Hielscheri mitme proovi sonikaatorite kasutamise protokoll biokile ja proteoomika analüüsis
Mitme proovi sonikaatorite, nagu VialTweeter Multi-Tube Sonicator ja UIP400MTP mikroplaadi sonikaator, kasutamine sujuvamaks muudab laboritöövooge suure läbilaskevõimega rakenduste jaoks. Mõlemad seadmed võimaldavad täpset ja ühtlast ultraheli töötlust mitmel proovil korraga, vähendades varieeruvust ja parandades korratavust. See on eriti kasulik katsetes, mis nõuavad ühtlast proovide lüüsi, biokile eraldamist, valkude ekstraheerimist või proteolüütilist lagundamist, kus käsitsi või ühe proovi meetodid on vähem tõhusad ja kalduvad ebaühtlusele.
Töövoogude sujuvamaks muutmine mitme proovi sonikaatoritega
UIP400MTP võimaldab näiteks mikroplaadi süvendite samaaegset ultraheli töötlust, tagades biokilede või rakumaterjali ühtlase eraldumise. VialTweeter pakub samal ajal mitme tuubi proovide täpset lüüsi ja homogeniseerimist ilma ristsaastumiseta. Need sonikaatorid lühendavad oluliselt töötlusaegu, parandavad katsete korratavust ja säilitavad proovide kõrge terviklikkuse, olles seeläbi asendamatud vahendid mikrobioloogia, proteoomika ja molekulaarbioloogia uuringutes.
Allpool on üksikasjalik protokoll, mis näitlikustab Hielscheri mitme proovi sonikaatorite mudelite – VialTweeter Multi-Tube Sonicator ja mikroplaadi sonikaator UIP400MTP – kasutamist uuringus, mis hõlmab E. coli biokile teket ja sellele järgnevat proteoomikaanalüüsi.
Multi-Well Plate Sonicator UIP400MTP – usaldusväärne proovide ettevalmistus suure läbilaskevõimega
Protokoll: biokile teke, eraldamine ja proteoomikaanalüüs Hielscheri mitme proovi sonikaatoritega
1. Bakterikultuuri ettevalmistus
- Kasvatage E. coli baktereid (tüvi W3110) temperatuuril 30°C, mis on E. coli biokile tekkeks soodne, trüptoonpuljongi (TB) söötmes, mis sisaldab:
– 10 g/L trüptooni
– 5 g/L NaCl - Lisage vajaduse korral antibiootikume, et tagada plasmiidi säilimine.
- Mikroskoopia ja promootori aktiivsuse uuringute jaoks kasutage E. coli tüve W3110, mille genoomis on tugevdatud GFP (eGFP) reporter rplL promootori kontrolli all.
- Kasutage GFP reporterplasmiide erinevate promootorite jaoks (nt csgA, csgD, fliA, fliC, flhD ) promootorite aktiivsuse mõõtmiseks.
2. Biokile kasvatamine ja eraldamine
- Külvake 1,5 mL lahjendatud bakterikultuuri süvendi kohta 12-süvendilisele plaadile (CellStar 12-süvendilised plaadid, Greiner Bio-One).
- Inkubeerige biokile tekkimiseks.
- Eemaldage planktoniline (mittekinnitunud) kultuur ettevaatlikult.
– Peske iga süvendit 500 µL PBS-iga.
– Eraldage kinnitunud rakud, sonikeerides 12-süvendilist plaati UIP400MTP mikroplaadi sonikaatoris. UIP400MTP tagab ühtlase eraldumise, edastades ühtlast ultraheli energiat kõikidesse süvenditesse.
– Sonikeerimise seaded: 60% amplituud, tsüklirežiim: 60 s sees / 30 s väljas.
3. Rakkude koristamine ja lüüs
- Tsentrifuugige eraldatud biokile rakke 4 500 g juures 5 minutit.
- Peske sadestatud rakke PBS-iga.
- Suspendeerige rakud uuesti 100 µL 2% naatriumlauroüülsarkosinaadis (SLS) ja inkubeerige 95°C juures 15 minutit.
- Sonikeerige VialTweeter Multi-Tube Sonicatoriga, et tagada rakkude täielik lüüs.
– Sonikeerimise seaded: 100% amplituud, 50 s sees / 10 s väljas, kogutöö aeg 10 min; hoidke proove jääl.
4. Redutseerimine ja alküülimine
- Lisage 5 mM tris(2-karboksüetüül)fosfiini (TCEP) disulfiidsidemete redutseerimiseks ja inkubeerige 95°C juures 15 minutit.
- Alküülige valgud 10 mM jodoatseetamiidiga 30 minutit temperatuuril 25°C.
5. Valgu kvantifitseerimine ja lagundamine
- Tsentrifuugige lüsaate prahi eemaldamiseks.
- Kvantifitseerige üldvalgu sisaldus Pierce BCA Protein Assay Kitiga.
- Lagundage 50 µg üldvalku 1 µg trüpsiiniga lahuses, mis sisaldab 2% SLS-i ja 100 mM ammooniumvesinikkarbonaati.
- Inkubeerige lagundamisreaktsiooni üleöö temperatuuril 30°C.
6. Peptiidide puhastamine
- Sadestage SLS, lisades 1,5% trifluoroäädikhapet (TFA), seejärel tsentrifuugige.
- Puhastage peptiide C18 mikrotsentrifuugikolonnidega.
- Kuivatage puhastatud peptiidid ja suspendeerige need uuesti 0,1% TFA-s.
