Protokoll Hielscher többmintás szonikátorokkal a biofilm és a proteomikai elemzésben
A többmintás szonikátorok, például a VialTweeter többcsöves szonikátor és a UIP400MTP Microplate Sonicator használata egyszerűsíti a laboratóriumi munkafolyamatokat a nagy áteresztőképességű alkalmazásokhoz. Mindkét eszköz lehetővé teszi a pontos és egységes ultrahangos feldolgozást több mintán, minimalizálva a variabilitást és növelve a reprodukálhatóságot. Ez különösen előnyös a következetes mintalízist, biofilm leválasztást, fehérjeextrakciót vagy proteolitikus emésztést igénylő kísérletekben, ahol a kézi vagy egymintás módszerek kevésbé hatékonyak és hajlamosak az inkonzisztenciára.
Egyszerűsítse a munkafolyamatokat többmintás szonikátorokkal
A UIP400MTP például lehetővé teszi a mikrolemezes kutak egyidejű ultrahangos kezelését, biztosítva a biofilmek vagy sejtanyagok egyenletes leválasztását. Eközben a VialTweeter több csőminta pontos lízisét és homogenizálását teszi lehetővé keresztszennyeződés nélkül. Ezek az ultrahangos készülékek jelentősen csökkentik a feldolgozási időt, javítják a kísérleti reprodukálhatóságot és fenntartják a magas mintaintegritást, így nélkülözhetetlen eszközök a mikrobiológiai, proteomikai és molekuláris biológiai kutatásokban.
Az alábbiakban egy részletes protokoll szemlélteti a Hielscher többmintás szonikátor modellek, a VialTweeter többcsöves szonikátor és a mikrolemez szonikátor UIP400MTP használatát egy tanulmányban, amely magában foglalja E. coli biofilm képződés és az azt követő proteomikai elemzés.
Több lyukú lemezes szonikátor UIP400MTP – Megbízható mintaelőkészítés nagy áteresztőképesség mellett
Protokoll: Biofilm képződés, leválás és proteomikai elemzés Hielscher többmintás szonikátorokkal
1. Baktériumkultúra előkészítése
- E. coli baktériumok tenyésztése (W3110 törzs) 30 °C-on, az E. coli biofilm képződése szempontjából kedvező hőmérsékleten, triptonleves (TB) táptalajban, amely a következőket tartalmazza:
– 10 g/l tripton
– 5 g/l NaCl - Szükség szerint antibiotikumokkal kiegészítve a plazmid visszatartás biztosítása érdekében.
- Mikroszkópos és promóter aktivitási vizsgálatokhoz használja a W3110 E. coli törzset genomikus továbbfejlesztett GFP (eGFP) riporterrel az rplL promoter ellenőrzése alatt.
- Használja a GFP riporter plazmidokat különböző promóterekhez (pl. csgA, csgD, fliA, fliC, flhD ) a projektgazda tevékenységének mérésére.
2. Biofilm termesztés és leválasztás
- Vájjunk lyukanként 1,5 ml hígított baktériumtenyészetet egy 12 lyukú lemezbe (CellStar 12 lyukú lemezek, Greiner Bio-One).
- Inkubáljuk, hogy lehetővé tegyük a biofilm képződését.
- Óvatosan távolítsa el a planktonikus (nem tapadó) kultúrát.
– Mossa ki mindegyik vájatot 500 μl PBS-sel.
– Válassza le a csatlakoztatott sejteket a 12-lyukú lemez ultrahangos kezelésével a UIP400MTP mikrolemez szonikátorban. A UIP400MTP biztosítja az egyenletes leválasztást azáltal, hogy következetes ultrahangos energiát biztosít az összes kútban.
– Sonication beállítások: 60% amplitúdó, ciklus mód: 60 mp BE / 30 mp KI.
3. Sejtgyűjtés és lízis
- Centrifugáljuk a leválasztott biofilm sejteket 4 500 g-vel 5 percig.
- Mossuk a pelletált cellákat PBS-sel.
- Szuszpendáljuk újra a sejteket 100 μl 2%-os nátrium-lauroil-szarkozinátban (SLS), és inkubáljuk 95 °C-on 15 percig.
- Sonicate a VialTweeter Multi-Tube Sonicator segítségével biztosítja a teljes sejtlízist.
– Sonication beállítások: 100% amplitúdó, 50 s BE / 10 s KI 10 perc teljes futási idő; Tartsa a mintákat jégen.
4. Redukció és alkilezés
- Adjunk hozzá 5 mM trisz(2-karboxietil)foszfint (TCEP) a diszulfidkötések csökkentése érdekében, és inkubáljuk 95 °C-on 15 percig.
- Alkilátfehérjék 10 mM jodoacetamiddal 30 percig 25°C-on.
5. A fehérjék mennyiségi meghatározása és emésztése
- Centrifugálja a lizátumokat a törmelék tisztításához.
- Számszerűsítse az összes fehérjetartalmat a Pierce BCA fehérjevizsgálati készlet segítségével.
- Emésztjük fel 50 μg összes fehérjét 1 μg tripszinnel 2% SLS-t és 100 mM ammónium-hidrogén-karbonátot tartalmazó oldatban.
- Inkubáljuk az emésztési reakciót egy éjszakán át 30°C-on.
6. Peptid tisztítás
- Csapjuk ki az SLS-t 1,5% trifluor-ecetsav (TFA) hozzáadásával, majd centrifugáljuk.
- Tisztítsa meg a peptideket C18 mikrospin oszlopokkal.
- Szárítsuk meg a tisztított peptideket és szuszpendáljuk újra 0,1% TFA-ban.
