Протокол культивирования и отслойки биопленки стафилококка
Стандартизированные методы имеют важное значение для получения надежных результатов исследований. Здесь вы можете ознакомиться с протоколом культивирования и отслойки стафилококковых биопленок. Этот протокол направлен на оптимизированную высокопроизводительную подготовку образцов с использованием многолуночного ультразвукового аппарата UIP400MTP основе многолуночного планшета для эффективного и высокопроизводительного отделения биопленки в 96-луночных планшетах. Протокол также содержит ключевые шаги по выращиванию, промывке и визуализации биопленки с акцентом на минимизацию вариабельности и обеспечение воспроизводимости.
Исследование биопленки стафилококка и антибиотиков
Биопленки стафилококка играют важную роль в персистирующих инфекциях из-за их устойчивости к антибиотикам и иммунным реакциям. Образование биопленки обеспечивает защитную среду для бактерий, что затрудняет лечение инфекций. Исследования биопленок часто сосредоточены на понимании их образования, поведения и восприимчивости к противомикробным препаратам, с акцентом на высокопроизводительные методы для оптимизации экспериментальных рабочих процессов.
Многолуночный ультразвуковой аппарат UIP400MTP предлагает значительное преимущество в исследовании биопленок, позволяя быстро и эффективно отделять биопленки от 96-луночных планшетов. Это устройство обеспечивает равномерную ультразвуковую энергию для всех скважин, обеспечивая стабильные результаты при минимизации вариативности.
Протокол культивирования и отслоения биопленки стафилококка
Ниже мы проведем вас с пошаговой инструкцией по процессу культивирования и отделения биопленки стафилококка. В качестве примера аналитического шага мы покажем вам, как количественно количественно оценить культивируемую биомассу путем окрашивания кристаллическим фиолетовым цветом.
Выращивание биопленки стафилококка
Необходимые материалы:
- Стерильные плоскодонные 96-луночные микротитровальные планшеты с микротитрами и крышками из полистирола с культурой тканей стерильные
- Триптический соевый бульон (TSB) с 0,25% глюкозы
- Шкаф биологической безопасности
Стремянка:
- Подготовьте стерильную рабочую среду в шкафу биологической безопасности, чтобы свести к минимуму загрязнение.
- Добавьте БЦБ, содержащий 0,25% глюкозы, в лунки микротитрового планшета. TSB без глюкозы, как правило, не способствует образованию биопленки и должен использоваться в качестве контроля только при необходимости.
- Инокулируйте лунки штаммами бактерий, приготовленными, как описано ниже:
- Приготовьте бактериальные суспензии, гарантируя, что ранее существовавшие клеточные кластеры, путем гомогенизации суспензий с помощью ультразвука или путем разбиения кластеров иглой 23-го калибра и кратковременного вортексирования.
- Закройте планшет крышкой и инкубируйте в условиях, оптимальных для образования биопленки (например, 37°C в течение 24 часов).
- Для обеспечения надежности проведите эксперимент в трех экземплярах для каждого штамма бактерий (по три лунки на штамм).
- Выделите шесть лунок на планшет для отрицательного контроля. На 96-луночный планшет можно протестировать до 30 штаммов.
Визуализация и промывка биопленки
- После инкубации тщательно выбросьте среду, чтобы не повредить биопленку.
- Промойте каждую лунку четыре раза физиологическим раствором, чтобы удалить планктонные бактерии.
- Осмотрите дно лунок на наличие белых пятен, свидетельствующих о наличии биопленки.
Отслоение биопленки с помощью многолуночного планшетного ультразвукового аппарата UIP400MTP
Настройка и параметры устройства:
- UIP400MTP многолуночный планшетный ультразвуковой аппарат
- Рабочие настройки: амплитуда 60%, циклический режим с 60 секунд ВКЛ / 30 секунд ВЫКЛ
Стремянка:
- Поместите промытую микротитровую пластину на UIP400MTP платформу.
- Произведите ультразвуковую обработку образцов при рекомендуемых настройках (амплитуда 60%, 60 секунд ВКЛ, 30 секунд ВЫКЛ). Отрегулируйте настройки в соответствии с штаммом бактерий.
- Начните процесс ультразвуковой обработки для отделения биопленки. Ультразвуковые волны разрушают биопленочный матрикс, высвобождая прилипшие бактерии.
- UIP400MTP обеспечивает равномерное воздействие на все скважины для стабильных результатов отрыва.
Аналитический этап: количественное определение биомассы оторвавшейся биопленки стафилококка с использованием кристаллической фиалки (CV)
Необходимые материалы:
- 0.1% раствор кристаллического фиолета (CV)
- 95% этанол или 30% уксусная кислота (для солюбилизации)
- Считыватель микропланшетов с возможностью считывания с длиной волны 570 нм
- Стерильные микротитровальные пластины для окрашивания
Стремянка:
- Подготовка окрашивающей пластины: Переведите 100 мкл отделенной биопленочной суспензии из каждой лунки ультразвуковой пластины в соответствующие лунки чистой, стерильной 96-луночной микротитровой пластины. Это обеспечивает чистую и однородную среду для окрашивания.
- Окрашивание отделенной биопленки: Добавьте 150 мкл 0,1% раствора кристаллического фиалки в каждую лунку, содержащую отделенную биопленочную суспензию. Аккуратно пипеткой, чтобы обеспечить равномерное смешивание биопленки суспензии и кристаллической фиалки.
