Extracellulaire matrixextractie met de 96-wells Sonicator UIP400MTP
Traditionele extracellulaire matrix (EM) extractiemethoden omvatten vaak meerdere stappen om de biofilmmatrix te verstoren. Deze technieken kunnen echter tijdrovend en inconsistent zijn, wat leidt tot wisselende resultaten. Met de 96-well plaat sonicator UIP400MTP wordt het EM extractieproces aanzienlijk vereenvoudigd, waardoor een zeer efficiënte, precieze en uniforme onderbreking van de biofilm in high-throughput formaten mogelijk is. De UIP400MTP maakt gebruik van gefocust ultrageluid om gecontroleerde cavitatie te genereren, waardoor de biofilmmatrix effectief wordt afgebroken met behoud van de levensvatbaarheid en integriteit van de in de biofilm ingebedde cellen. Het gebruik van de UIP400MTP verbetert de reproduceerbaarheid en nauwkeurigheid van downstream assays, zoals metabolomische en proteomische analyses, levensvatbaarheidstests en antimicrobiële gevoeligheidsstudies. Door de EM-extractie te stroomlijnen, stelt de UIP400MTP onderzoekers in staat om consistente resultaten van hoge kwaliteit te behalen, waardoor ze dieper inzicht krijgen in de dynamiek van de biofilm en de interacties met externe agentia.
extractie van extracellulaire matrix
De extracellulaire matrix (EM) is een cruciaal onderdeel van biofilms gevormd door micro-organismen zoals Candida albicans. De EM, die bestaat uit polysachariden, eiwitten, lipiden en extracellulair DNA, biedt structurele integriteit, zorgt voor hechting aan oppervlakken en draagt in belangrijke mate bij aan antimicrobiële resistentie. Het extraheren en analyseren van het EM is essentieel om biofilmbiologie te begrijpen, mechanismen van geneesmiddelenresistentie op te helderen en nieuwe therapeutische doelen te identificeren.
Protocol voor extracellulaire matrix (EM) extractie uit biofilms van Candida albicans met UIP400MTP
Dit protocol richt zich op het extracellulaire matrix (EM) van statische Candida albicans biofilms. Het integreren van de UIP400MTP sonicator ter vervanging van traditionele schraap- of enzymgebaseerde stappen voor verbeterde efficiëntie en reproduceerbaarheid.
Benodigde materialen
Stap-voor-stap instructies voor EM-extractie
- Vorming van statische biofilm
Voor statische biofilms inoculeert u C. albicans in de wells van een 96-wells-plaat met RPMI-1640-medium. Elk putje moet een consistent volume inoculum bevatten (bijvoorbeeld 200 µL per putje).
Incubeer de plaat gedurende 24 uur bij 37°C onder statische omstandigheden om biofilmvorming op het oppervlak van de wells mogelijk te maken. - Biofilm voorbereiden voor extractie
Na incubatie het gebruikte medium voorzichtig opzuigen en weggooien uit elk putje zonder de biofilm te verstoren.
Spoel elk putje zorgvuldig met steriele PBS (bijv. 200 µL) om loszittende cellen en planktonresten te verwijderen. Herhaal deze stap twee keer.
Voeg verse PBS of de extractiebuffer (bijvoorbeeld 200 µL) toe aan elk putje om de sonicatie voor te bereiden. - Sonificatie met UIP400MTP
Plaats de 96-well-plaat met PBS of extractiebuffer in de UIP400MTP sonicatorplaat. Volg de instructies in de handleiding om de multi-well plaat correct te plaatsen.
Sonificeer gedurende 5-6 minuten op een zachte stand (60% amplitude, pulsmodus), zodat de biofilmstructuur gelijkmatig wordt verstoord en de EM-componenten vrijkomen.
Gebruik de temperatuurregeling van de UIP400MTP sonicator (temperatuursensor en instellingen) om overmatige verwarming of schade aan het monster te voorkomen. - Behandeling met kationenwisselaarhars (CER)
Breng de gesoniseerde vloeistof van elk putje over in een nieuwe 96-wells plaat.
Voeg een tweevoudig volume CER-suspensie (bereid in PBS of buffer) toe aan elk putje (bijvoorbeeld 400 µL totaal volume per putje).
Sluit de plaat af en incubeer deze gedurende 3 uur op een plaatschudder of rotator bij 400 rpm om binding en isolatie van EM-componenten mogelijk te maken. - Scheiding en filtratie
Centrifugeer de plaat gedurende 10 minuten bij 2000 g om de hars en cellen van het supernatant te scheiden.
Breng het EM-bevattende supernatant van elk putje voorzichtig over naar een nieuwe 96-wells plaat.
