Staphylococcus-biofilm tenyésztési és leválasztási protokollja
A megbízható kutatási eredményekhez elengedhetetlenek a szabványosított módszerek. Itt a staphylococcus-biofilmek tenyésztési és leválasztási protokollját találja. Ez a protokoll a hatékony, nagy áteresztőképességű minta-előkészítésre összpontosít az UIP400MTP többlyukú lemezekhez készült ultrahangos kezelő használatával, amely a biofilmek hatékony, nagy áteresztőképességű leválasztását teszi lehetővé 96 lyukú lemezeken. A protokoll a biofilm tenyésztésének, mosásának és láthatóvá tételének kulcsfontosságú lépéseit is tartalmazza, a változékonyság minimalizálására és a reprodukálhatóság biztosítására összpontosítva.
Staphylococcus-biofilmek és antibiotikumok kutatása
A Staphylococcus-biofilmek az antibiotikumokkal és az immunválaszokkal szembeni ellenálló képességük miatt meghatározó szerepet játszanak a tartós fertőzésekben. A biofilmképződés védett környezetet biztosít a baktériumoknak, ami megnehezíti a fertőzések kezelését. A biofilmek kutatása gyakran a kialakulásuk, viselkedésük és antimikrobiális szerekkel szembeni érzékenységük megértésére összpontosít, különös hangsúlyt fektetve a kísérleti munkafolyamatokat egyszerűsítő, nagy áteresztőképességű módszerekre.
Az UIP400MTP többlyukú lemezekhez készült ultrahangos kezelő jelentős előnyt kínál a biofilmkutatásban azáltal, hogy lehetővé teszi a biofilmek gyors és hatékony leválasztását a 96 lyukú lemezekről. Ez a készülék minden lyukba egyenletes ultrahangenergiát juttat, biztosítva a következetes eredményeket, miközben minimalizálja a változékonyságot.
Protokoll Staphylococcus-biofilm tenyésztéséhez és leválasztásához
Az alábbiakban lépésről lépésre végigvezetjük a staphylococcus-biofilm tenyésztésének és leválasztásának folyamatán. Egy analitikai lépés példájaként bemutatjuk, hogyan határozható meg spektrofotometriásan a tenyésztett biomassza mennyisége kristályibolyás festéssel.
Staphylococcus-biofilm tenyésztése
Szükséges anyagok és eszközök:
- Steril, lapos aljú, 96 lyukú, szövettenyésztéshez felületkezelt polisztirol mikrotiterlemezek fedéllel
- Triptikus szója tápleves (TSB) 0,25% glükózzal
- Biológiai biztonsági fülke
Lépések:
- A szennyeződés minimalizálása érdekében alakítson ki steril munkakörnyezetet egy biológiai biztonsági fülkében.
- Adjon 0,25% glükózt tartalmazó TSB-t a mikrotiterlemez lyukaiba. A glükóz nélküli TSB általában nem támogatja a biofilmképződést, és szükség esetén kizárólag kontrollként használható.
- Oltsa be a lyukakat az alábbiak szerint előkészített baktériumtörzsekkel:
- Készítsen baktériumszuszpenziókat, és gondoskodjon arról, hogy ne maradjanak bennük korábban kialakult sejtaggregátumok: homogenizálja a szuszpenziókat ultrahangos kezeléssel, vagy bontsa fel az aggregátumokat 23 gauge méretű tűvel és rövid vortexkeveréssel.
- Zárja le a lemezt a fedelével, és inkubálja a biofilmképződéshez optimális körülmények között (például 37°C-on 24 órán át).
- A megbízhatóság biztosítása érdekében végezze el a kísérletet minden baktériumtörzzsel három párhuzamos ismétlésben (törzsenként három lyukban).
- Lemezenként hat lyukat különítsen el negatív kontrollok számára. Egy 96 lyukú lemezen akár 30 törzs is vizsgálható.
A biofilm láthatóvá tétele és mosása
- Az inkubálás után óvatosan távolítsa el a tápközeget, hogy ne bolygassa meg a biofilmet.
- Mosson át minden lyukat négyszer fiziológiás sóoldattal a planktonikus baktériumok eltávolításához.
- Vizsgálja meg a lyukak alját, és keressen fehér foltokat, amelyek biofilm jelenlétére utalnak.