7. Folyadékkromatográfia-tömegspektrometria (LC-MS/MS)
- Elemezzen peptideket egy Q-Exactive Plus tömegspektrométeren, Ultimate 3000 RSLC nanorendszerrel párosítva.
- Válasszuk szét a peptideket fordított fázisú HPLC-oszloppal (75 μm × 42 cm), C18 gyantával (2,4 μm) töltve.
- Vigyen fel 2–35% B oldószert (acetonitril 0,15% hangyasavval) 140 perc alatt.
- Gyűjtsön adatokat nagy felbontású MS szkenneléssel, majd tandem MS/MS szkenneléssel a 10 legintenzívebb ionról.
8. Adatelemzés
- Nyers LC-MS adatok feldolgozása a Progenesis szoftver segítségével.
- Exportálja az .mgf fájlokat, és elemezze őket a MASCOT segítségével.
- Végezzen peptidszámszerűsítést a SafeQuant használatával a minőség-ellenőrzéshez és a hamis felfedezés beállításához.
- A reprodukálhatóság biztosítása érdekében minden kísérletet duplikált vagy háromszoros formában végezzünk.
Többmintás szonikátorok nagy áteresztőképességű mintaelőkészítéshez
A VialTweeter és UIP400MTP többmintás szonikátor modellek jelentősen növelik a kísérleti munkafolyamatok pontosságát és hatékonyságát, különösen a biofilmkutatásban és a proteomikában. Több minta egységes feldolgozásának képessége nagy átviteli kapacitást biztosít az adatminőség romlása nélkül. Ezek az előnyök, kombinálva a fent vázolt egyszerűsített munkafolyamatokkal, a Hielscher többmintás szonikátorokat a modern biológiai kutatás alapvető eszközeivé teszik.
- nagy hatékonyság
- A legkorszerűbb technológia
- megbízhatóság & Erőteljesség
- állítható, precíz folyamatvezérlés
- halom & Inline
- bármely kötethez
- intelligens szoftver
- intelligens funkciók (pl. programozható, adatprotokoll, távirányító)
- könnyen és biztonságosan kezelhető
- Alacsony karbantartási igény
- CIP (helyben tisztítható)
Tervezés, gyártás és tanácsadás – Németországban gyártott minőség
A Hielscher ultrahangos készülékek jól ismertek a legmagasabb minőségi és tervezési szabványokról. A robusztusság és a könnyű kezelhetőség lehetővé teszi ultrahangos készülékeink zökkenőmentes integrálását ipari létesítményekbe. A durva körülmények és az igényes környezetek könnyen kezelhetők Hielscher ultrasonicators.
Hielscher Ultrasonics egy ISO tanúsítvánnyal rendelkező cég, és különös hangsúlyt fektet a nagy teljesítményű ultrasonicatorokra, amelyek a legmodernebb technológiát és felhasználóbarátságot mutatják. Természetesen a Hielscher ultrasonicators CE-kompatibilis és megfelel az UL, CSA és RoHs követelményeinek.
Irodalom / Hivatkozások / Tájékoztatók
- 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.
Gyakran Ismételt Kérdések
Mi az a biofilm?
A biofilm mikroorganizmusok strukturált közössége, amely egy saját előállítású extracelluláris mátrixba (ECM) ágyazódik, és felületekhez tapad. Védelmet nyújt a környezeti stressz, az antibiotikumok és az immunrendszer ellen, hozzájárulva a tartós fertőzésekhez és a bioszennyeződéshez.
Mi az a biofilm leválasztás?
A biofilm leválás az a folyamat, amelynek során a mikrobiális sejtek vagy klaszterek aktívan (enzimatikus lebomlás vagy quorum sensing útján) vagy passzívan (nyíróerők, tápanyaghiány vagy mechanikai zavarok miatt) leválnak a biofilm szerkezetéről. Ez megkönnyíti a biofilm szétszóródását és az új felületek kolonizációját.
Mik azok a biofilm-asszociált fehérjék?
A biofilm-asszociált fehérjék (BAP) mikrobiális felszíni vagy szekretált fehérjék, amelyek kulcsszerepet játszanak a biofilm kialakulásában, stabilitásában és tapadásában. Ezek közé tartoznak az adhezinek, az extracelluláris enzimek és a szerkezeti fehérjék, mint például az E. coli curli rostjai vagy a Staphylococcus aureus BapA rostjai.
Mi az ECM a biofilmekben?
Az extracelluláris mátrix (ECM) a biofilmekben poliszacharidok, fehérjék, extracelluláris DNS (eDNS) és lipidek komplex hálózata, amely mikrobiális sejteket foglal magában. Szerkezeti integritást biztosít, közvetíti a tapadást, megtartja a nedvességet, és fokozza a biofilm antimikrobiális szerekkel szembeni rezisztenciáját és a gazdaszervezet védelmét.
Milyen funkció teljesíti a Curli szálakat?
A curli rostok az Escherichia coli és a rokon baktériumok által termelt extracelluláris amiloid fibrillumok, amelyek döntő szerepet játszanak a biofilm kialakulásában, a felületi tapadásban és a gazdaszervezet kolonizációjában. Hozzájárulnak a biofilm integritásához, fokozzák a környezeti stresszekkel szembeni ellenállást, és megkönnyítik a gazdaszövetekkel való kölcsönhatást a fertőzés során. Ezenkívül a curli rostok részt vesznek az immunrendszer aktiválásának elősegítésében, és szerepet játszanak a baktériumok perzisztenciájában és patogenitásában.
Hielscher Ultrasonics gyárt nagy teljesítményű ultrahangos homogenizátorok labor hoz ipari méret.


