Ekstrakcja macierzy pozakomórkowej za pomocą 96-dołkowego sonikatora UIP400MTP
Tradycyjne metody ekstrakcji macierzy zewnątrzkomórkowej (EM) często obejmują wiele etapów w celu rozbicia macierzy biofilmu. Techniki te mogą być jednak czasochłonne i niespójne, co prowadzi do zmienności wyników. Dzięki sonikatorowi UIP400MTP do 96-dołkowych płytek proces ekstrakcji EM jest znacznie ułatwiony, zapewniając wysoce wydajne, precyzyjne i jednolite rozbijanie biofilmu w formatach o wysokiej przepustowości. UIP400MTP wykorzystuje zogniskowane ultradźwięki do generowania kontrolowanej kawitacji, skutecznie rozbijając matrycę biofilmu przy jednoczesnym zachowaniu żywotności i integralności komórek osadzonych w biofilmie. Korzystanie z UIP400MTP zwiększa powtarzalność i dokładność dalszych testów, takich jak analizy metabolomiczne i proteomiczne, testy żywotności i badania wrażliwości na środki przeciwdrobnoustrojowe. Usprawniając ekstrakcję EM, UIP400MTP umożliwia badaczom uzyskanie spójnych i wysokiej jakości wyników, oferując głębszy wgląd w dynamikę biofilmu i interakcje z czynnikami zewnętrznymi.
ekstrakcja macierzy zewnątrzkomórkowej
Macierz zewnątrzkomórkowa (EM) jest kluczowym składnikiem biofilmów tworzonych przez mikroorganizmy, takie jak Candida albicans. Złożona z polisacharydów, białek, lipidów i pozakomórkowego DNA, EM zapewnia integralność strukturalną, pośredniczy w adhezji do powierzchni i znacząco przyczynia się do oporności na środki przeciwdrobnoustrojowe. Ekstrakcja i analiza EM jest niezbędna do zrozumienia biologii biofilmu, wyjaśnienia mechanizmów oporności na leki i zidentyfikowania nowych celów terapeutycznych.
Protokół ekstrakcji macierzy zewnątrzkomórkowej (EM) z biofilmów Candida albicans przy użyciu UIP400MTP
Protokół ten koncentruje się na ekstrakcji macierzy zewnątrzkomórkowej (EM) statycznych biofilmów Candida albicans. Integracja sonikatora UIP400MTP w celu zastąpienia tradycyjnego skrobania lub etapów opartych na enzymach w celu poprawy wydajności i powtarzalności.
Wymagane materiały
Instrukcje krok po kroku dotyczące ekstrakcji EM
- Tworzenie statycznego biofilmu
W przypadku biofilmów statycznych należy zaszczepić C. albicans w studzienkach płytki 96-dołkowej przy użyciu pożywki RPMI-1640. Każda studzienka powinna zawierać stałą objętość inokulum (np. 200 µL na studzienkę).
Inkubować płytkę w temperaturze 37°C w warunkach statycznych przez 24 godziny, aby umożliwić tworzenie się biofilmu na powierzchniach studzienek. - Przygotowanie biofilmu do ekstrakcji
Po inkubacji delikatnie odessać i wyrzucić zużytą pożywkę z każdego dołka bez naruszania biofilmu.
Ostrożnie przepłucz każdą studzienkę sterylnym PBS (np. 200 µL), aby usunąć luźno przyczepione komórki i resztki planktonu. Powtórz ten krok dwukrotnie.
Dodaj świeży PBS lub bufor do ekstrakcji (np. 200 µL) do każdej studzienki, aby przygotować się do sonikacji. - Sonikacja z UIP400MTP
Umieścić płytkę 96-dołkową zawierającą PBS lub bufor ekstrakcyjny na tacy sonikatora UIP400MTP. Aby prawidłowo umieścić płytkę wielodołkową, należy postępować zgodnie z instrukcjami zawartymi w podręczniku.
Sonikacja przez 5-6 minut przy łagodnym ustawieniu (amplituda 60%, tryb pulsacyjny), zapewniająca równomierne rozbicie struktury biofilmu i uwolnienie składników EM.
Użyj kontroli temperatury sonikatora UIP400MTP (czujnik temperatury i ustawienia), aby uniknąć nadmiernego nagrzania lub uszkodzenia próbki. - Obróbka żywicą kationowymienną (CER)
Przenieść sonikowaną ciecz z każdej studzienki do nowej 96-dołkowej płytki.
Dodaj dwukrotną objętość zawiesiny CER (przygotowanej w PBS lub buforze) do każdego dołka (np. 400 µL całkowitej objętości na dołek).
Uszczelnij płytkę i inkubuj ją na wytrząsarce lub rotatorze przy 400 obr/min przez 3 godziny, aby umożliwić wiązanie i izolację składników EM. - Separacja i filtracja
Wirować płytkę przy 2000 × g przez 10 minut w celu oddzielenia żywicy i komórek od supernatantu.
Ostrożnie przenieś supernatant zawierający EM z każdej studzienki do nowej 96-dołkowej płytki.
