Protokol koji koristi Hielscher sonikatore s više uzoraka u analizi biofilma i proteoma
Korištenje sonikatora za više uzoraka, kao što je VialTweeter Multi-Tube sonicator i UIP400MTP Microplate sonicator, pojednostavljuje laboratorijske radne tijekove za aplikacije visoke propusnosti. Oba uređaja omogućuju preciznu i ujednačenu ultrazvučnu obradu više uzoraka, smanjujući varijabilnost i povećavajući ponovljivost. Ovo je osobito korisno u eksperimentima koji zahtijevaju dosljednu lizu uzorka, odvajanje biofilma, ekstrakciju proteina ili proteolitičku probavu, gdje su ručne metode ili metode s jednim uzorkom manje učinkovite i sklone nedosljednosti.
Pojednostavite tijekove rada s sonikatorima s više uzoraka
UIP400MTP, na primjer, omogućuje istodobnu ultrazvučnu obradu jažica mikropločica, osiguravajući ravnomjerno odvajanje biofilmova ili staničnog materijala. U međuvremenu, VialTweeter nudi preciznu lizu i homogenizaciju višestrukih uzoraka iz epruvete bez unakrsne kontaminacije. Ovi sonikatori značajno skraćuju vrijeme obrade, poboljšavaju eksperimentalnu ponovljivost i održavaju visoku cjelovitost uzorka, što ih čini nezamjenjivim alatima u istraživanju mikrobiologije, proteomike i molekularne biologije.
U nastavku se nalazi detaljan protokol koji ilustrira upotrebu Hielscherovih modela sonikatora s više uzoraka, VialTweeter sonikatora s više cijevi i sonikatora za mikroploču UIP400MTP, u studiji koja uključuje stvaranje biofilma E. coli i naknadnu proteomsku analizu.
Sonikator ploče s više jažica UIP400MTP – pouzdana priprema uzorka uz visoku propusnost
Protokol: Formiranje biofilma, odvajanje i proteomska analiza pomoću Hielscher sonikatora s više uzoraka
1. Priprema bakterijske kulture
- Kultura bakterija E. coli (soj W3110) na 30°C, temperatura povoljna za stvaranje biofilma E. coli, u mediju triptonske juhe (TB) koji sadrži:
– 10 g/L triptona
– 5 g/L NaCl - Dodatak antibioticima prema potrebi kako bi se osiguralo zadržavanje plazmida.
- Za mikroskopiju i studije aktivnosti promotora, koristite soj W3110 E. coli s genomski poboljšanim GFP (eGFP) reporterom pod kontrolom rplL promotora.
- Koristite GFP reporterske plazmide za razne promotore (npr. csgA, csgD, fliA, fliC, flhD ) za mjerenje aktivnosti promotora.
2. Uzgoj i odvajanje biofilma
- Posijte 1,5 mL razrijeđene bakterijske kulture po jažici u ploču s 12 jažica (CellStar ploče s 12 jažica, Greiner Bio-One).
- Inkubirajte kako biste omogućili stvaranje biofilma.
- Pažljivo uklonite planktonsku (neprianjajuću) kulturu.
– Isperite svaku jažicu s 500 µL PBS-a.
– Odvojite pričvršćene stanice sonikacijom ploče s 12 jažica u sonikatoru mikroploča UIP400MTP. UIP400MTP osigurava ravnomjerno odvajanje isporukom konzistentne ultrazvučne energije u svim jažicama.
– Postavke ultrazvuka: amplituda od 60%, način ciklusa: 60 sekundi UKLJUČENO / 30 sekundi isključeno.
3. Sakupljanje stanica i liza
- Centrifugirajte odvojene stanice biofilma na 4500 g 5 minuta.
- Isperite peletirane stanice s PBS-om.
- Resuspendirajte stanice u 100 µL 2% natrijevog lauroil sarkozinata (SLS) i inkubirajte na 95°C 15 minuta.
- Sonicirajte pomoću VialTweeter Multi-Tube sonicatora kako biste osigurali potpunu lizu stanica.
– Postavke sonikacije: 100% amplituda, 50 s UKLJUČENO / 10 s ISKLJUČENO za 10 min ukupnog vremena rada; čuvati uzorke na ledu.
4. Redukcija i alkilacija
- Dodajte 5 mM Tris(2-karboksietil)fosfina (TCEP) za smanjenje disulfidnih veza i inkubirajte na 95°C 15 minuta.
- Alkilatirajte proteine s 10 mM jodoacetamidom 30 minuta na 25°C.
5. Kvantifikacija i probava proteina
- Centrifugirajte lizate da očistite ostatke.
- Kvantificirajte ukupni sadržaj proteina koristeći Pierce BCA Protein Assay Kit.
- Probavite 50 µg ukupnog proteina s 1 µg tripsina u otopini koja sadrži 2% SLS-a i 100 mM amonijevog bikarbonata.
- Inkubirajte reakciju probave preko noći na 30°C.
6. Pročišćavanje peptida
- Precipitirajte SLS dodavanjem 1,5% trifluorooctene kiseline (TFA), zatim centrifugirajte.
- Pročistite peptide koristeći C18 mikrospin kolone.
- Osušiti pročišćene peptide i resuspendirati u 0,1% TFA.
