Staphylococcus bioplēves kultivēšanas un atdalīšanas protokols
Standartizētas metodes ir būtiskas uzticamu pētījumu rezultātu iegūšanai. Šeit pieejams stafilokoku bioplēvju kultivēšanas un atdalīšanas protokols. Šajā protokolā galvenā uzmanība pievērsta efektīvai paraugu sagatavošanai ar augstu paraugu caurlaidspēju, izmantojot daudziedobju plašu ultraskaņas apstrādes ierīci UIP400MTP efektīvai bioplēvju atdalīšanai 96 iedobju platēs ar augstu paraugu caurlaidspēju. Protokolā ietverti arī galvenie bioplēvju kultivēšanas, mazgāšanas un vizualizācijas posmi, īpašu uzmanību pievēršot mainīguma samazināšanai un reproducējamības nodrošināšanai.
Staphylococcus bioplēvju un antibiotiku izpēte
Staphylococcus bioplēvēm ir būtiska nozīme persistējošu infekciju gadījumā, jo tās ir izturīgas pret antibiotikām un imūnās sistēmas reakcijām. Bioplēves veidošanās nodrošina baktērijām aizsargājošu vidi, apgrūtinot infekciju ārstēšanu. Bioplēvju pētījumos bieži uzmanība tiek pievērsta to veidošanās, uzvedības un jutības pret pretmikrobu līdzekļiem izpratnei, īpaši uzsverot metodes ar augstu paraugu caurlaidspēju, lai racionalizētu eksperimentu darbplūsmas.
Daudziedobju plašu ultraskaņas apstrādes ierīce UIP400MTP sniedz būtisku priekšrocību bioplēvju izpētē, nodrošinot ātru un efektīvu bioplēvju atdalīšanu no 96 iedobju platēm. Šī ierīce nodrošina vienmērīgu ultraskaņas enerģijas padevi visām iedobēm, tādējādi nodrošinot konsekventus rezultātus un samazinot mainīgumu.
Staphylococcus bioplēves kultivēšanas un atdalīšanas protokols
Tālāk sniegti detalizēti norādījumi par Staphylococcus bioplēves kultivēšanas un atdalīšanas procesu. Kā analītiskā posma piemēru parādām, kā spektrofotometriski noteikt izaudzētās biomasas daudzumu, izmantojot krāsošanu ar kristālvioleto.
Staphylococcus bioplēves kultivēšana
Nepieciešamie materiāli:
- Sterilas polistirola mikrotitrēšanas plates ar plakanu dibenu, 96 iedobēm un vākiem, kuru virsma apstrādāta audu kultivēšanai
- Triptona sojas buljons (TSB) ar 0,25% glikozes
- Bioloģiskās drošības skapis
Darbības:
- Sagatavojiet sterilu darba vidi bioloģiskās drošības skapī, lai samazinātu piesārņojuma risku.
- Iepildiet mikrotitrēšanas plates iedobēs TSB, kas satur 0,25% glikozes. TSB bez glikozes parasti neveicina bioplēves veidošanos, un nepieciešamības gadījumā tas jāizmanto tikai kā kontrole.
- Inokulējiet iedobes ar baktēriju celmiem, kas sagatavoti, kā aprakstīts tālāk:
- Sagatavojiet baktēriju suspensijas, nodrošinot, ka tajās nav jau izveidojušos šūnu sakopojumu; šim nolūkam homogenizējiet suspensijas ar ultraskaņu vai izjauciet sakopojumus ar 23. kalibra adatu un īslaicīgu maisīšanu virpuļmaisītājā.
- Noslēdziet plati ar tās vāku un inkubējiet bioplēves veidošanai optimālos apstākļos (piemēram, 37°C temperatūrā 24 stundas).
- Veiciet eksperimentu trijos atkārtojumos katram baktēriju celmam (trīs iedobes katram celmam), lai nodrošinātu rezultātu ticamību.
- Katrā platē atvēliet sešas iedobes negatīvajām kontrolēm. Vienā 96 iedobju platē var pārbaudīt līdz 30 celmiem.
Bioplēves vizualizācija un mazgāšana
- Pēc inkubācijas uzmanīgi izlejiet barotni, lai neizjauktu bioplēvi.
- Izmazgājiet katru iedobi četras reizes ar fizioloģisko šķīdumu, lai noņemtu planktoniskās baktērijas.
- Pārbaudiet, vai iedobju dibenā nav baltu plankumu, kas norāda uz bioplēves klātbūtni.
