διαδικασία υπερήχων για να αποσυνδέσετε το βιοφίλμ. Τα υπερηχητικά κύματα διαταράσσουν τη μήτρα βιοφίλμ, απελευθερώνοντας τα προσκολλημένα βακτήρια.
- Το UIP400MTP εξασφαλίζει ομοιόμορφη έκθεση σε όλα τα φρεάτια για συνεπή αποτελέσματα αποκόλλησης.
Αναλυτικό βήμα: Ποσοτικοποίηση αποσπασμένης βιομάζας βιοφίλμ σταφυλόκοκκου με χρήση κρυσταλλικού ιώδους (CV)
Απαιτούμενα υλικά:
- 0.1% διάλυμα κρυσταλλικού ιώδους (CV)
- 95% αιθανόλη ή 30% οξικό οξύ (για διαλυτοποίηση)
- Συσκευή ανάγνωσης μικροπλακών με δυνατότητα ανάγνωσης στα 570 nm
- Αποστειρωμένες πλάκες μικροτιτλοδότησης για χρώση
Βήματα:
- Προετοιμασία της πλάκας χρώσης: Μεταφέρονται 100 μL του αποσπασμένου εναιωρήματος βιοϋμενίου από κάθε κοιλότητα της υπερηχητικής πλάκας σε αντίστοιχες κοιλότητες μιας καθαρής, αποστειρωμένης πλάκας μικροτιτλοδότησης 96 κοιλοτήτων. Αυτό εξασφαλίζει ένα σαφές και ομοιόμορφο περιβάλλον για χρώση.
- Χρώση του αποσπασμένου βιοϋμενίου: Προστίθενται 150 μL διαλύματος κρυσταλλικού ιώδους 0,1% σε κάθε κοιλότητα που περιέχει το αποσπασμένο εναιώρημα βιοϋμενίου. Πιπέτα απαλά για να εξασφαλιστεί ομοιόμορφη ανάμιξη του εναιωρήματος βιοϋμενίου και του κρυσταλλικού βιολετί.
- Επώαση: Αφήστε την πλάκα να επωαστεί σε θερμοκρασία δωματίου για 15 λεπτά για να μπορέσει το κρυσταλλικό ιώδες να λεκιάσει αποτελεσματικά τη βιομάζα.
- Πλύσιμο: Μετά την επώαση, απορρίψτε προσεκτικά το κρυσταλλικό ιώδες διάλυμα από τις κοιλότητες χωρίς να διαταράξετε τη βιομάζα. Πλύνετε κάθε φρεάτιο τρεις φορές με αποστειρωμένο φυσιολογικό ορό για να αφαιρέσετε τους μη δεσμευμένους λεκέδες.
- Στέγνωμα: Αφήστε την πλάκα να στεγνώσει στον αέρα σε θερμοκρασία δωματίου ή κάτω από αποστειρωμένο απορροφητήρα ροής αέρα. Αποφύγετε τη θέρμανση, καθώς αυτό μπορεί να αλλάξει τα αποτελέσματα.
- Διαλυτοποίηση: Προσθέστε 200 μL 95% αιθανόλης (ή 30% οξικού οξέος, ανάλογα με τις τυποποιημένες εργαστηριακές πρακτικές) σε κάθε κοιλότητα για να διαλυτοποιηθεί το δεσμευμένο κρυσταλλικό ιώδες. Ανακατέψτε απαλά με σιφώνιο ή ανακινώντας το πιάτο για 10 λεπτά σε θερμοκρασία δωματίου.
- Μέτρηση: Μετράται η οπτική πυκνότητα (OD) του διαλυτοποιημένου κρυσταλλικού ιώδους διαλύματος στα 570 nm με συσκευή ανάγνωσης μικροπλακών.
- Ανάλυση δεδομένων: Αφαιρέστε τη μέση τιμή OD570 των αρνητικών μαρτύρων (κοιλότητες με TSB αλλά χωρίς βακτηριακό εμβόλιο) από πειραματικές κοιλότητες για να ληφθεί υπόψη η χρώση υποβάθρου. Καταγράψτε και αναλύστε τα δεδομένα.
Σημείωση: Εκτελέστε το πείραμα εις τριπλούν για κάθε κατάσταση για να εξασφαλίσετε την αναπαραγωγιμότητα. Εξασφαλίστε τον σωστό χειρισμό του κρυσταλλικού βιολετί και της αιθανόλης, τηρώντας τα πρωτόκολλα ασφάλειας και απόρριψης.
Τα βασικά οφέλη του UIP400MTP με μια ματιά:
- Επεξεργασία υψηλής απόδοσης: Σχεδιασμένο ειδικά για πλάκες πολλαπλών φρεατίων, επιτρέποντάς σας να επεξεργάζεστε ταυτόχρονα πολλά δείγματα.
- Ομοιόμορφη υπερηχητική κατανομή: Εξασφαλίζει ίση ένταση υπερήχων σε όλα τα πηγάδια, παρέχοντας συνεπή αποτελέσματα σε όλα τα δείγματα.
- Χρησιμοποιήστε οποιαδήποτε τυποποιημένη πλάκα: Το UIP400MTP μπορεί να χειριστεί οποιεσδήποτε τυποποιημένες πλάκες πολλαπλών φρεατίων, πιάτα Petri και ράφια σωλήνων. Δεν απαιτούνται ακριβές ιδιόκτητες πλάκες!
