Protokol gojenja in ločitve biofilma Staphylococcus
Standardizirane metode so bistvenega pomena za zanesljive rezultate raziskav. Tukaj lahko najdete protokol gojenja in ločitve stafilokoknih biofilmov. Ta protokol se osredotoča na poenostavljeno visoko zmogljivo pripravo vzorcev z uporabo UIP400MTP zvočnega plošča z več vdolbicami za učinkovito, visoko zmogljivo ločevanje biofilma na ploščah s 96 vdolbinicami. Protokol vsebuje tudi ključne korake za gojenje, pranje in vizualizacijo biofilma, s poudarkom na zmanjšanju variabilnosti in zagotavljanju ponovljivosti.
Staphylococcus Biofilm in raziskave antibiotikov
Biofilmi stafilokoka igrajo ključno vlogo pri trajnih okužbah zaradi svoje odpornosti na antibiotike in imunske odzive. Nastajanje biofilma zagotavlja zaščitno okolje za bakterije, zaradi česar je okužbe težko zdraviti. Raziskave biofilmov se pogosto osredotočajo na razumevanje njihovega nastanka, vedenja in dovzetnosti za protimikrobna zdravila, s poudarkom na visoko zmogljivih metodah za racionalizacijo eksperimentalnih delovnih tokov.
Sonikator z več vdolbicami UIP400MTP ponuja pomembno prednost pri raziskavah biofilma, saj omogoča hitro in učinkovito ločevanje biofilmov s plošč s 96 jamicami. Ta naprava zagotavlja enotno ultrazvočno energijo vsem vrtinam, kar zagotavlja dosledne rezultate in hkrati zmanjšuje variabilnost.
Protokol za gojenje in ločevanje biofilma stafilokoka
Spodaj vas vodimo z navodili po korakih skozi postopek gojenja in ločevanja biofilma stafilokoka. Kot zgled analitičnega koraka vam pokažemo, kako kvantificirati spektrofotometrično kultivirano biomaso s kristalno vijoličnim barvanjem.
Gojenje biofilma Staphylococcus
Potrebni materiali:
- Sterilne mikrotitrijske plošče z ravnim dnom z 96 jamicami s polistirensko tkivno kulturo, obdelane s pokrovi
- Triptična sojina juha (TSB) z 0,25% glukoze
- Omarica za biološko varnost
Korake:
- Pripravite sterilno delovno okolje v omari za biološko varnost, da zmanjšate kontaminacijo.
- Dodajte TSB, ki vsebuje 0,25% glukoze, v vdolbinice mikrotitrične plošče. TSB brez glukoze na splošno ne podpira tvorbe biofilma in ga je treba uporabljati le kot kontrolo, če je potrebno.
- Vdolbinice inokuliramo z bakterijskimi sevi, pripravljenimi na naslednji način:
- Pripravite bakterijske suspenzije, pri čemer zagotovite, da ni že obstoječih celičnih grozdov, tako da homogenizirate suspenzije z ultrazvočnim razbijanjem ali z razbijanjem grozdov z iglo 23 gauge in kratkim vrtinčenjem.
- Ploščo zaprite s pokrovom in inkubirajte v pogojih, ki so optimalni za nastajanje biofilma (npr. 37 °C 24 ur).
- Poskus izvedite v treh izvodih za vsak bakterijski sev (tri vdolbinice na sev), da zagotovite zanesljivost.
- Dodelite šest vdolbinic na ploščo za negativne kontrole. Na 96-jamično ploščo se lahko testira do 30 sevov.
Vizualizacija in pranje biofilma
- Po inkubaciji gojišče previdno zavrzite, da ne motite biofilma.
- Vsako vdolbinico štirikrat operite s fiziološko raztopino, da odstranite planktonske bakterije.
- Preglejte dno vdolbinic, ali so bele lise, ki kažejo na prisotnost biofilma.
