Protokol Uji Konsentrasi Penghambatan Minimum (MIC)
Uji Konsentrasi Penghambatan Minimum (MIC) Berbasis Biofilm adalah metode penting untuk mengevaluasi efektivitas agen antimikroba terhadap mikroorganisme terkait biofilm, yang menunjukkan resistensi yang tinggi karena matriks ekstraseluler pelindungnya. Langkah penting dalam pengujian ini adalah gangguan struktur biofilm untuk melepaskan sel yang tertanam untuk penilaian viabilitas yang akurat. Sonicator pelat multi-sumur UIP400MTP memfasilitasi proses ini dengan menggunakan ultrasound terfokus untuk menghasilkan kavitasi terkontrol, secara efisien melepaskan sel biofilm dan menyebarkannya ke dalam suspensi yang seragam. Gangguan biofilm yang tepat dan dapat direproduksi ini meningkatkan keandalan dan throughput pengujian MIC, menjadikan UIP400MTP alat penting dalam memajukan penelitian biofilm.
Sonikasi untuk Detasemen Biofilm
Uji MIC Berbasis Biofilm biasanya mengukur viabilitas bakteri atau penghambatan pertumbuhan menggunakan metode seperti pelapisan, penghitungan koloni, atau pengukuran kepadatan optik. Sonikasi adalah langkah penting dalam uji MIC berbasis biofilm ketika menilai kerentanan antimikroba mikroorganisme terkait biofilm. Fungsi utamanya adalah untuk melepaskan dan membubarkan sel yang tertanam dalam matriks biofilm menjadi suspensi yang seragam untuk analisis yang akurat.
Biofilm secara signifikan lebih tahan terhadap agen antimikroba dibandingkan dengan sel planktonik, membuat detasemen yang tepat sangat penting untuk analisis yang akurat. Selama proses ini, gelombang ultrasonik menghasilkan kavitasi terkontrol, memecah matriks biofilm dan melepaskan sel yang tertanam menjadi suspensi seragam di dalam media pemulihan. Langkah ini memungkinkan penilaian viabilitas yang tepat dari sel yang tersebar biofilm melalui metode seperti pelapisan, pengenceran, dan penghitungan koloni. Gangguan biofilm yang tepat melalui sonikasi mencegah komponen matriks residu dari sel pelindung yang dapat menyebabkan meremehkan aktivitas antimikroba. UIP400MTP sonicator pelat multi-sumur sangat cocok untuk tujuan ini, menawarkan kondisi sonikasi yang tepat dan dapat direproduksi untuk memastikan persiapan pelat uji yang andal dan throughput tinggi.
UIP400MTP isonator pelat mikro untuk detasemen biofilm yang dapat dikontrol secara tepat dalam pengujian MIC dan MBEC.
Mengapa Sonikasi Diperlukan dalam Uji Konsentrasi Hambatan Minimum Berbasis Biofilm
Untuk pengukuran viabilitas dan penghitungan sel, diperlukan detasemen dan dispersi sel tunggal yang lengkap dan andal. UIP400MTP ini mempromosikan detasemen biofilm dan dispersi sel yang seragam dan tidak merusak untuk hasil pengujian yang kuat.
- Kompleksitas Biofilm: Biofilm adalah komunitas mikroba terstruktur yang terbungkus dalam matriks zat polimer ekstraseluler (EPS), yang melindungi mikroorganisme dan membuatnya lebih tahan terhadap agen antimikroba.
- Dispersi Seragam: Untuk secara akurat mengukur kelangsungan hidup sel yang tertanam biofilm atau kerentanannya terhadap antimikroba, biofilm harus terlebih dahulu dikeluarkan dan dipecah menjadi suspensi homogen.
Protokol Uji Konsentrasi Penghambatan Minimum Berbasis Biofilm
Uji Konsentrasi Penghambatan Minimum (MIC) menentukan konsentrasi terendah agen antimikroba yang diperlukan untuk menghambat pertumbuhan mikroorganisme yang terlihat. Protokol ini dirancang untuk mikroorganisme terkait biofilm, menggunakan UIP400MTP sonicator pelat multi-sumur untuk gangguan biofilm.
Langkah 1: Persiapan Inokulum Bakteri
- Siapkan suspensi bakteri:
Menumbuhkan bakteri dalam media yang sesuai hingga fase logaritma tengah.