7. Tekuća kromatografija-masena spektrometrija (LC-MS/MS)
- Analizirajte peptide na Q-Exactive Plus masenom spektrometru spojenom s Ultimate 3000 RSLC nano sustavom.
- Odvojite peptide pomoću HPLC kolone reverzne faze (75 µm × 42 cm) napunjene smolom C18 (2,4 µm).
- Nanesite gradijent od 2% do 35% otapala B (acetonitril s 0,15% mravlje kiseline) tijekom 140 minuta.
- Prikupite podatke korištenjem MS skeniranja visoke razlučivosti nakon kojih slijede tandem MS/MS skeniranja 10 najintenzivnijih iona.
8. Analiza podataka
- Obradite neobrađene LC-MS podatke pomoću softvera Progenesis.
- Izvezite .mgf datoteke i analizirajte ih pomoću MASCOT-a.
- Izvršite kvantifikaciju peptida pomoću SafeQuant za kontrolu kvalitete i prilagodbu lažnog otkrića.
- Provedite sve pokuse u duplikatu ili triplikatu kako biste osigurali ponovljivost.
Sonikatori s više uzoraka za pripremu uzoraka visoke učinkovitosti
Modeli sonikatora za više uzoraka VialTweeter i UIP400MTP značajno poboljšavaju preciznost i učinkovitost eksperimentalnih radnih procesa, posebno u istraživanju biofilma i proteomici. Njihova sposobnost jednolike obrade više uzoraka osigurava visoku propusnost bez ugrožavanja kvalitete podataka. Ove prednosti, u kombinaciji s gore navedenim pojednostavljenim tijekovima rada, čine Hielscher sonikatore za više uzoraka bitnim alatima za moderna biološka istraživanja.
- visoka efikasnost
- Najnovija tehnologija
- pouzdanost & robusnost
- podesiva, precizna kontrola procesa
- serija & u redu
- za bilo koji volumen
- inteligentni softver
- pametne značajke (npr. programabilne, podatkovni protokol, daljinsko upravljanje)
- jednostavan i siguran za rukovanje
- slabo održavanje
- CIP (čišćenje na mjestu)
Projektiranje, proizvodnja i savjetovanje – Kvaliteta Proizvedeno u Njemačkoj
Hielscher ultrasonicators su poznati po svojim najvišim standardima kvalitete i dizajna. Robusnost i jednostavan rad omogućuju glatku integraciju naših ultrazvučnih uređaja u industrijske objekte. Teški uvjeti i zahtjevna okruženja lako se nose s Hielscher ultrasonicators.
Hielscher Ultrasonics je ISO certificirana tvrtka i stavlja poseban naglasak na ultrazvučne uređaje visokih performansi koji sadrže najsuvremeniju tehnologiju i jednostavnu su za korištenje. Naravno, Hielscher ultrasonicators sukladni su CE i ispunjavaju zahtjeve UL, CSA i RoHs.
Literatura / Reference / FactSheets
- 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.
Često postavljana pitanja
Što je biofilm?
Biofilm je strukturirana zajednica mikroorganizama ugrađenih u samoproizvedeni izvanstanični matriks (ECM), prianjajući na površine. Pruža zaštitu od stresa iz okoliša, antibiotika i imunološkog sustava, doprinoseći dugotrajnim infekcijama i bioobraštaju.
Što je odvajanje biofilma?
Odvajanje biofilma je proces kojim se mikrobne stanice ili klasteri odvajaju od strukture biofilma, bilo aktivno (preko enzimske razgradnje ili kvoruma) ili pasivno (zbog sila smicanja, iscrpljenosti hranjivih tvari ili mehaničkog poremećaja). To olakšava raspršivanje biofilma i kolonizaciju novih površina.
Što su proteini povezani s biofilmom?
Proteini povezani s biofilmom (BAP) su površinski ili izlučeni proteini mikroba koji imaju ključnu ulogu u formiranju, stabilnosti i adheziji biofilma. To uključuje adhezine, izvanstanične enzime i strukturne proteine kao što su curli vlakna u E. coli ili BapA u Staphylococcus aureus.
Što je ECM u biofilmovima?
Izvanstanični matriks (ECM) u biofilmovima složena je mreža polisaharida, proteina, izvanstanične DNA (eDNA) i lipida koji obavijaju mikrobne stanice. Osigurava strukturni integritet, posreduje prianjanju, zadržava vlagu i povećava otpornost biofilma na antimikrobna sredstva i obranu domaćina.
Koju funkciju ispunjavaju Curli vlakna?
Curli vlakna su izvanstanična amiloidna vlakna koja proizvode Escherichia coli i srodne bakterije, a igraju ključnu ulogu u formiranju biofilma, površinskoj adheziji i kolonizaciji domaćina. Oni doprinose cjelovitosti biofilma, povećavaju otpornost na okolišne stresove i olakšavaju interakcije s tkivima domaćina tijekom infekcije. Osim toga, curli vlakna sudjeluju u promicanju aktivacije imunološkog sustava i upletena su u postojanost i patogenost bakterija.
Hielscher Ultrasonics proizvodi ultrazvučne homogenizatore visokih performansi od laboratorija do industrijska veličina.