Odvajanje biofilma z uporabo zvočnega aparata z več vdolbinicami UIP400MTP
Nastavitev naprave in parametri:
- UIP400MTP sonikator z več vdolbicami
- Nastavitve delovanja: 60% amplituda, način cikla s 60 sekundami vklopa / 30 sekund izklopa
Korake:
- Oprano mikrotitarsko ploščo postavite na UIP400MTP ploščo.
- Sonikirajte vzorce pri priporočenih nastavitvah (60% amplituda, 60 sekund vklopljeno, 30 sekund IZKLOPLJENO). Prilagodite nastavitve sevu bakterij.
- Začnite postopek ultrazvočnega razbijanja, da ločite biofilm. Ultrazvočni valovi motijo matrico biofilma in sproščajo adherentne bakterije.
- UIP400MTP zagotavlja enakomerno izpostavljenost v vseh vdolbinicah za dosledne rezultate ločevanja.
Analitski korak: Kvantifikacija ločene biomase biofilma stafilokoka z uporabo kristalno vijolične barve (CV)
Potrebni materiali:
- 0.1 % raztopina kristalno vijolične (CV)
- 95% etanol ali 30% ocetna kislina (za raztapljanje)
- Čitalnik mikroplošč z možnostjo odčitavanja pri 570 nm
- Sterilne mikrotitrijske plošče za barvanje
Korake:
- Priprava plošče za barvanje: Prenesite 100 μl ločene suspenzije biofilma iz vsake jamice sonikirane plošče v ustrezne vdolbinice čiste, sterilne mikrotitrijske plošče z 96 jamicami. To zagotavlja jasno in enakomerno okolje za barvanje.
- Barvanje ločenega biofilma: V vsako jamico, ki vsebuje ločeno suspenzijo biofilma, dodamo 150 μl 0,1 % raztopine kristalno vijolične barve. Nežno pipetirajte, da zagotovite enakomerno mešanje suspenzije biofilma in kristalno vijolične barve.
- Inkubacija: Plošča se inkubira pri sobni temperaturi 15 minut, da lahko kristalno vijolična učinkovito obarva biomaso.
- Pranje: Po inkubaciji previdno zavrzite kristalno vijolično raztopino iz vdolbinic, ne da bi pri tem motili biomaso. Vsako vdolbinico trikrat operite s sterilno fiziološko raztopino, da odstranite nevezan madež.
- Sušenje: Ploščo pustite, da se posuši na zraku pri sobni temperaturi ali pod sterilnim pokrovom za pretok zraka. Izogibajte se segrevanju, saj lahko to spremeni rezultate.
- Raztapljanje: V vsako jamico dodajte 200 μl 95% etanola (ali 30% ocetne kisline, odvisno od standardne laboratorijske prakse), da se raztopi vezana kristalno vijolična. Nežno premešajte s pipetiranjem ali stresanjem plošče 10 minut pri sobni temperaturi.
- Merjenje: Izmerite optično gostoto (OD) topne raztopine kristalno vijolične barve pri 570 nm z uporabo čitalnika mikroplošč.
- Analiza podatkov: Odštejte povprečno vrednost OD570 negativnih kontrol (vdolbinice s TSB, vendar brez bakterijskega inokuluma) iz eksperimentalnih vdolbinic, da upoštevate obarvanje ozadja. Beležite in analizirajte podatke.
Opomba: Poskus izvedite v treh izvodih za vsak pogoj, da zagotovite ponovljivost. Zagotovite pravilno ravnanje s kristalno vijolično in etanolom ter upoštevajte varnostne protokole in protokole odstranjevanja.
Ključne prednosti UIP400MTP na kratko:
- Visoko zmogljiva obdelava: Zasnovan posebej za plošče z več vdolbinicami, kar vam omogoča hkratno obdelavo več vzorcev.
- Enotna ultrazvočna porazdelitev: Zagotavlja enako ultrazvočno intenzivnost v vrtinah in zagotavlja dosledne rezultate v vseh vzorcih.
