Protokol Kultivasi dan Pelepasan Biofilm Staphylococcus
Metode yang terstandardisasi sangat penting untuk memperoleh hasil penelitian yang andal. Di sini Anda dapat menemukan protokol kultivasi dan pelepasan biofilm stafilokokus. Protokol ini berfokus pada penyiapan sampel yang efisien dengan kapasitas pemrosesan sampel yang tinggi menggunakan sonikator pelat multisumur UIP400MTP untuk pelepasan biofilm yang efisien dengan kapasitas pemrosesan sampel yang tinggi pada pelat 96 sumur. Protokol ini juga mencakup langkah-langkah utama untuk kultivasi, pencucian, dan visualisasi biofilm, dengan fokus pada meminimalkan variabilitas dan memastikan reproduktibilitas.
Penelitian Biofilm Staphylococcus dan Antibiotik
Biofilm Staphylococcus berperan penting dalam infeksi persisten karena resistensinya terhadap antibiotik dan respons imun. Pembentukan biofilm menyediakan lingkungan pelindung bagi bakteri, sehingga infeksi sulit diobati. Penelitian biofilm sering berfokus pada pemahaman mengenai pembentukan, perilaku, dan kerentanannya terhadap antimikroba, dengan penekanan pada metode berkapasitas pemrosesan sampel yang tinggi untuk mengefisienkan alur kerja eksperimen.
Sonikator pelat multisumur UIP400MTP menawarkan keunggulan yang signifikan dalam penelitian biofilm dengan memungkinkan pelepasan biofilm dari pelat 96 sumur secara cepat dan efisien. Perangkat ini memberikan energi ultrasonik yang seragam ke semua sumur, sehingga memastikan hasil yang konsisten sekaligus meminimalkan variabilitas.
Protokol untuk Kultivasi dan Pelepasan Biofilm Staphylococcus
Di bawah ini, kami memandu Anda langkah demi langkah melalui proses kultivasi dan pelepasan biofilm stafilokokus. Sebagai contoh langkah analisis, kami menunjukkan cara mengukur secara kuantitatif biomassa hasil kultivasi dengan spektrofotometri melalui pewarnaan kristal violet.
Kultivasi Biofilm Staphylococcus
Bahan dan Peralatan yang Diperlukan:
- Pelat mikrotiter polistirena steril 96 sumur dengan dasar datar, yang telah diberi perlakuan untuk kultur jaringan, lengkap dengan penutup
- Kaldu kedelai triptik (TSB) dengan glukosa 0,25%
- Kabinet keselamatan biologis
Langkah-langkah:
- Siapkan lingkungan kerja steril di dalam kabinet keselamatan biologis untuk meminimalkan kontaminasi.
- Tambahkan TSB yang mengandung glukosa 0,25% ke dalam sumur pelat mikrotiter. TSB tanpa glukosa umumnya tidak mendukung pembentukan biofilm dan hanya boleh digunakan sebagai kontrol jika diperlukan.
- Inokulasikan sumur dengan galur bakteri yang disiapkan sebagaimana dijelaskan di bawah ini:
- Siapkan suspensi bakteri, dan pastikan tidak ada gugus sel yang sudah terbentuk sebelumnya dengan menghomogenkan suspensi menggunakan sonikasi atau dengan memecah gugus tersebut menggunakan jarum 23-gauge dan pencampuran singkat menggunakan vorteks.
- Tutup rapat pelat dengan penutupnya dan inkubasi pada kondisi optimal untuk pembentukan biofilm (misalnya, 37°C selama 24 jam).
- Lakukan eksperimen dalam tiga ulangan untuk setiap galur bakteri (tiga sumur per galur) guna memastikan keandalan.
- Alokasikan enam sumur per pelat untuk kontrol negatif. Hingga 30 galur dapat diuji pada setiap pelat 96 sumur.
Visualisasi dan Pencucian Biofilm
- Setelah inkubasi, buang medium dengan hati-hati agar tidak mengganggu biofilm.
- Cuci setiap sumur empat kali dengan larutan garam fisiologis untuk menghilangkan bakteri planktonik.
- Periksa dasar sumur untuk melihat bercak putih yang menandakan keberadaan biofilm.