Encerkan kultur untuk mencapai kepadatan sel standar (misalnya, standar 0,5 McFarland atau OD600 ~ 0,1). - Siapkan larutan antimikroba:
Encerkan agen antimikroba dalam media yang sesuai untuk membuat berbagai konsentrasi (misalnya, pengenceran serial dua kali lipat). - Keluarkan ke pelat 96well:
Tambahkan larutan antimikroba ke dalam sumur pelat 96 sumur standar, dengan volume sumur akhir ~150–200 μL.
Sertakan kontrol pertumbuhan (tanpa antimikroba) dan kontrol sterilitas (tanpa inokulum bakteri).
Langkah 2: Pembentukan Biofilm pada Tutup Pasak
- Pasang tutup pasak:
Tempatkan tutup pasak khusus ke sumur yang diinokulasi, pastikan pasak terendam sepenuhnya dalam suspensi bakteri. - Inkubasi piring:
Inkubasi pada suhu yang sesuai (misalnya, 37°C) untuk durasi tertentu (misalnya, 24 jam) dalam kondisi statis untuk memungkinkan pembentukan biofilm pada pasak. - Bilas pasaknya:
Lepaskan tutup pasak dari suspensi bakteri dan bilas perlahan dengan garam steril atau PBS untuk menghilangkan sel planktonik yang menempel longgar. - Paparan antimikroba:
Pindahkan tutup pasak ke pelat 96well baru yang berisi pengenceran antimikroba yang disiapkan sebelumnya.
Inkubasi selama jangka waktu tertentu (misalnya, 24 jam) dalam kondisi statis untuk memungkinkan agen antimikroba bekerja pada biofilm.
Langkah 3: Paparan Antimikroba
Sonicator pelat multi-sumur UIP400MTP untuk persiapan sampel throughput tinggi
Langkah 4: Sonikasi dengan Microplate Sonicator UIP400MTP
Langkah sonikasi sangat penting untuk melepaskan biofilm dari tutup pasak untuk menilai kelangsungan hidup. Ikuti langkah-langkah ini untuk sonicator UIP400MTP:
- Siapkan pengaturan:
Isi piring 96 sumur segar dengan media pemulihan (misalnya, kaldu penetral atau media pertumbuhan steril) di setiap sumur. - Pindahkan tutup pasak:
Lepaskan tutup pasak dari pelat perawatan antimikroba.
Bilas tutup pasak dengan garam steril atau PBS untuk menghilangkan sisa agen antimikroba. - Posisikan pelat di sonikator:
Pasang tutup pasak ke pelat media pemulihan.
Tempatkan pelat media pemulihan ke dalam sonicator UIP400MTP, pastikan pelat duduk di tengah dan stabil seperti pada manual yang dijelaskan. - Sesuaikan parameter sonikasi:
Atur parameter sonikasi pada UIP400MTP (pengaturan dapat disesuaikan dengan biofilm):
Amplitudo: 70–100%.
Waktu sonikasi: 1-3 menit (sesuaikan berdasarkan struktur biofilm) pada mode siklus. - Sonikat:
Mulai proses sonikasi. Gelombang ultrasonik akan mengganggu matriks biofilm dan mengeluarkan sel ke dalam media pemulihan. - Pantau Prosesnya:
Gunakan sensor suhu yang dapat dicolokkan untuk memantau sample suhu di sumur. UIP400MTP dapat dihubungkan ke pendingin laboratorium untuk pendinginan. - Penanganan Pasca-Sonikasi:
Segera pindahkan media pemulihan yang mengandung biofilm yang terlepas ke dalam pelat steril baru untuk analisis selanjutnya.
(A) Pelat yang mengandung TSB dengan glukosa 2% yang digunakan untuk pembentukan biofilm, pemulihan sel, dan penentuan MIC dan MBEC; (B) Tutup dengan pin untuk pembentukan biofilm stafilokokus.
Sel-sel biofilm yang terbentuk pada pin dikeluarkan dengan sonikasi (Teknologi Ultrasound Hielscher) selama 5 menit dalam pelat 96 sumur yang mengandung media kultur segar untuk pemulihan sel.
(Gambar dan studi: ©de Oliveira et al., 2016)
Langkah 4: Penilaian Kelangsungan Hidup
Biofilm terpisah pelat dan kultur:
- Lakukan pengenceran serial media pemulihan dan pelat ke agar-agar untuk menghitung unit pembentuk koloni (CFU).