Bioplēves atdalīšana, izmantojot daudziedobju plašu ultraskaņas apstrādes ierīci UIP400MTP
Ierīces iestatīšana un parametri:
- Daudziedobju plašu ultraskaņas apstrādes ierīce UIP400MTP
- Darbības iestatījumi: 60% amplitūda, ciklisks režīms ar 60 sekundēm IESLĒGTS / 30 sekundēm IZSLĒGTS
Darbības:
- Novietojiet izmazgāto mikrotitrēšanas plati uz UIP400MTP platformas.
- Apstrādājiet paraugus ar ultraskaņu, izmantojot ieteiktos iestatījumus (60% amplitūda, 60 sekundes IESLĒGTS, 30 sekundes IZSLĒGTS). Pielāgojiet iestatījumus baktēriju celmam.
- Sāciet apstrādi ar ultraskaņu, lai atdalītu bioplēvi. Ultraskaņas viļņi sagrauj bioplēves matricu, atbrīvojot pieķērušās baktērijas.
- UIP400MTP nodrošina vienmērīgu iedarbību visās iedobēs, lai iegūtu konsekventus atdalīšanas rezultātus.
Analītiskais posms: atdalītās Staphylococcus bioplēves biomasas kvantitatīva noteikšana, izmantojot kristālvioleto (CV)
Nepieciešamie materiāli:
- 0,1% kristālvioletā (CV) šķīdums
- 95% etanols vai 30% etiķskābe (solubilizācijai)
- Mikroplašu lasītājs, kas spēj veikt mērījumus pie 570 nm
- Sterilas mikrotitrēšanas plates krāsošanai
Darbības:
- Krāsošanas plates sagatavošana: pārnesiet 100 µL atdalītās bioplēves suspensijas no katras ar ultraskaņu apstrādātās plates iedobes uz atbilstošajām tīras, sterilas 96 iedobju mikrotitrēšanas plates iedobēm. Tas nodrošina tīru un vienmērīgu vidi krāsošanai.
- Atdalītās bioplēves krāsošana: katrā iedobē, kurā ir atdalītās bioplēves suspensija, pievienojiet 150 µL 0,1% kristālvioletā šķīduma. Saudzīgi pipetējiet, lai nodrošinātu vienmērīgu bioplēves suspensijas un kristālvioletā sajaukšanos.
- Inkubācija: inkubējiet plati istabas temperatūrā 15 minūtes, lai kristālvioletais varētu efektīvi iekrāsot biomasu.
- Mazgāšana: pēc inkubācijas uzmanīgi izlejiet kristālvioletā šķīdumu no iedobēm, neizkustinot biomasu. Katru iedobi trīs reizes mazgājiet ar sterilu fizioloģisko šķīdumu, lai noņemtu nesaistīto krāsvielu.
- Žāvēšana: ļaujiet platei nožūt gaisā istabas temperatūrā vai skapī ar sterilu gaisa plūsmu. Izvairieties no karsēšanas, jo tā var mainīt rezultātus.
- Solubilizācija: katrā iedobē pievienojiet 200 µL 95% etanola (vai 30% etiķskābes atkarībā no laboratorijas standarta prakses), lai izšķīdinātu saistīto kristālvioleto. Saudzīgi maisiet, pipetējot vai kratot plati 10 minūtes istabas temperatūrā.
- Mērīšana: izmantojot mikroplašu lasītāju, izmēriet izšķīdinātā kristālvioletā šķīduma optisko blīvumu (OD) pie 570 nm.
- Datu analīze: no eksperimentālo iedobju vērtībām atņemiet negatīvo kontroļu (iedobju ar TSB, bet bez baktēriju inokulāta) vidējo OD570 vērtību, lai ņemtu vērā fona iekrāsojumu. Reģistrējiet un analizējiet datus.
Piezīme: veiciet eksperimentu trijos atkārtojumos katram nosacījumam, lai nodrošinātu reproducējamību. Nodrošiniet pareizu rīcību ar kristālvioleto un etanolu, ievērojot drošības un atkritumu apsaimniekošanas protokolus.
UIP400MTP galvenās priekšrocības īsumā:
- Apstrāde ar augstu paraugu apstrādes ražīgumu: Īpaši izstrādāts vairāku iedobju platēm, ļaujot vienlaikus apstrādāt vairākus paraugus.
- Vienmērīgs ultraskaņas sadalījums: Nodrošina vienādu ultraskaņas intensitāti visās iedobēs, sniedzot konsekventus rezultātus visiem paraugiem.