Pelepasan Biofilm Menggunakan Sonikator Pelat Multisumur UIP400MTP
Penyiapan Perangkat dan Parameter:
- Sonikator pelat multisumur UIP400MTP
- Pengaturan operasi: amplitudo 60%, mode siklus dengan 60 detik AKTIF / 30 detik NONAKTIF
Langkah-langkah:
- Letakkan pelat mikrotiter yang telah dicuci pada platform UIP400MTP.
- Lakukan sonikasi pada sampel menggunakan pengaturan yang direkomendasikan (amplitudo 60%, 60 detik AKTIF, 30 detik NONAKTIF). Sesuaikan pengaturan dengan galur bakteri.
- Mulai proses sonikasi untuk melepaskan biofilm. Gelombang ultrasonik merusak matriks biofilm, sehingga melepaskan bakteri yang melekat.
- UIP400MTP memastikan paparan yang seragam pada semua sumur untuk menghasilkan pelepasan yang konsisten.
Langkah Analisis: Kuantifikasi Biomassa Biofilm Staphylococcus yang Telah Dilepaskan Menggunakan Kristal Violet (CV)
Bahan dan Peralatan yang Diperlukan:
- Larutan kristal violet (CV) 0,1%
- Etanol 95% atau asam asetat 30% (untuk pelarutan)
- Pembaca pelat mikro yang mampu melakukan pembacaan pada 570 nm
- Pelat mikrotiter steril untuk pewarnaan
Langkah-langkah:
- Penyiapan Pelat Pewarnaan: Pindahkan 100 µL suspensi biofilm yang telah dilepaskan dari setiap sumur pelat yang telah disonikasi ke sumur yang bersesuaian pada pelat mikrotiter 96 sumur yang bersih dan steril. Langkah ini memastikan lingkungan yang bersih dan seragam untuk pewarnaan.
- Pewarnaan Biofilm yang Telah Dilepaskan: Tambahkan 150 µL larutan kristal violet 0,1% ke setiap sumur yang berisi suspensi biofilm yang telah dilepaskan. Campurkan perlahan menggunakan pipet untuk memastikan suspensi biofilm dan kristal violet tercampur merata.
- Inkubasi: Inkubasi pelat pada suhu ruang selama 15 menit agar kristal violet dapat mewarnai biomassa secara efektif.
- Pencucian: Setelah inkubasi, buang larutan kristal violet dari sumur dengan hati-hati tanpa mengganggu biomassa. Cuci setiap sumur tiga kali dengan larutan garam fisiologis steril untuk menghilangkan zat warna yang tidak terikat.
- Pengeringan: Biarkan pelat mengering di udara pada suhu ruang atau di bawah tudung aliran udara steril. Hindari pemanasan karena dapat mengubah hasil.
- Pelarutan: Tambahkan 200 µL etanol 95% (atau asam asetat 30%, sesuai praktik standar laboratorium) ke setiap sumur untuk melarutkan kristal violet yang terikat. Campurkan perlahan dengan menggunakan pipet atau menggoyangkan pelat selama 10 menit pada suhu ruang.
- Pengukuran: Ukur densitas optik (OD) larutan kristal violet yang telah dilarutkan pada 570 nm menggunakan pembaca pelat mikro.
- Analisis Data: Kurangi nilai sumur eksperimen dengan nilai rata-rata OD570 kontrol negatif (sumur berisi TSB tanpa inokulum bakteri) untuk memperhitungkan pewarnaan latar belakang. Catat dan analisis data.
Catatan: Lakukan eksperimen dalam tiga ulangan untuk setiap kondisi guna memastikan reproduktibilitas. Pastikan penanganan kristal violet dan etanol dilakukan dengan benar, sesuai protokol keselamatan dan pembuangan.
Sekilas manfaat utama UIP400MTP:
- Pemrosesan dengan Kapasitas Pemrosesan Sampel yang Tinggi: Dirancang khusus untuk pelat multisumur, sehingga Anda dapat memproses beberapa sampel secara bersamaan.
- Distribusi Ultrasonik yang Seragam: Memastikan intensitas ultrasonik yang sama di seluruh sumur, sehingga memberikan hasil yang konsisten pada semua sampel.