Biofilm leválasztása az UIP400MTP többlyukú lemezekhez készült ultrahangos kezelővel
A készülék beállítása és paraméterei:
- UIP400MTP ultrahangos kezelő többlyukú lemezekhez
- Üzemi beállítások: 60% amplitúdó, ciklikus üzemmód 60 másodperc BE / 30 másodperc KI időzítéssel
Lépések:
- Helyezze a megmosott mikrotiterlemezt az UIP400MTP platformjára.
- Kezelje ultrahanggal a mintákat az ajánlott beállításokkal (60% amplitúdó, 60 másodperc BE, 30 másodperc KI). Igazítsa a beállításokat a baktériumtörzshöz.
- Indítsa el az ultrahangos kezelést a biofilm leválasztásához. Az ultrahanghullámok megbontják a biofilm mátrixát, felszabadítva a megtapadt baktériumokat.
- Az UIP400MTP minden lyukban egyenletes ultrahangos behatást biztosít az egységes leválasztási eredmények érdekében.
Analitikai lépés: a leválasztott Staphylococcus-biofilm biomasszájának mennyiségi meghatározása kristályibolyával (CV)
Szükséges anyagok és eszközök:
- 0,1%-os kristályibolya- (CV-) oldat
- 95%-os etanol vagy 30%-os ecetsav (az oldatba vitelhez)
- 570 nm-en mérni képes mikrolemez-olvasó
- Steril mikrotiterlemezek a festéshez
Lépések:
- A festőlemez előkészítése: Vigyen át az ultrahanggal kezelt lemez minden lyukából 100 µL leválasztott biofilm-szuszpenziót egy tiszta, steril, 96 lyukú mikrotiterlemez megfelelő lyukaiba. Ez tiszta és egységes környezetet biztosít a festéshez.
- A leválasztott biofilm festése: Adjon 150 µL 0,1%-os kristályibolya-oldatot minden olyan lyukhoz, amely leválasztott biofilm-szuszpenziót tartalmaz. Óvatos pipettázással biztosítsa a biofilm-szuszpenzió és a kristályibolya egyenletes keveredését.
- Inkubálás: Inkubálja a lemezt szobahőmérsékleten 15 percig, hogy a kristályibolya hatékonyan megfesthesse a biomasszát.
- Mosás: Az inkubálás után óvatosan távolítsa el a kristályibolya-oldatot a lyukakból a biomassza megbolygatása nélkül. Mosson át minden lyukat háromszor steril fiziológiás sóoldattal a nem kötődött festék eltávolításához.
- Szárítás: Hagyja a lemezt levegőn megszáradni szobahőmérsékleten vagy steril légáramlású fülkében. Kerülje a melegítést, mivel az megváltoztathatja az eredményeket.
- Oldatba vitel: Adjon minden lyukhoz 200 µL 95%-os etanolt (vagy a szokásos laboratóriumi gyakorlatnak megfelelően 30%-os ecetsavat) a kötődött kristályibolya oldatba viteléhez. Óvatosan keverje pipettázással vagy a lemez rázatásával 10 percig, szobahőmérsékleten.
- Mérés: Mérje meg az oldatba vitt kristályibolya-oldat optikai denzitását (OD) 570 nm-en mikrolemez-olvasóval.
- Adatelemzés: A háttérfestődés figyelembevételéhez vonja ki a negatív kontrollok (TSB-t tartalmazó, de bakteriális inokulum nélküli lyukak) átlagos OD570 értékét a kísérleti lyukak értékeiből. Rögzítse és elemezze az adatokat.
Megjegyzés: A reprodukálhatóság biztosítása érdekében végezze el a kísérletet minden vizsgálati feltétel mellett három párhuzamos ismétlésben. Gondoskodjon a kristályibolya és az etanol megfelelő kezeléséről, a biztonsági és hulladékkezelési protokollok betartásával.
Az UIP400MTP legfontosabb előnyei egy pillantásra:
- Nagy áteresztőképességű feldolgozás: Kifejezetten többlyukú lemezekhez tervezték, így egyszerre több minta feldolgozását teszi lehetővé.
- Az ultrahang egyenletes eloszlása: Azonos ultrahang-intenzitást biztosít a lyukakban, így minden mintánál következetes eredményeket nyújt.