- Evaluasi MIC:
Tentukan MIC sebagai konsentrasi antimikroba terendah yang sepenuhnya menghambat pertumbuhan mikroba yang terlihat dalam media pemulihan.
Konsentrasi Penghambatan Minimum MIC: Contoh pelat mikrotiter dan interpretasi hasil microdilusi.
(Studi dan gambar: ©Jaskiewicz et al. 2019)
Desain, Manufaktur, dan Konsultasi – Kualitas Buatan Jerman
Ultrasonicators Hielscher terkenal dengan kualitas dan standar desainnya yang tertinggi. Ketahanan dan pengoperasian yang mudah memungkinkan integrasi ultrasonicator kami ke dalam fasilitas industri. Kondisi kasar dan lingkungan yang menuntut mudah ditangani oleh sonicator Hielscher.
Hielscher Ultrasonics adalah perusahaan bersertifikat ISO dan memberikan penekanan khusus pada ultrasonicators berkinerja tinggi yang menampilkan teknologi canggih dan keramahan pengguna. Tentu saja, ultrasonicators Hielscher sesuai dengan CE dan memenuhi persyaratan UL, CSA dan RoHs.
Sederhanakan persiapan sampel di pelat 96 sumur dan pelat uji Menggunakan Sonicator pelat multi-sumur UIP400MTP
Literatur / Referensi
- FactSheet UIP400MTP Multi-well Plate Sonicator – Non-Contact Sonicator – Hielscher Ultrasonics
- 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.
- 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.
Pertanyaan yang Sering Diajukan
Apa itu Uji MIC?
Uji Konsentrasi Penghambatan Minimum (MIC) adalah tes standar yang digunakan untuk menentukan konsentrasi terendah agen antimikroba yang diperlukan untuk menghambat pertumbuhan mikroorganisme yang terlihat. Ini biasanya dilakukan dengan menggunakan metode pengenceran mikro kaldu atau pengenceran agar, di mana mikroorganisme terpapar pengenceran serial agen antimikroba. Uji MIC sangat penting untuk mengevaluasi kemanjuran antimikroba, memandu pengobatan klinis, dan menilai tingkat resistensi pada mikroorganisme terkait planktonik dan biofilm.
Apa Perbedaan antara Uji Konsentrasi Penghambatan Minimum Berbasis Biofilm dan Uji MBIC?
Uji Konsentrasi Penghambatan Minimum (MIC) berbasis biofilm dan uji Konsentrasi Penghambatan Biofilm Minimum (MBIC) terkait tetapi berbeda dalam tujuan dan metodologinya.
Uji MIC berbasis biofilm mengevaluasi konsentrasi terendah agen antimikroba yang diperlukan untuk menghambat pertumbuhan atau kelangsungan hidup biofilm yang terlihat, dengan fokus pada sel terkait biofilm daripada bakteri planktonik. Sebaliknya, uji MBIC secara khusus mengukur kemampuan agen antimikroba untuk mencegah pembentukan biofilm, daripada mengobati biofilm yang telah dibentuk sebelumnya. Sementara kedua pengujian berurusan dengan bakteri terkait biofilm, uji MIC berbasis biofilm membahas pengobatan, dan uji MBIC menekankan pencegahan, menjadikannya alat pelengkap untuk mempelajari kemanjuran antimikroba terhadap biofilm.
Biofilm Apa yang Digunakan dalam Uji MIC?
Biofilm mikroba dan sel planktonik keduanya digunakan dalam uji Konsentrasi Penghambatan Minimum (MIC) untuk mempelajari kemanjuran antimikroba dalam kondisi yang berbeda.
- Sel Planktonik:
Sel planktonik adalah sel mikroba tunggal yang mengambang bebas yang berfungsi sebagai model standar untuk uji MIC tradisional. Mikroorganisme umum termasuk Escherichia, Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, dan Candida albicans. Pengujian ini menentukan MIC yang diperlukan untuk menghambat pertumbuhan sel yang hidup bebas dan sangat penting untuk skrining antimikroba awal. - Sel Terkait Biofilm:
Sel biofilm adalah mikroorganisme yang tertanam dalam matriks ekstraseluler, yang secara signifikan meningkatkan ketahanannya terhadap antimikroba. Uji MIC biofilm sering kali mencakup:- Bakteri gram negatif: Escherichia, Pseudomonas aeruginosa, dan Klebsiella pneumoniae, yang dikenal karena pembentukan biofilm pada infeksi dan pengaturan industri.