- Uporabite katero koli standardno ploščo: UIP400MTP lahko obdeluje vse standardne krožnike z več vdolbinicami, petrijevke in stojala za cevi. Drage lastniške plošče niso potrebne!
- Uporabniku prijazen vmesnik: Enostavna nastavitev in nadzor, zaradi česar je odlično orodje za povečanje produktivnosti laboratorija. Programabilne nastavitve in avtomatizacija olajšajo standardizacijo procesov!
Visoko zmogljivo odvajanje biofilma z 96-jamično ploščo sonicator UIP400MTP
Literatura / Reference
- 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.
Pogosto zastavljena vprašanja
Kaj so zunajcelične polimerne snovi (EPS)?
Zunajcelične polimerne snovi (EPS) so kompleksna mešanica biopolimerov, sestavljena predvsem iz polisaharidov, beljakovin, nukleinskih kislin in lipidov, ki jih izločajo mikroorganizmi v biofilmih. EPS tvori zaščitno matrico, ki obdaja mikrobno skupnost, zagotavlja strukturno celovitost, posreduje adhezijo na površine in ščiti celice pred okoljskimi stresi, vključno z antibiotiki in imunskimi odzivi.
Kaj pomeni planktonske bakterije?
Planktonske bakterije so prosto plavajoči, enocelični mikroorganizmi, ki obstajajo v suspenziji, na primer v tekoči kulturi ali telesnih tekočinah, namesto da bi bili pritrjeni na površine ali tvorili strukturirane skupnosti, kot so biofilmi.
Kakšna je razlika med biofilmom in planktonskimi bakterijami?
Ključna razlika med biofilmom in planktonskimi bakterijami je v njihovi organizaciji. Biofilmi so strukturirane, površinsko pritrjene skupnosti bakterij, vgrajenih v matriks zunajcelične polimerne snovi (EPS), medtem ko so planktonske bakterije prosto plavajoče in nimajo takšne strukturne organizacije.
Ali je bakterije v biofilmih težje zdraviti z antibiotiki kot planktonske bakterije?
Bakterije v biofilmih je bistveno težje zdraviti z antibiotiki v primerjavi s planktonskimi bakterijami. Matriks biofilma deluje kot fizična ovira, bakterije v njem pa kažejo spremenjena presnovna stanja in povečano odpornost na stres, kar prispeva k zmanjšani učinkovitosti antibiotikov.
Ali lahko biofilme ubijejo antibiotiki?
Biofilme je včasih mogoče izkoreniniti z antibiotiki, vendar je to izziv. Učinkovito zdravljenje pogosto zahteva visoke koncentracije antibiotikov, specifične kombinacije ali dodatne terapije, saj matriks EPS in mehanizmi bakterijske odpornosti ščitijo biofilm.
Ali so staphylococcus adherentne bakterije?
Bakterije Staphylococcus so dobro znane po svojih sposobnostih oprijema. Zlahka se pritrdijo na površine in tvorijo biofilme, zlasti na medicinskih pripomočkih ali gostiteljskih tkivih, zaradi česar pomembno prispevajo k trajnim okužbam.
Katere vrste bakterij Staphylococcus obstajajo?
Bakterije Staphylococcus vključujejo več vrst, najbolj opazni pa sta Staphylococcus aureus in Staphylococcus epidermidis. S. aureus je patogen in lahko povzroči hude okužbe, medtem ko je S. epidermidis pogosto povezan z okužbami, povezanimi z biofilmom.
Kaj je kristalno vijolična?
Kristalno vijolična je osnovno barvilo, ki se običajno uporablja za barvanje bioloških materialov. V mikrobiologiji se uporablja za oceno nastajanja biofilma z barvanjem biomase, ki jo je nato mogoče kvantificirati spektrofotometrično.
Hielscher Ultrasonics proizvaja visoko zmogljive ultrazvočne homogenizatorje iz laboratorij k industrijska velikost.