- Használjon bármilyen szabványos lemezt: Az UIP400MTP bármilyen szabványos többlyukú lemezt, Petri-csészét és kémcsőállványt képes kezelni. Nincs szükség drága, gyártóspecifikus lemezekre!
- Felhasználóbarát kezelőfelület: Egyszerűen beállítható és vezérelhető, így kiváló eszköz a laboratóriumi termelékenység növelésére. A programozható beállítások és az automatizálás megkönnyítik a folyamatok szabványosítását!
Nagy áteresztőképességű biofilm-leválasztás az UIP400MTP 96 lyukú lemezekhez készült ultrahangos kezelővel
Szakirodalom / Hivatkozások
- 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.
Gyakran ismételt kérdések
Mik az extracelluláris polimer anyagok (EPS)?
Az extracelluláris polimer anyagok (EPS) a biofilmekben élő mikroorganizmusok által kiválasztott biopolimerek összetett keverékét alkotják, amely elsősorban poliszacharidokból, fehérjékből, nukleinsavakból és lipidekből áll. Az EPS védőmátrixot képez, amely körülveszi a mikrobiális közösséget, biztosítja annak szerkezeti épségét, közvetíti a felületekhez való tapadást, és védi a sejteket a környezeti stresszhatásoktól, köztük az antibiotikumoktól és az immunválaszoktól.
Mit jelent a planktonikus baktériumok kifejezés?
A planktonikus baktériumok szabadon lebegő, egysejtű mikroorganizmusok, amelyek szuszpenzióban, például folyékony tenyészetben vagy testfolyadékokban vannak jelen, ahelyett, hogy felületekhez tapadnának vagy a biofilmekhez hasonló szervezett közösségeket alkotnának.
Mi a különbség a biofilm és a planktonikus baktériumok között?
A biofilm és a planktonikus baktériumok közötti alapvető különbség a szerveződésükben rejlik. A biofilmek felülethez tapadó, szervezett baktériumközösségek, amelyek extracelluláris polimer anyagokból (EPS) álló mátrixba ágyazódnak, míg a planktonikus baktériumok szabadon lebegnek, és nem rendelkeznek ilyen szerkezeti szerveződéssel.
Nehezebb a biofilmekben élő baktériumokat antibiotikumokkal kezelni, mint a planktonikus baktériumokat?
A biofilmekben élő baktériumokat jelentősen nehezebb antibiotikumokkal kezelni, mint a planktonikus baktériumokat. A biofilm mátrixa fizikai gátként működik, a benne élő baktériumok pedig megváltozott anyagcsere-állapotot és fokozott stressztűrést mutatnak, ami hozzájárul az antibiotikumok csökkent hatékonyságához.
Elpusztíthatók a biofilmek antibiotikumokkal?
A biofilmek néha felszámolhatók antibiotikumokkal, de ez nehéz feladat. A hatékony kezelés gyakran nagy antibiotikum-koncentrációkat, meghatározott kombinációkat vagy kiegészítő terápiákat igényel, mivel az EPS-mátrix és a baktériumok rezisztenciamechanizmusai védik a biofilmet.
Adherens baktériumok a Staphylococcus baktériumok?
A Staphylococcus baktériumok jól ismertek tapadási képességükről. Könnyen megtapadnak a felületeken, és biofilmeket képeznek, különösen orvostechnikai eszközökön vagy a gazdaszervezet szövetein, így jelentős szerepet játszanak a tartós fertőzések kialakulásában.
Milyen típusú Staphylococcus baktériumok léteznek?
A Staphylococcus baktériumoknak több típusa létezik, amelyek közül a legjelentősebbek a Staphylococcus aureus és a Staphylococcus epidermidis. A S. aureus patogén, és súlyos fertőzéseket okozhat, míg a S. epidermidis gyakran hozható összefüggésbe az eszközökhöz kapcsolódó, biofilm okozta fertőzésekkel.
Mi a kristályibolya?
A kristályibolya bázikus festék, amelyet gyakran használnak biológiai anyagok festésére. A mikrobiológiában a biofilmképződés értékelésére használják a biomassza megfestésével, amelynek mennyisége ezután spektrofotometriásan meghatározható.
A Hielscher Ultrasonics nagy teljesítményű ultrahangos homogenizátorokat gyárt a laboratóriumi mérettől az ipari méretig.


