Protokol menggunakan Hielscher Multi-Sample Sonicators dalam Biofilm dan Analisis Proteomik
Penggunaan sonicator multi-sampel, seperti VialTweeter Multi-Tube Sonicator dan UIP400MTP Microplate Sonicator, merampingkan alur kerja laboratorium untuk aplikasi throughput tinggi. Kedua perangkat memungkinkan pemrosesan ultrasonik yang tepat dan seragam di beberapa sampel, meminimalkan variabilitas dan meningkatkan reproduktifitas. Hal ini sangat menguntungkan dalam percobaan yang membutuhkan lisis sampel yang konsisten, detasemen biofilm, ekstraksi protein, atau pencernaan proteolitik, di mana metode manual atau sampel tunggal kurang efisien dan rentan terhadap inkonsistensi.
Sederhanakan Alur Kerja dengan Sonicator Multi-Sampel
UIP400MTP, misalnya, memungkinkan perawatan ultrasonik simultan dari sumur pelat mikro, memastikan pelepasan biofilm atau bahan seluler yang seragam. Sementara itu, VialTweeter menawarkan lisis dan homogenisasi yang tepat dari beberapa sampel tabung tanpa kontaminasi silang. Sonikator ini secara signifikan mengurangi waktu pemrosesan, meningkatkan reproduktifitas eksperimental, dan mempertahankan integritas sampel yang tinggi, menjadikannya alat yang sangat diperlukan dalam penelitian mikrobiologi, proteomik, dan biologi molekuler.
Di bawah ini adalah protokol terperinci yang mencontohkan penggunaan model sonicator multi-sampel Hielscher, VialTweeter Multi-Tube Sonicator dan Microplate Sonicator UIP400MTP, dalam sebuah penelitian yang melibatkan pembentukan biofilm E. dan analisis proteomik selanjutnya.
Sonicator pelat multi-sumur UIP400MTP – Persiapan sampel yang andal dengan throughput tinggi
Protokol: Pembentukan Biofilm, Detasemen, dan Analisis Proteomik Menggunakan Sonicator Multi-Sampel Hielscher
1. Persiapan Kultur Bakteri
- Kultur bakteri E. (strain W3110) pada suhu 30°C, suhu yang menguntungkan untuk pembentukan biofilm E., dalam media kaldu tripton (TB) yang mengandung:
– 10 g/L tripton
– 5 g/L NaCl - Suplemen dengan antibiotik sesuai kebutuhan untuk memastikan retensi plasmid.
- Untuk studi mikroskop dan aktivitas promotor, gunakan strain W3110 E. dengan reporter genomic enhanced GFP (eGFP) di bawah kendali promotor rplL.
- Manfaatkan plasmid reporter GFP untuk berbagai promotor (misalnya, csgA, csgD, fliA, fliC, flhD ) untuk mengukur aktivitas promotor.
2. Budidaya dan Detasemen Biofilm
- Benih 1,5 mL kultur bakteri encer per sumur ke dalam piring 12 sumur (pelat 12 sumur CellStar, Greiner Bio-One).
- Inkubasi untuk memungkinkan pembentukan biofilm.
- Hapus kultur planktonik (non-melekat) dengan hati-hati.
– Cuci setiap sumur dengan 500 μL PBS.
– Lepaskan sel yang melekat dengan sonikasi pelat 12 sumur di UIP400MTP microplate sonicator. UIP400MTP memastikan detasemen yang seragam dengan memberikan energi ultrasonik yang konsisten di semua sumur.
– Pengaturan sonikasi: 60% amplitudo, mode siklus: 60 detik ON / 30 detik OFF.
3. Pemanenan dan Lisis Sel
- Centrifuge sel biofilm yang terlepas pada 4.500 g selama 5 menit.
- Cuci sel pelet dengan PBS.
- Suspensi kembali sel dalam 100 μL natrium lauroyl sarcosinate (SLS) 2% dan inkubasi pada suhu 95°C selama 15 menit.
- Sonicate menggunakan VialTweeter Multi-Tube Sonicator untuk memastikan lisis sel lengkap.
– Pengaturan sonikasi: 100% amplitudo, 50 detik ON / 10 s OFF selama total waktu berjalan 10 menit; simpan sampel di atas es.
4. Reduksi dan Alkilasi
- Tambahkan 5 mM Tris(2-carboxyethyl)phosphine (TCEP) untuk mengurangi ikatan disulfida dan inkubasi pada suhu 95°C selama 15 menit.
- Protein alkilat dengan 10 mM iodoacetamide selama 30 menit pada suhu 25°C.
5. Kuantifikasi dan Pencernaan Protein
- Centrifuge lisate untuk membersihkan puing-puing.
- Ukur kandungan protein total menggunakan Kit Uji Protein Pierce BCA.
- Cerna 50 μg total protein dengan 1 μg tripsin dalam larutan yang mengandung 2% SLS dan 100 mM amonium bikarbonat.
- Inkubasi reaksi pencernaan semalaman pada suhu 30°C.