- Bakteri gram positif: Staphylococcus aureus (termasuk MRSA), Staphylococcus epidermidis, dan Enterococcus faecalis, umumnya terlibat dalam infeksi terkait perangkat.
- Jamur: Candida albicans dan spesies terkait, penting dalam infeksi jamur terkait biofilm.
- Biofilm spesies campuran: Ini kadang-kadang digunakan untuk mereplikasi biofilm polimikroba alami, seperti yang ditemukan pada luka kronis atau biofouling industri.
Dengan membandingkan nilai MIC untuk sel planktonik dan sel terkait biofilm, peneliti dapat menilai peningkatan resistensi biofilm dan mengidentifikasi agen yang efektif terhadap komunitas mikroba yang lebih tangguh ini.
Apa Perbedaan antara MIC dan MBEC?
Minimum Inhibitory Concentration (MIC) adalah konsentrasi terendah dari agen antimikroba yang diperlukan untuk mencegah pembentukan biofilm, sedangkan Minimum Biofilm Eradication Concentration (MBEC) adalah konsentrasi terendah yang diperlukan untuk memberantas biofilm yang sudah mapan. MIC berfokus pada pencegahan biofilm, sedangkan MBEC menilai kemanjuran pengobatan terhadap biofilm matang.
Pelat apa yang biasa digunakan untuk Pengujian MBEC?
Pelat mikrotiter yang biasa digunakan untuk pengujian MBEC biasanya pelat 96 sumur yang terbuat dari polistirena atau polipropilena. Bahan-bahan ini menyediakan permukaan yang cocok untuk pembentukan biofilm dan tahan secara kimiawi terhadap agen antimikroba yang diuji selama pengujian. Pelat polistirena banyak disukai karena kejernihan optiknya, yang menguntungkan untuk analisis hilir seperti spektrofotometri atau pengukuran berbasis fluoresensi. Desain pelat ini mencakup tutup pasak yang dapat dilepas, yang penting untuk pengujian karena biofilm terbentuk pada pasak yang direndam dalam sumur yang mengandung media pertumbuhan. Pelat standar, seperti yang sesuai dengan protokol pengujian MBEC, direkayasa secara khusus untuk memastikan reproduktifitas dan kompatibilitas dengan UIP400MTP sonicator atau peralatan pemrosesan lainnya.
Apa itu Pelat Tutup PEG?
Pelat tutup PEG adalah sistem pelat multi-sumur khusus di mana tutupnya dilengkapi dengan pasak atau pin polietilen glikol (PEG) kecil yang memanjang ke setiap sumur. Pasak ini menyediakan permukaan untuk pembentukan biofilm mikroba dalam kondisi terkendali, meniru pertumbuhan biofilm dunia nyata. Desainnya memungkinkan biofilm berkembang pada pasak sementara sumur mengandung media pertumbuhan atau agen antimikroba, memungkinkan pengujian throughput tinggi dari kerentanan biofilm terhadap perawatan, seperti dalam uji MBEC, MBIC, dan MIC.
Apa Keuntungan dari Penghilangan Biofilm Ultrasonik Dibandingkan dengan Pengikisan Sel?
Penghilangan biofilm ultrasonik menawarkan keuntungan yang signifikan dibandingkan pengikisan sel dengan menyediakan metode non-invasif, seragam, dan sangat efisien untuk menghilangkan biofilm dari permukaan. Tidak seperti pengikisan, yang dapat tidak konsisten dan merusak permukaan atau sel di bawahnya, gelombang ultrasonik menembus matriks biofilm, memecahnya tanpa mengorbankan integritas struktur yang berdekatan. Metode ini memastikan reproduktifitas, meminimalkan risiko kontaminasi, dan sangat efektif untuk aplikasi yang memerlukan penghilangan biofilm yang tepat, seperti dalam studi mikrobiologi atau pengujian perangkat medis. Baca lebih lanjut bagaimana UIP400MTP Sonicator unggul dalam pengikisan sel!
Hielscher Ultrasonics memproduksi homogenizer ultrasonik berkinerja tinggi dari laboratorium hingga ukuran industri.