Protokoll fir d’Kultivatioun an d’Ofléisung vu Staphylococcus-Biofilmer
Standardiséiert Methode si wesentlech fir zouverlässeg Fuerschungsresultater. Hei fannt Dir e Protokoll fir d’Kultivatioun an d’Ofléisung vu Staphylokokke-Biofilmer. Dëse Protokoll konzentréiert sech op eng vereinfacht Proufvirbereedung mat héijem Duerchsaz mam UIP400MTP Ultraschallapparat fir Multiwell-Placke fir eng effizient Ofléisung vu Biofilmer mat héijem Duerchsaz an 96-Well-Placken. De Protokoll enthält och wichteg Schrëtt fir d’Kultivatioun, d’Wäschen an d’Visualiséierung vu Biofilmer, mam Schwéierpunkt drop, d’Variabilitéit ze miniméieren an d’Reproduzéierbarkeet ze garantéieren.
Fuerschung iwwer Staphylococcus-Biofilmer an Antibioticken
Staphylococcus-Biofilmer spillen eng entscheedend Roll bei persistente Infektiounen, well si géint Antibioticken an Immunreaktioune resistent sinn. D’Bildung vu Biofilmer schaaft e schützend Ëmfeld fir Bakterien, wat d’Behandlung vun Infektioune schwéier mécht. D’Biofilmfuerschung konzentréiert sech dacks drop, hir Bildung, hiert Verhalen an hir Empfindlechkeet géintiwwer antimikrobielle Mëttelen ze verstoen, mat engem Schwéierpunkt op Methode mat héijem Duerchsaz, fir experimentell Aarbechtsofleef ze vereinfachen.
Den UIP400MTP Ultraschallapparat fir Multiwell-Placke bitt e bedeitende Virdeel an der Biofilmfuerschung, well en eng séier an effizient Ofléisung vu Biofilmer aus 96-Well-Placken erméiglecht. Dësen Apparat liwwert gläichméisseg Ultraschallenergie un all Wells, garantéiert domat konsequent Resultater a miniméiert gläichzäiteg d’Variabilitéit.
Protokoll fir d’Kultivatioun an d’Ofléisung vu Staphylococcus-Biofilmer
Hei drënner féiere mir Iech mat enger Schrëtt-fir-Schrëtt-Uleedung duerch de Prozess vun der Kultivatioun an der Ofléisung vun engem Staphylococcus-Biofilm. Als Beispill vun engem analytesche Schrëtt weise mir Iech, wéi Dir déi kultivéiert Biomass duerch eng Kristallviolettfierwung spektrophotometresch quantifizéiere kënnt.
Kultivatioun vu Staphylococcus-Biofilmer
Néidegt Material:
- Steril 96-Well-Mikrotiterplacken aus Polystyrol mat flaachem Buedem an Deckelen, déi fir d’Gewëssskultur behandelt sinn
- Tryptesch Sojabouillon (TSB) mat 0,25% Glukos
- Biologesch Sécherheetswierkbänk
Schrëtt:
- Bereet eng steril Aarbechtsëmgebung an enger biologescher Sécherheetswierkbänk vir, fir d’Kontaminatioun ze miniméieren.
- Gitt TSB mat 0,25% Glukos an d’Wells vun der Mikrotiterplack. TSB ouni Glukos ënnerstëtzt am Allgemengen d’Bildung vu Biofilmer net a soll nëmme bei Bedarf als Kontroll benotzt ginn.
- Inokuléiert d’Wells mat Bakteriestämm, déi wéi hei drënner beschriwwe virbereet goufen:
- Bereet Bakteriesuspensioune vir a stellt sécher, datt keng scho bestoend Zellklompe méi dra sinn, andeems Dir d’Suspensioune mat Ultraschall homogeniséiert oder d’Klompe mat enger 23-Gauge-Nol a kuerzem Vortexmëschen opléist.
- Maacht d’Plack mat hirem Deckel zou an inkubéiert se ënner optimale Bedéngunge fir d’Biofilmbildung (z. B. bei 37°C fir 24 Stonnen).
- Féiert d’Experiment fir all Bakteriestamm dräifach duerch (dräi Wells pro Stamm), fir d’Zouverlässegkeet ze garantéieren.
- Reservéiert sechs Wells pro Plack fir negativ Kontrollen. Bis zu 30 Stämm kënne pro 96-Well-Plack getest ginn.
Visualiséierung a Wäsche vu Biofilmer
- Gitt no der Inkubatioun d’Medium virsiichteg ewech, fir de Biofilm net ze stéieren.
- Wäscht all Well véiermol mat physiologescher Salzléisung, fir planktonesch Bakterien ze entfernen.
- Ënnersicht de Buedem vun de Wells op wäiss Flecken, déi op d’Presenz vun engem Biofilm hiweisen.