6. Pemurnian Peptida
- Endapkan SLS dengan menambahkan 1,5% asam trifluoroasetat (TFA), lalu centrifuge.
- Memurnikan peptida menggunakan kolom microspin C18.
- Keringkan peptida yang dimurnikan dan suspensi kembali dalam TFA 0,1%.
7. Kromatografi Cair-Spektrometri Massa (LC-MS/MS)
- Analisis peptida pada spektrometer massa Q-Exactive Plus yang digabungkan dengan sistem nano Ultimate 3000 RSLC.
- Pisahkan peptida menggunakan kolom HPLC fase terbalik (75 μm × 42 cm) yang dikemas dengan resin C18 (2,4 μm).
- Oleskan gradien dari 2% hingga 35% pelarut B (asetonitril dengan asam format 0,15%) selama 140 menit.
- Dapatkan data menggunakan pemindaian MS resolusi tinggi diikuti dengan pemindaian MS/MS tandem dari 10 ion paling intens.
8. Analisis Data
- Memproses data LC-MS mentah menggunakan perangkat lunak Progenesis.
- Ekspor file .mgf dan analisis dengan MASCOT.
- Lakukan kuantifikasi peptida menggunakan SafeQuant untuk kontrol kualitas dan penyesuaian penemuan palsu.
- Lakukan semua percobaan dalam duplikat atau tiga kali lipat untuk memastikan reproduktifitas.
Sonicator Multi-Sampel untuk Persiapan Sampel Throughput Tinggi
Model sonicator multi-sampel VialTweeter dan UIP400MTP secara signifikan meningkatkan presisi dan efisiensi alur kerja eksperimental, terutama dalam penelitian biofilm dan proteomik. Kemampuannya untuk memproses beberapa sampel secara seragam memastikan kapasitas throughput tinggi tanpa mengorbankan kualitas data. Manfaat ini, dikombinasikan dengan alur kerja yang disederhanakan yang diuraikan di atas, menjadikan Hielscher multi-sampel sonicators alat penting untuk penelitian biologi modern.
- efisiensi yang sangat tinggi
- Teknologi canggih
- handal & sangat kuat
- kontrol proses yang dapat disesuaikan dan tepat
- Batch & inline
- untuk volume apa pun
- Perangkat Lunak Cerdas
- Fitur pintar (misalnya, dapat diprogram, protokol data, remote control)
- Mudah dan aman dioperasikan
- biaya pemeliharaan yang rendah
- CIP (bersihkan di tempat)
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 ultrasonicator 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.
Literatur / Referensi / Lembar Fakta
- 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.
Pertanyaan yang Sering Diajukan
Apa itu Biofilm?
Biofilm adalah komunitas mikroorganisme terstruktur yang tertanam dalam matriks ekstraseluler (ECM) yang diproduksi sendiri, menempel pada permukaan. Ini memberikan perlindungan terhadap tekanan lingkungan, antibiotik, dan sistem kekebalan tubuh, berkontribusi pada infeksi persisten dan biofouling.
Apa itu Detasemen Biofilm?
Detasemen biofilm adalah proses di mana sel atau kelompok mikroba terpisah dari struktur biofilm, baik secara aktif (melalui degradasi enzimatik atau penginderaan kuorum) atau secara pasif (karena gaya geser, penipisan nutrisi, atau gangguan mekanis). Ini memfasilitasi penyebaran biofilm dan kolonisasi permukaan baru.
Apa itu Protein Terkait Biofilm?
Protein terkait biofilm (BAP) adalah permukaan mikroba atau protein yang disekresikan yang memainkan peran kunci dalam pembentukan, stabilitas, dan adhesi biofilm. Ini termasuk adhesin, enzim ekstraseluler, dan protein struktural seperti serat curli di E. atau BapA di Staphylococcus aureus.
Apa itu ECM dalam Biofilm?
Matriks ekstraseluler (ECM) dalam biofilm adalah jaringan kompleks polisakarida, protein, DNA ekstraseluler (eDNA), dan lipid yang membungkus sel mikroba. Ini memberikan integritas struktural, memediasi adhesi, mempertahankan kelembaban, dan meningkatkan ketahanan biofilm terhadap antimikroba dan pertahanan inang.
Fungsi apa yang memenuhi Curli Fibers?
Serat keriting adalah fibril amiloid ekstraseluler yang diproduksi oleh Escherichia dan bakteri terkait, memainkan peran penting dalam pembentukan biofilm, adhesi permukaan, dan kolonisasi inang. Mereka berkontribusi pada integritas biofilm, meningkatkan ketahanan terhadap tekanan lingkungan, dan memfasilitasi interaksi dengan jaringan inang selama infeksi. Selain itu, serat curli terlibat dalam mempromosikan aktivasi sistem kekebalan tubuh dan telah terlibat dalam persistensi dan patogenisitas bakteri.
Hielscher Ultrasonics memproduksi homogenizer ultrasonik berkinerja tinggi dari laboratorium hingga ukuran industri.