- Φιλική προς το χρήστη διεπαφή: Εύκολη εγκατάσταση και έλεγχος, καθιστώντας το ένα εξαιρετικό εργαλείο για την αύξηση της παραγωγικότητας του εργαστηρίου. Οι προγραμματιζόμενες ρυθμίσεις και ο αυτοματισμός διευκολύνουν την τυποποίηση της διαδικασίας!
Αποκόλληση βιοϋμενίου υψηλής απόδοσης με την πλάκα 96 φρεατίων με υπερήχους UIP400MTP
Βιβλιογραφία / Αναφορές
- 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.
Συχνές Ερωτήσεις
Τι είναι οι εξωκυτταρικές πολυμερείς ουσίες (EPS);
Οι εξωκυτταρικές πολυμερείς ουσίες (EPS) είναι ένα σύνθετο μείγμα βιοπολυμερών, που αποτελείται κυρίως από πολυσακχαρίτες, πρωτεΐνες, νουκλεϊνικά οξέα και λιπίδια, που εκκρίνονται από μικροοργανισμούς σε βιοφίλμ. Το EPS σχηματίζει μια προστατευτική μήτρα που περικλείει τη μικροβιακή κοινότητα, παρέχοντας δομική ακεραιότητα, μεσολαβώντας στην πρόσφυση στις επιφάνειες και προστατεύοντας τα κύτταρα από περιβαλλοντικές πιέσεις, συμπεριλαμβανομένων των αντιβιοτικών και των ανοσολογικών αντιδράσεων.
Τι σημαίνει πλαγκτονικά βακτήρια;
Τα πλαγκτονικά βακτήρια είναι ελεύθερα επιπλέοντες, μονοκύτταροι μικροοργανισμοί που υπάρχουν σε εναιώρημα, όπως σε υγρή καλλιέργεια ή σωματικά υγρά, αντί να συνδέονται με επιφάνειες ή να σχηματίζουν δομημένες κοινότητες όπως τα βιοφίλμ.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ βιοϋμενίου και πλαγκτονικών βακτηρίων;
Η βασική διαφορά μεταξύ βιοϋμενίου και πλαγκτονικών βακτηρίων έγκειται στην οργάνωσή τους. Τα βιοφίλμ είναι δομημένες, επιφανειακά συνδεδεμένες κοινότητες βακτηρίων ενσωματωμένων σε μια μήτρα εξωκυτταρικής πολυμερούς ουσίας (EPS), ενώ τα πλαγκτονικά βακτήρια επιπλέουν ελεύθερα και στερούνται τέτοιας δομικής οργάνωσης.
Είναι τα βακτήρια στα βιοφίλμ πιο δύσκολο να αντιμετωπιστούν με αντιβιοτικά από τα πλαγκτονικά βακτήρια;
Τα βακτήρια στα βιοφίλμ είναι σημαντικά πιο δύσκολο να αντιμετωπιστούν με αντιβιοτικά σε σύγκριση με τα πλαγκτονικά βακτήρια. Η μήτρα βιοφίλμ λειτουργεί ως φυσικός φραγμός και τα βακτήρια στο εσωτερικό παρουσιάζουν αλλοιωμένες μεταβολικές καταστάσεις και αυξημένη αντοχή στο στρες, συμβάλλοντας στη μειωμένη αποτελεσματικότητα των αντιβιοτικών.
Μπορούν τα βιοφίλμ να σκοτωθούν από αντιβιοτικά;
Τα βιοφίλμ μπορούν μερικές φορές να εξαλειφθούν με αντιβιοτικά, αλλά αυτό είναι δύσκολο. Η αποτελεσματική θεραπεία συχνά απαιτεί υψηλές συγκεντρώσεις αντιβιοτικών, ειδικούς συνδυασμούς ή συμπληρωματικές θεραπείες, καθώς η μήτρα EPS και οι μηχανισμοί βακτηριακής αντίστασης θωρακίζουν το βιοφίλμ.
Είναι ο σταφυλόκοκκος προσκολλημένα βακτήρια;
Τα βακτήρια Staphylococcus είναι γνωστά για τις ικανότητες προσκόλλησής τους. Προσκολλώνται εύκολα σε επιφάνειες, σχηματίζοντας βιοφίλμ, ειδικά σε ιατρικές συσκευές ή ιστούς ξενιστές, καθιστώντας τα σημαντικό παράγοντα σε επίμονες λοιμώξεις.
Τι είδους βακτήρια σταφυλόκοκκου υπάρχουν;
Τα βακτήρια Staphylococcus περιλαμβάνουν διάφορους τύπους, με τους πιο αξιοσημείωτους να είναι ο Staphylococcus aureus και ο Staphylococcus epidermidis. Ο S. aureus είναι παθογόνος και μπορεί να προκαλέσει σοβαρές λοιμώξεις, ενώ ο S. epidermidis συνδέεται συνήθως με λοιμώξεις συσκευών που σχετίζονται με το βιοφίλμ.
Τι είναι το Crystal Violet;
Το κρυσταλλικό ιώδες είναι μια βασική βαφή που χρησιμοποιείται συνήθως για τη χρώση βιολογικών υλικών. Στη μικροβιολογία, χρησιμοποιείται για την εκτίμηση του σχηματισμού βιοφίλμ με χρώση βιομάζας, η οποία μπορεί στη συνέχεια να ποσοτικοποιηθεί φασματοφωτομετρικά.
Hielscher Υπέρηχοι κατασκευάζει υψηλής απόδοσης υπερήχων ομογενοποιητές από εργαστήριο προς βιομηχανικό μέγεθος.