Przefiltrować supernatant przez filtr 0,22 µm przy użyciu płytowego systemu próżniowego lub jego odpowiednika, aby uzyskać czysty ekstrakt EM. - Analiza EM
Wykorzystaj techniki takie jak UPLC-Q-TOF-MS do profilowania nieukierunkowanych metabolitów lub zastosuj określone testy (np. BCA dla białek, trójglicerydów i zestawów do kwantyfikacji węglowodanów), aby scharakteryzować składniki EM.
Wysokoprzepustowa ekstrakcja macierzy zewnątrzkomórkowej
Wysoka wydajność ekstrakcji macierzy pozakomórkowej (EM) za pomocą sonikatora UIP400MTP zrewolucjonizowała przygotowanie próbek do testów wymagających dokładnej analizy właściwości biofilmu. UIP400MTP wykorzystuje fale ultradźwiękowe do precyzyjnego i równomiernego rozbijania macierzy biofilmu, umożliwiając skuteczne uwalnianie składników EM przy jednoczesnym zachowaniu żywotności i integralności komórek. Takie podejście znacznie zwiększa niezawodność testów, takich jak testy żywotności biofilmu, badania proteomiczne i metabolomiczne oraz oceny wrażliwości na środki przeciwdrobnoustrojowe.
W przypadku testów odzyskiwania biofilmu, takich jak zliczanie jednostek tworzących kolonie (CFU), ekstrakcja EM za pomocą UIP400MTP zapewnia niezakłócony dostęp odczynników do komórek osadzonych w biofilmie. Podobnie, analizy proteomiczne i metabolomiczne, takie jak UPLC-Q-TOF-MS, korzystają z wysokowydajnej izolacji białek, lipidów i metabolitów. UIP400MTP obsługuje również precyzyjne testy wrażliwości na środki przeciwdrobnoustrojowe, umożliwiając dokładne określenie wartości MIC i MBEC biofilmu. Co więcej, wydajna ekstrakcja ułatwiona przez UIP400MTP pomaga w testach aktywności enzymów, kwantyfikacji składników i badaniach strukturalnych, oferując cenny wgląd w rolę macierzy zewnątrzkomórkowych w architekturze biofilmu, adhezji i mechanizmach oporności.
Ta wysokowydajna, powtarzalna metoda ekstrakcji optymalizuje przygotowanie EM, zapewniając doskonałe wyniki w szeregu testów związanych z biofilmem.
Wysokowydajna ekstrakcja EM z sonikatorem do płytek 96-dołkowych UIP400MTP
Literatura / Referencje
- 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.
często zadawane pytania
Jaki jest cel macierzy zewnątrzkomórkowej?
Macierz zewnątrzkomórkowa (EM lub ECM) zapewnia komórkom wsparcie strukturalne, reguluje komunikację międzykomórkową i wpływa na zachowanie komórek.
Co macierz zewnątrzkomórkowa robi dla tkanek?
W przypadku tkanek EM służy jako rusztowanie, które utrzymuje integralność strukturalną, ułatwia odporność mechaniczną i pośredniczy w sygnalizacji biochemicznej w celu regulacji procesów takich jak wzrost, różnicowanie i naprawa.
Czym jest adhezja macierzy zewnątrzkomórkowej?
Adhezja macierzy zewnątrzkomórkowej odnosi się do interakcji między komórkami a EM, w której pośredniczą głównie cząsteczki adhezyjne na powierzchni komórki, takie jak integryny, umożliwiające zakotwiczenie komórki, transdukcję sygnału i migrację.
Dlaczego macierz pozakomórkowa jest pobierana do testów?
EM jest ekstrahowany do testów w celu zbadania jego składu, zrozumienia jego roli w procesach komórkowych i zbadania jego wpływu na postęp choroby, w tym tworzenie biofilmu i oporność na środki przeciwdrobnoustrojowe.
Jakie są typowe procedury ekstrakcji macierzy zewnątrzkomórkowej?
Powszechne procedury ekstrakcji obejmują metody fizyczne, takie jak ultradźwięki, obróbka chemiczna detergentami lub solami oraz trawienie enzymatyczne w celu wyizolowania składników EM przy jednoczesnym zachowaniu ich integralności.
Czym jest zdekellularyzowana macierz zewnątrzkomórkowa (dECM)?
Zdekellularyzowana macierz zewnątrzkomórkowa (dECM) jest uzyskiwana poprzez usunięcie materiału komórkowego z tkanek przy jednoczesnym zachowaniu strukturalnych i biochemicznych właściwości EM. Jest ona wykorzystywana w medycynie regeneracyjnej jako rusztowanie dla inżynierii tkankowej i hodowli komórkowej.
Przeczytaj więcej o wspomaganej ultradźwiękami dekellularyzacji macierzy zewnątrzkomórkowej!
Hielscher Ultrasonics produkuje wysokowydajne homogenizatory ultradźwiękowe od laboratorium do rozmiar przemysłowy.