- Izmantojiet jebkuru standarta plati: UIP400MTP var apstrādāt jebkuras standarta vairāku iedobju plates, Petri traukus un mēģeņu statīvus. Nav nepieciešamas dārgas, tikai šai ierīcei paredzētas plates!
- Lietotājam draudzīga saskarne: Viegli iestatāms un vadāms, tāpēc tas ir lielisks rīks laboratorijas darba ražīguma palielināšanai. Programmējami iestatījumi un automatizācija atvieglo procesa standartizāciju!
Bioplēves atdalīšana ar augstu paraugu apstrādes ražīgumu ar 96 iedobju plašu ultraskaņas apstrādes ierīci UIP400MTP
Literatūra / Atsauces
- 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.
Bieži uzdotie jautājumi
Kas ir ārpusšūnu polimērās vielas (EPS)?
Ārpusšūnu polimērās vielas (EPS) ir sarežģīts biopolimēru maisījums, kas galvenokārt sastāv no polisaharīdiem, olbaltumvielām, nukleīnskābēm un lipīdiem, kurus izdala bioplēvēs esošie mikroorganismi. EPS veido aizsargājošu matricu, kas aptver mikroorganismu kopienu, nodrošina tās strukturālo integritāti, veicina pielipšanu virsmām un aizsargā šūnas pret vides stresa faktoriem, tostarp antibiotikām un imūnreakcijām.
Ko nozīmē planktoniskās baktērijas?
Planktoniskās baktērijas ir brīvi peldoši vienšūnas mikroorganismi, kas atrodas suspensijā, piemēram, šķidrā kultūrā vai organisma šķidrumos, nevis ir piestiprinājušies virsmām vai veido strukturētas kopienas, piemēram, bioplēves.
Kāda ir atšķirība starp bioplēvi un planktoniskajām baktērijām?
Galvenā atšķirība starp bioplēvi un planktoniskajām baktērijām ir to organizācijā. Bioplēves ir strukturētas, virsmai piestiprinājušās baktēriju kopienas, kas ieslēgtas ārpusšūnu polimēro vielu (EPS) matricā, savukārt planktoniskās baktērijas brīvi peld un tām nav šādas strukturālas organizācijas.
Vai bioplēvēs esošās baktērijas ir grūtāk apkarot ar antibiotikām nekā planktoniskās baktērijas?
Baktērijas bioplēvēs ir ievērojami grūtāk ārstēt ar antibiotikām nekā planktoniskās baktērijas. Bioplēves matrica darbojas kā fiziska barjera, un tajā esošajām baktērijām ir izmainīti vielmaiņas stāvokļi un paaugstināta izturība pret stresu, kas veicina antibiotiku efektivitātes samazināšanos.
Vai bioplēves var iznīcināt ar antibiotikām?
Bioplēves dažkārt var pilnībā iznīcināt ar antibiotikām, taču tas ir sarežģīti. Efektīvai ārstēšanai bieži nepieciešama augsta antibiotiku koncentrācija, specifiskas kombinācijas vai papildterapija, jo EPS matrica un baktēriju rezistences mehānismi aizsargā bioplēvi.
Vai Staphylococcus baktērijas spēj pieķerties virsmām?
Staphylococcus baktērijas ir labi pazīstamas ar savu spēju pieķerties. Tās viegli piestiprinās virsmām, veidojot bioplēves, īpaši uz medicīniskām ierīcēm vai saimniekorganisma audiem, tādējādi būtiski veicinot persistējošas infekcijas.
Kādi Staphylococcus baktēriju veidi pastāv?
Staphylococcus baktērijām ir vairāki veidi, no kuriem ievērojamākie ir Staphylococcus aureus un Staphylococcus epidermidis. S. aureus ir patogēns un var izraisīt smagas infekcijas, savukārt S. epidermidis bieži ir saistīts ar bioplēvju izraisītām infekcijām uz medicīniskām ierīcēm.
Kas ir kristālvioletais?
Kristālvioletais ir bāziska krāsviela, ko plaši izmanto bioloģisko materiālu krāsošanai. Mikrobioloģijā to izmanto bioplēves veidošanās novērtēšanai, iekrāsojot biomasu, kuru pēc tam var kvantitatīvi noteikt spektrofotometriski.
Hielscher Ultrasonics ražo augstas veiktspējas ultraskaņas homogenizatorus no laboratorijas mēroga līdz rūpnieciskam mērogam.