Ofléisung vu Biofilmer mam UIP400MTP Ultraschallapparat fir Multiwell-Placken
Ariichtung vum Apparat a Parameteren:
- UIP400MTP Ultraschallapparat fir Multiwell-Placken
- Betribsastellungen: 60% Amplitud, Zyklusmodus mat 60 Sekonnen UN / 30 Sekonnen AUS
Schrëtt:
- Stellt déi gewäsche Mikrotiterplack op d’Plattform vum UIP400MTP.
- Behandelt d’Prouwe mat Ultraschall bei den empfoleenen Astellungen (60% Amplitud, 60 Sekonnen UN, 30 Sekonnen AUS). Passt d’Astellungen un de Bakteriestamm un.
- Start den Ultraschallprozess, fir de Biofilm ofzeléisen. D’Ultraschallwellen zerstéieren d’Biofilmmatrix a setzen dobäi déi adherent Bakterie fräi.
- Den UIP400MTP garantéiert eng gläichméisseg Beschallung an alle Wells, fir konsequent Resultater bei der Ofléisung ze erreechen.
Analytesche Schrëtt: Quantifizéierung vun der Biomass vun ofgeléiste Staphylococcus-Biofilmer mat Kristallviolett (CV)
Néidegt Material:
- 0,1% Kristallviolettléisung (CV)
- 95% Ethanol oder 30% Essigsäure (fir d’Solubiliséierung)
- Mikroplackelieser, dee bei 570 nm moosse kann
- Steril Mikrotiterplacke fir d’Fierwung
Schrëtt:
- Virbereedung vun der Fierwungsplack: Transfertéiert 100 µL vun der ofgeléister Biofilmsuspensioun aus all Kavitéit vun der mat Ultraschall behandelter Plack an déi entspriechend Kavitéite vun enger propperer, steriller Mikrotiterplack mat 96 Kavitéiten. Dëst garantéiert eng kloer an eenheetlech Ëmgéigend fir d’Fierwung.
- Fierwe vum ofgeléiste Biofilm: Gitt 150 µL vun enger 0,1% Kristallviolettléisung an all Kavitéit, déi déi ofgeléiste Biofilmsuspensioun enthält. Pipettéiert virsiichteg, fir eng gläichméisseg Vermëschung vun der Biofilmsuspensioun an dem Kristallviolett ze garantéieren.
- Inkubatioun: Loosst d’Plack 15 Minutte bei Raumtemperatur inkubéieren, fir datt de Kristallviolett d’Biomass effektiv fierwe kann.
- Wäschen: Entsuergt no der Inkubatioun d’Kristallviolettléisung virsiichteg aus de Kavitéiten, ouni d’Biomass ze stéieren. Wäscht all Kavitéit dräimol mat steriller physiologescher Salzléisung, fir net gebonnene Faarfstoff ze entfernen.
- Dréchnen: Loosst d’Plack bei Raumtemperatur oder ënner enger steriller Loftstréimungshaub un der Loft dréchnen. Vermeit d’Erhëtzen, well dëst d’Resultater verännere kann.
- Solubiliséierung: Gitt 200 µL vun 95% Ethanol (oder 30% Essigsäure, jee no den übleche Laborpraktiken) an all Kavitéit, fir de gebonnene Kristallviolett a Léisung ze bréngen. Mëscht virsiichteg duerch Pipettéieren oder andeems Dir d’Plack 10 Minutte bei Raumtemperatur schëttelt.
- Miessung: Moosst d’optesch Dicht (OD) vun der solubiliséierter Kristallviolettléisung bei 570 nm mat engem Mikroplackelieser.
- Datenanalys: Subtrahéiert den duerchschnëttlechen OD570-Wäert vun den Negativkontrollen (Kavitéite mat TSB, awer ouni bakteriellt Inokulum) vun de Wäerter vun den experimentelle Kavitéiten, fir d’Hannergrondfierwung ze berücksichtegen. Dokumentéiert an analyséiert d’Donnéeën.
Hiweis: Féiert d’Experiment fir all Bedéngung an dräifacher Ausféierung duerch, fir d’Reproduzéierbarkeet ze garantéieren. Suergt fir e sachgeméissen Ëmgang mat Kristallviolett an Ethanol a respektéiert d’Sécherheets- an Entsuergungsprotokoller.
Déi wichtegst Virdeeler vum UIP400MTP op ee Bléck:
- Veraarbechtung mat héijem Prouwenduerchsaz: Speziell fir Placke mat méi Kavitéiten entwéckelt, soudatt Dir méi Prouwe gläichzäiteg verschaffe kënnt.
- Gläichméisseg Ultraschallverdeelung: Garantéiert déi selwecht Ultraschallintensitéit an de Kavitéiten a liwwert domat konsistent Resultater iwwer all Prouwen ewech.