- Gunakan Pelat Standar Apa Pun: UIP400MTP dapat digunakan untuk pelat multisumur standar apa pun, cawan Petri, dan rak tabung. Tidak memerlukan pelat khusus produsen yang mahal!
- Antarmuka yang Ramah Pengguna: Mudah disiapkan dan dikendalikan, sehingga menjadi alat yang sangat baik untuk meningkatkan produktivitas laboratorium. Pengaturan yang dapat diprogram dan otomatisasi mempermudah standardisasi proses!
Pelepasan biofilm dengan kapasitas pemrosesan sampel yang tinggi menggunakan sonikator pelat 96 sumur UIP400MTP
Literatur / Referensi
- 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.
Pertanyaan yang Sering Diajukan
Apa Itu Substansi Polimerik Ekstraseluler (EPS)?
Substansi Polimerik Ekstraseluler (EPS) adalah campuran kompleks biopolimer yang terutama terdiri atas polisakarida, protein, asam nukleat, dan lipid, yang disekresikan oleh mikroorganisme dalam biofilm. EPS membentuk matriks pelindung yang menyelubungi komunitas mikroba, memberikan integritas struktural, memediasi perlekatan pada permukaan, dan melindungi sel dari tekanan lingkungan, termasuk antibiotik dan respons imun.
Apa yang Dimaksud dengan Bakteri Planktonik?
Bakteri planktonik adalah mikroorganisme bersel tunggal yang mengambang bebas dalam suspensi, seperti dalam kultur cair atau cairan tubuh, alih-alih melekat pada permukaan atau membentuk komunitas terstruktur seperti biofilm.
Apa Perbedaan antara Biofilm dan Bakteri Planktonik?
Perbedaan utama antara biofilm dan bakteri planktonik terletak pada organisasinya. Biofilm merupakan komunitas bakteri terstruktur yang melekat pada permukaan dan tertanam dalam matriks substansi polimerik ekstraseluler (EPS), sedangkan bakteri planktonik mengambang bebas dan tidak memiliki organisasi struktural tersebut.
Apakah Bakteri dalam Biofilm Lebih Sulit Diobati dengan Antibiotik daripada Bakteri Planktonik?
Bakteri dalam biofilm jauh lebih sulit diobati dengan antibiotik dibandingkan bakteri planktonik. Matriks biofilm bertindak sebagai penghalang fisik, dan bakteri di dalamnya menunjukkan keadaan metabolisme yang berubah serta ketahanan yang meningkat terhadap tekanan, yang turut mengurangi efektivitas antibiotik.
Dapatkah Biofilm Dibunuh oleh Antibiotik?
Biofilm terkadang dapat dieradikasi oleh antibiotik, tetapi hal ini sulit dilakukan. Pengobatan yang efektif sering memerlukan konsentrasi antibiotik yang tinggi, kombinasi tertentu, atau terapi tambahan, karena matriks EPS dan mekanisme resistensi bakteri melindungi biofilm.
Apakah Staphylococcus Merupakan Bakteri yang Dapat Melekat?
Bakteri Staphylococcus dikenal memiliki kemampuan melekat. Bakteri ini mudah melekat pada permukaan dan membentuk biofilm, terutama pada perangkat medis atau jaringan inang, sehingga menjadi penyebab utama infeksi persisten.
Apa Saja Jenis Bakteri Staphylococcus?
Bakteri Staphylococcus mencakup beberapa jenis, dengan yang paling menonjol adalah Staphylococcus aureus dan Staphylococcus epidermidis. S. aureus bersifat patogen dan dapat menyebabkan infeksi berat, sedangkan S. epidermidis umumnya dikaitkan dengan infeksi pada perangkat yang berhubungan dengan biofilm.
Apa Itu Kristal Violet?
Kristal violet adalah zat warna basa yang umum digunakan untuk mewarnai bahan biologis. Dalam mikrobiologi, zat ini digunakan untuk menilai pembentukan biofilm dengan mewarnai biomassa, yang kemudian dapat diukur secara kuantitatif dengan spektrofotometri.
Hielscher Ultrasonics memproduksi homogenizer ultrasonik berkinerja tinggi mulai dari skala laboratorium hingga industri.