7. Vedelikkromatograafia-massispektromeetria (LC-MS/MS)
- Analüüsige peptiide Q-Exactive Plus massispektromeetril, mis on ühendatud Ultimate 3000 RSLC nano süsteemiga.
- Eraldage peptiide pöördfaasilise HPLC kolonniga (75 µm × 42 cm), mis on pakitud C18 vaiguga (2,4 µm).
- Rakendage gradienti 2%-st kuni 35% lahustini B (atsetonitriil 0,15% sipelghappega) 140 minuti jooksul.
- Koguge andmeid kõrglahutusega MS skaneeringutega, millele järgnevad tandem MS/MS skaneeringud 10 kõige intensiivsemast ioonist.
8. Andmeanalüüs
- Töödelge LC-MS toorandmeid Progenesis tarkvaraga.
- Eksportige .mgf failid ja analüüsige neid MASCOTiga.
- Teostage peptiidide kvantifitseerimine SafeQuantiga kvaliteedikontrolliks ja valepositiivsete tulemuste korrigeerimiseks.
- Tehke kõik katsed duplikaatides või triplikaatides, et tagada korratavus.
Mitme proovi sonikaatorid suure läbilaskevõimega proovide ettevalmistuseks
Mitme proovi sonikaatorite mudelid VialTweeter ja UIP400MTP parandavad oluliselt katsete töövoogude täpsust ja tõhusust, eriti biokile uuringutes ja proteoomikas. Nende võime töödelda mitut proovi ühtlaselt tagab suure läbilaskevõime andmete kvaliteeti kahjustamata. Need eelised koos eespool kirjeldatud sujuvamaks muudetud töövoogudega muudavad Hielscheri mitme proovi sonikaatorid kaasaegse bioloogilise uurimistöö hädavajalikeks vahenditeks.
- kõrge tõhusus
- tipptasemel tehnoloogia
- töökindlus ja vastupidavus
- reguleeritav, täpne protsessijuhtimine
- partii- ja inline-töötlus
- igale mahule
- intelligentne tarkvara
- nutikad funktsioonid (nt programmeeritavus, andmete protokollimine, kaugjuhtimine)
- lihtne ja ohutu kasutada
- vähene hooldusvajadus
- CIP (clean-in-place ehk kohapealne puhastus)
Disain, tootmine ja konsulteerimine – Made in Germany kvaliteet
Hielscheri ultrasonikaatorid on tuntud oma kõrgeima kvaliteedi ja disainistandardite poolest. Töökindlus ja lihtne kasutamine võimaldavad meie ultrasonikaatorite sujuvat integreerimist tööstusrajatistesse. Hielscheri ultrasonikaatorid tulevad kergesti toime karmide tingimuste ja nõudlike keskkondadega.
Hielscher Ultrasonics on ISO sertifitseeritud ettevõte ja pöörab erilist tähelepanu suure jõudlusega ultrasonikaatoritele, mis on varustatud tipptasemel tehnoloogia ja kasutajasõbralikkusega. Loomulikult vastavad Hielscheri ultrasonikaatorid CE nõuetele ning täidavad UL, CSA ja RoHs nõudeid.
Kirjandus / viited / infolehed
- 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.
Korduma kippuvad küsimused
Mis on biokile?
Biokile on struktureeritud mikroorganismide kooslus, mis on sisse ehitatud isetoodetud rakuvälisesse maatriksisse (ECM) ja kinnitub pindadele. See pakub kaitset keskkonnastressi, antibiootikumide ja immuunsüsteemi eest, aidates kaasa püsivatele infektsioonidele ja biosaastumisele.
Mis on biokile eraldumine?
Biokile eraldumine on protsess, mille käigus mikroobirakud või rakuklastrid eralduvad biokile struktuurist, kas aktiivselt (ensümaatilise lagunemise või kvoorumtundlikkuse kaudu) või passiivselt (nihkejõudude, toitainete ammendumise või mehaanilise lõhkumise tõttu). See soodustab biokile levikut ja uute pindade koloniseerimist.
Mis on biokilega seotud valgud?
Biokilega seotud valgud (BAP-id) on mikroobide pinna- või sekreteeritud valgud, millel on oluline roll biokile tekkes, stabiilsuses ja adhesioonis. Nende hulka kuuluvad adhesiinid, rakuvälised ensüümid ja struktuurivalgud, näiteks curli-kiud E. coli’s või BapA Staphylococcus aureus’es.
Mis on ECM biokiledes?
Rakuväline maatriks (ECM) biokiledes on polüsahhariidide, valkude, rakuvälise DNA (eDNA) ja lipiidide keeruline võrgustik, mis ümbritseb mikroobirakke. See tagab struktuurse terviklikkuse, vahendab adhesiooni, säilitab niiskust ning suurendab biokile vastupanuvõimet antimikroobsetele ainetele ja peremeesorganismi kaitsemehhanismidele.
Mis funktsiooni täidavad curli-kiud?
Curli-kiud on rakuvälised amüloidfibrillid, mida toodavad Escherichia coli ja sellega seotud bakterid ning millel on oluline roll biokile tekkes, pindadele kinnitumisel ja peremeesorganismi koloniseerimisel. Nad aitavad kaasa biokile terviklikkusele, suurendavad vastupanuvõimet keskkonnastressile ning hõlbustavad koostoimeid peremeeskudedega infektsiooni ajal. Lisaks osalevad curli-kiud immuunsüsteemi aktivatsiooni soodustamises ning neid on seostatud bakterite püsivuse ja patogeensusega.
Hielscher Ultrasonics toodab suure jõudlusega ultraheli homogenisaatoreid alates laboritest kuni tööstusliku mastaabini.