- Инкубация: Дайте планшету инкубироваться при комнатной температуре в течение 15 минут, чтобы кристаллический фиолетовый цвет эффективно окрашивал биомассу.
- Промывка: После инкубации тщательно выбросьте кристаллический фиолетовый раствор из лунок, не нарушая биомассу. Промойте каждую лунку три раза стерильным физиологическим раствором, чтобы удалить несвязанное пятно.
- Сушка: Дайте пластине высохнуть на воздухе при комнатной температуре или под стерильным колпаком. Избегайте нагревания, так как это может изменить результаты.
- Солюбилизация: добавьте 200 μл 95% этанола (или 30% уксусной кислоты, в зависимости от стандартной лабораторной практики) в каждую лунку для растворения связанного кристаллического фиолетового цвета. Аккуратно перемешайте с помощью пипетки или встряхивания тарелки в течение 10 минут при комнатной температуре.
- Измерение: Измерьте оптическую плотность (OD) раствора солюбилизированного кристаллического фиолетового цвета при длине волны 570 нм с помощью считывателя микропланшетов.
- Анализ данных: Вычтите среднее значение OD570 отрицательных контролей (скважины с TSB, но без бактериального инокулята) из экспериментальных скважин для учета фонового окрашивания. Записывайте и анализируйте данные.
Примечание: Проводите эксперимент в трех экземплярах для каждого условия, чтобы обеспечить воспроизводимость. Обеспечьте правильное обращение с кристаллическим фиалом и этанолом, соблюдая протоколы безопасности и утилизации.
Краткий обзор основных преимуществ UIP400MTP:
- Высокопроизводительная обработка: Разработан специально для многолуночных планшетов, что позволяет обрабатывать несколько образцов одновременно.
- Равномерное распределение ультразвука: Обеспечивает одинаковую интенсивность ультразвука во всех лунках, обеспечивая стабильные результаты для всех образцов.
- Используйте любую стандартную пластину: На UIP400MTP можно работать с любыми стандартными многолуночными планшетами, чашками Петри и штативами для труб. Никаких дорогих фирменных пластин не требуется!
- Удобный интерфейс: Прост в настройке и управлении, что делает его отличным инструментом для повышения производительности лаборатории. Программируемые настройки и автоматизация облегчают стандартизацию процессов!
Высокопроизводительное отслоение биопленки с 96-луночным ультразвуковым аппаратом для планшетов UIP400MTP
Литература / Литература
- 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.
Часто задаваемые вопросы
Что такое внеклеточные полимерные вещества (ЭПС)?
Внеклеточные полимерные вещества (ВПС) представляют собой сложную смесь биополимеров, состоящую в основном из полисахаридов, белков, нуклеиновых кислот и липидов, выделяемых микроорганизмами в биопленках. ЭПС образует защитную матрицу, которая обволакивает микробное сообщество, обеспечивая структурную целостность, опосредуя адгезию к поверхностям и защищая клетки от стрессов окружающей среды, включая антибиотики и иммунные реакции.
Что подразумевается под планктонными бактериями?
Планктонные бактерии — это свободно плавающие одноклеточные микроорганизмы, которые существуют в виде суспензии, например, в жидкой культуре или жидкостях организма, а не прикрепляются к поверхностям или образуют структурированные сообщества, такие как биопленки.
В чем разница между биопленкой и планктонными бактериями?
Ключевое различие между биопленочными и планктонными бактериями заключается в их организации. Биопленки представляют собой структурированные, прикрепленные к поверхности сообщества бактерий, встроенные во внеклеточную матрицу полимерного вещества (ЭПС), в то время как планктонные бактерии находятся в свободном плавании и не имеют такой структурной организации.
Бактерии в биопленках труднее лечить антибиотиками, чем планктонные бактерии?
Бактерии в биопленках значительно труднее поддаются лечению антибиотиками по сравнению с планктонными бактериями. Биопленочная матрица действует как физический барьер, и бактерии внутри демонстрируют измененные метаболические состояния и повышенную стрессоустойчивость, что способствует снижению эффективности антибиотиков.
Могут ли антибиотики убить биопленки?
Биопленки иногда можно уничтожить с помощью антибиотиков, но это сложная задача. Эффективное лечение часто требует высоких концентраций антибиотиков, специфических комбинаций или дополнительной терапии, поскольку матрица ЭПС и механизмы бактериальной резистентности защищают биопленку.
Являются ли стафилококки адгезивными бактериями?
Бактерии стафилококка хорошо известны своей адгезионной способностью. Они легко прикрепляются к поверхностям, образуя биопленки, особенно на медицинских устройствах или тканях хозяина, что делает их основным фактором персистирующих инфекций.
Какие виды бактерий стафилококка существуют?
Бактерии стафилококка включают в себя несколько типов, наиболее заметными из которых являются Staphylococcus aureus и Staphylococcus epidermidis. S. aureus является патогенным и может вызывать тяжелые инфекции, в то время как S. epidermidis обычно ассоциируется с инфекциями, связанными с биопленкой.
Что такое Crystal Violet?
Кристаллический фиолетовый — это основной краситель, обычно используемый для окрашивания биологических материалов. В микробиологии он используется для оценки образования биопленки путем окрашивания биомассы, которая затем может быть количественно определена спектрофотометрически.
Hielscher Ultrasonics производит высокопроизводительные ультразвуковые гомогенизаторы от лаборатория Кому промышленного размера.