Filtreer het supernatant door een 0,22 µm filter met behulp van een plaatgebaseerd vacuümspruitstuksysteem of gelijkwaardig om een schoon EM-extract te verkrijgen. - Analyse van EM
Gebruik technieken zoals UPLC-Q-TOF-MS voor ongerichte profilering van metabolieten, of gebruik specifieke assays (bijvoorbeeld BCA voor eiwitten, triglyceriden en koolhydraat kwantificeringskits) om EM componenten te karakteriseren.
Extracellulaire matrixextractie met hoge verwerkingscapaciteit
De hoge efficiëntie van extractie van de extracellulaire matrix (EM) met de UIP400MTP sonicator heeft een revolutie teweeggebracht in de monstervoorbereiding voor assays die een nauwkeurige analyse van biofilmeigenschappen vereisen. De UIP400MTP gebruikt ultrasone golven om de biofilmmatrix nauwkeurig en gelijkmatig te verstoren, waardoor EM-componenten effectief vrijkomen met behoud van de levensvatbaarheid en integriteit van de cellen. Deze aanpak verbetert de betrouwbaarheid van assays zoals levensvatbaarheidstests van biofilms, proteomische en metabolomische studies en antimicrobiële gevoeligheidsevaluaties aanzienlijk.
Voor biofilm recovery assays, zoals het tellen van kolonievormende eenheden (CFU), zorgt EM-extractie met de UIP400MTP voor ongehinderde toegang van reagentia tot biofilm-ingebedde cellen. Ook proteomische en metabolomische analyses, zoals UPLC-Q-TOF-MS, profiteren van de hoge opbrengst isolatie van eiwitten, lipiden en metabolieten. De UIP400MTP ondersteunt ook nauwkeurige antimicrobiële gevoeligheidstesten, waardoor biofilm MIC en MBEC waarden nauwkeurig kunnen worden bepaald. Verder helpt de efficiënte extractie die mogelijk wordt gemaakt door de UIP400MTP bij enzymactiviteitsbepalingen, componentkwantificering en structuurstudies, waardoor waardevolle inzichten worden verkregen in de rol van extracellulaire matrices in de architectuur van biofilms, adhesie en resistentiemechanismen.
Deze high-throughput, reproduceerbare extractiemethode optimaliseert het EM preparaat en garandeert superieure resultaten voor een reeks biofilm-gerelateerde testen.
Snelle EM-extractie met de 96-well plaat sonicator UIP400MTP
Literatuur / Referenties
- 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.
- 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.
veelgestelde vragen
Wat is het doel van de extracellulaire matrix?
De extracellulaire matrix (EM of ECM) biedt structurele ondersteuning aan cellen, reguleert intercellulaire communicatie en beïnvloedt het gedrag van cellen.
Wat doet de extracellulaire matrix voor weefsels?
Voor weefsels dient het EM als een steiger die de structurele integriteit in stand houdt, mechanische veerkracht bevordert en biochemische signaaltransductie mogelijk maakt om processen als groei, differentiatie en herstel te reguleren.
Wat is extracellulaire matrixadhesie?
Extracellulaire matrixadhesie verwijst naar de interactie tussen cellen en het EM, voornamelijk gemedieerd door adhesiemoleculen aan het celoppervlak zoals integrines, waardoor celverankering, signaaltransductie en migratie mogelijk worden.
Waarom wordt de extracellulaire matrix geëxtraheerd voor analyses?
EM wordt geëxtraheerd voor testen om de samenstelling ervan te bestuderen, de rol ervan in cellulaire processen te begrijpen en de invloed ervan op ziekteprogressie te onderzoeken, waaronder biofilmvorming en antimicrobiële resistentie.
Wat zijn gebruikelijke extractieprocedures voor extracellulaire matrix?
Gangbare extractieprocedures zijn onder andere fysieke methoden zoals ultrasoon, chemische behandelingen met detergenten of zouten en enzymatische ontsluiting om EM-componenten te isoleren met behoud van hun integriteit.
Wat is gedecellulariseerde extracellulaire matrix (dECM)?
Gedecelluleerde extracellulaire matrix (dECM) wordt verkregen door cellulair materiaal uit weefsels te verwijderen met behoud van de structurele en biochemische eigenschappen van het EM. Het wordt gebruikt in de regeneratieve geneeskunde als een steiger voor weefselmanipulatie en celkweek.
Lees meer over ultrasoon gestuurde decellularisatie van extracellulaire matrix!
Hielscher Ultrasonics produceert hoogwaardige ultrasone homogenisatoren van lab naar industrieel formaat.