- Benotzt all Standardplack: Den UIP400MTP kann all Standardplacke mat méi Kavitéiten, Petrischuelen a Reagenzglieserstänner verschaffen. Keng deier proprietär Placke sinn néideg!
- Benotzerfrëndlech Interface: Einfach anzeriichten an ze steieren, wat en zu engem exzellenten Instrument mécht, fir d’Produktivitéit am Labor ze steigeren. Programméierbar Astellungen an Automatiséierung vereinfachen d’Standardiséierung vu Prozesser!
Biofilmofléisung mat héijem Prouwenduerchsaz mam Ultraschallapparat UIP400MTP fir Placke mat 96 Kavitéiten
Literatur / Referenzen
- 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.
Heefeg gestallte Froen
Wat sinn extrazellulär polymer Substanzen (EPS)?
Extrazellulär polymer Substanzen (EPS) sinn eng komplex Mëschung vu Biopolymeren, déi haaptsächlech aus Polysacchariden, Proteinnen, Nukleinsaieren a Lipide besteet a vu Mikroorganismen a Biofilmer ausgescheet gëtt. EPS bilden eng Schutzmatrix, déi d’mikrobiell Gemeinschaft ëmschléisst, strukturell Integritéit bitt, d’Unhaftung un Uewerfläche vermëttelt an d’Zelle virun Ëmweltbelaaschtungen, dorënner Antibiotiken an Immunreaktiounen, schützt.
Wat versteet een ënner planktonesche Bakterien?
Planktonesch Bakterie si fräi schwiewend, eenzelleg Mikroorganismen, déi a Suspensioun virkommen, zum Beispill a flëssege Kulturen oder Kierperflëssegkeeten, amplaz un Uewerflächen unzehaften oder strukturéiert Gemeinschafte wéi Biofilmer ze bilden.
Wat ass den Ënnerscheed tëscht Biofilmer a planktonesche Bakterien?
De wesentlechen Ënnerscheed tëscht Biofilmer a planktonesche Bakterie läit an hirer Organisatioun. Biofilmer si strukturéiert, un Uewerflächen uhaftend Gemeinschafte vu Bakterien, déi an eng Matrix aus extrazelluläre polymere Substanzen (EPS) agebett sinn, wärend planktonesch Bakterie fräi schwiewen a keng esou strukturell Organisatioun hunn.
Si Bakterien a Biofilmer méi schwéier mat Antibiotiken ze behandele wéi planktonesch Bakterien?
Bakterien a Biofilmer si wesentlech méi schwéier mat Antibioticken ze behandelen ewéi planktonesch Bakterien. D’Biofilmmatrix wierkt als physesch Barrière, an d’Bakterien doran weisen verännert Stoffwiesselzoustänn an eng erhéicht Stressresistenz, wat zu enger reduzéierter Wierksamkeet vun Antibioticke bäidréit.
Kënne Biofilmer duerch Antibioticken ofgedout ginn?
Biofilmer kënnen heiansdo duerch Antibioticke vollstänneg eliminéiert ginn, mee dat ass schwéier. Eng wierksam Behandlung erfuerdert dacks héich Antibiotickekonzentratiounen, spezifesch Kombinatiounen oder ergänzend Therapien, well d’EPS-Matrix an déi bakteriell Resistenzmechanismen de Biofilm schützen.
Si Staphylococcus-Bakterien adherent?
Staphylococcus-Bakterie si fir hir Fäegkeet, sech unzeheften, gutt bekannt. Si hefte sech liicht un Uewerflächen un a bilden dobäi Biofilmer, besonnesch op medezineschen Apparater oder op Geweebe vum Wiert, wouduerch si wesentlech zu persistéierenden Infektioune bäidroen.
Wéi eng Aarte vu Staphylococcus-Bakterie gëtt et?
Staphylococcus-Bakterien ëmfaasse verschidden Aarten, wouvu Staphylococcus aureus a Staphylococcus epidermidis déi bekanntst sinn. S. aureus ass pathogen a ka schwéier Infektioune verursaachen, wärend S. epidermidis dacks mat biofilmbedéngten Infektiounen op medezineschen Apparater a Verbindung bruecht gëtt.
Wat ass Kristallviolett?
Kristallviolett ass e basesche Faarfstoff, deen dacks fir d’Fierwe vu biologesche Materialie benotzt gëtt. An der Mikrobiologie gëtt en agesat, fir d’Biofilmbildung ze bewäerten, andeems d’Biomass gefierft gëtt, déi duerno spektrophotometresch quantifizéiert ka ginn.
Hielscher Ultrasonics produzéiert héichleeschtungsfäeg Ultraschallhomogenisateure vun Laborgréisst bis zu industrieller Gréisst.


