ขั้นตอนปฏิบัติในการใช้เครื่องโซนิเคเตอร์สำหรับหลายตัวอย่างของ Hielscher ในการวิเคราะห์ไบโอฟิล์มและโปรตีโอมิกส์
การใช้เครื่องโซนิเคเตอร์สำหรับหลายตัวอย่าง เช่น เครื่องโซนิเคเตอร์สำหรับหลายหลอด VialTweeter และเครื่องโซนิเคเตอร์สำหรับไมโครเพลต UIP400MTP ช่วยให้กระบวนการทำงานในห้องปฏิบัติการคล่องตัวขึ้นสำหรับงานที่ต้องประมวลผลตัวอย่างจำนวนมาก อุปกรณ์ทั้งสองช่วยให้สามารถประมวลผลตัวอย่างหลายตัวอย่างด้วยอัลตราซาวนด์ได้อย่างแม่นยำและสม่ำเสมอ ลดความแปรปรวนและเพิ่มความสามารถในการทำซ้ำให้ได้ผลเดิม ซึ่งเป็นประโยชน์อย่างยิ่งในการทดลองที่ต้องการให้การสลายตัวอย่าง การแยกไบโอฟิล์มออกจากพื้นผิว การสกัดโปรตีน หรือการย่อยโปรตีนเกิดขึ้นอย่างสม่ำเสมอ โดยวิธีที่ทำด้วยมือหรือประมวลผลทีละตัวอย่างมีประสิทธิภาพต่ำกว่าและมีแนวโน้มให้ผลไม่สม่ำเสมอ
ทำให้กระบวนการทำงานคล่องตัวด้วยเครื่องโซนิเคเตอร์สำหรับหลายตัวอย่าง
ตัวอย่างเช่น UIP400MTP สามารถใช้ปรับสภาพหลุมของไมโครเพลตด้วยอัลตราซาวนด์พร้อมกันได้ ทำให้ไบโอฟิล์มหรือวัสดุจากเซลล์แยกออกจากพื้นผิวอย่างสม่ำเสมอ ขณะเดียวกัน VialTweeter ช่วยสลายและทำให้ตัวอย่างในหลายหลอดเป็นเนื้อเดียวกันได้อย่างแม่นยำโดยไม่มีการปนเปื้อนข้ามตัวอย่าง เครื่องโซนิเคเตอร์เหล่านี้ช่วยลดเวลาในการประมวลผลอย่างมาก เพิ่มความสามารถในการทำซ้ำการทดลองให้ได้ผลเดิม และรักษาความสมบูรณ์ของตัวอย่างไว้ในระดับสูง จึงเป็นเครื่องมือที่ขาดไม่ได้สำหรับการวิจัยด้านจุลชีววิทยา โปรตีโอมิกส์ และอณูชีววิทยา
ด้านล่างเป็นขั้นตอนปฏิบัติโดยละเอียดที่แสดงตัวอย่างการใช้เครื่องโซนิเคเตอร์สำหรับหลายตัวอย่างของ Hielscher ได้แก่ เครื่องโซนิเคเตอร์สำหรับหลายหลอด VialTweeter และเครื่องโซนิเคเตอร์สำหรับไมโครเพลต UIP400MTP ในการศึกษาการเกิดไบโอฟิล์มของ E. coli และการวิเคราะห์โปรตีโอมิกส์ในขั้นตอนต่อมา
เครื่องโซนิเคเตอร์สำหรับเพลตหลายหลุม UIP400MTP – การเตรียมตัวอย่างจำนวนมากได้อย่างเชื่อถือได้
ขั้นตอนปฏิบัติ: การสร้างไบโอฟิล์ม การแยกไบโอฟิล์มออกจากพื้นผิว และการวิเคราะห์โปรตีโอมิกส์โดยใช้เครื่องโซนิเคเตอร์สำหรับหลายตัวอย่างของ Hielscher
1. การเตรียมเชื้อแบคทีเรียเพาะเลี้ยง
- เพาะเลี้ยงแบคทีเรีย E. coli (สายพันธุ์ W3110) ที่ 30°C ซึ่งเป็นอุณหภูมิที่เอื้อต่อการเกิดไบโอฟิล์มของ E. coli ในอาหารเลี้ยงเชื้อเหลว tryptone broth (TB) ที่มีส่วนประกอบดังนี้:
– tryptone 10 g/L
– NaCl 5 g/L - เติมยาปฏิชีวนะตามความจำเป็นเพื่อให้แน่ใจว่าเซลล์ยังคงเก็บรักษาพลาสมิดไว้
- สำหรับการศึกษาด้วยกล้องจุลทรรศน์และการศึกษากิจกรรมของโปรโมเตอร์ ให้ใช้ E. coli สายพันธุ์ W3110 ที่มีตัวรายงาน enhanced GFP (eGFP) อยู่ในจีโนมภายใต้การควบคุมของโปรโมเตอร์ rplL
- ใช้พลาสมิดตัวรายงาน GFP สำหรับโปรโมเตอร์ต่าง ๆ (เช่น csgA, csgD, fliA, fliC, flhD ) เพื่อวัดกิจกรรมของโปรโมเตอร์
2. การเพาะเลี้ยงไบโอฟิล์มและการแยกออกจากพื้นผิว
- ใส่เชื้อแบคทีเรียเพาะเลี้ยงที่เจือจางแล้ว 1.5 mL ต่อหลุมลงในเพลต 12 หลุม (เพลต CellStar 12 หลุม, Greiner Bio-One)
- บ่มเพื่อให้เกิดไบโอฟิล์ม
- นำเชื้อเพาะเลี้ยงที่ลอยตัวอย่างอิสระ (ไม่ยึดเกาะ) ออกอย่างระมัดระวัง
– ล้างแต่ละหลุมด้วย PBS 500 µL
– แยกเซลล์ที่ยึดเกาะอยู่ออกจากพื้นผิวโดยใช้เครื่องโซนิเคเตอร์สำหรับไมโครเพลต UIP400MTP ให้คลื่นอัลตราซาวนด์แก่เพลต 12 หลุม UIP400MTP ทำให้การแยกออกจากพื้นผิวเกิดขึ้นอย่างสม่ำเสมอโดยส่งพลังงานอัลตราซาวนด์อย่างสม่ำเสมอไปยังทุกหลุม
– การตั้งค่าการโซนิเคชัน: แอมพลิจูด 60%, โหมดรอบการทำงาน: เปิด 60 sec / ปิด 30 sec
3. การเก็บเกี่ยวเซลล์และการสลายเซลล์
- ปั่นเหวี่ยงเซลล์ไบโอฟิล์มที่แยกออกจากพื้นผิวแล้วที่ 4,500 g เป็นเวลา 5 นาที
- ล้างเซลล์ที่ตกเป็นตะกอนด้วย PBS
- แขวนลอยเซลล์อีกครั้งใน sodium lauroyl sarcosinate (SLS) 2% ปริมาตร 100 µL และบ่มที่ 95°C เป็นเวลา 15 นาที
- ใช้เครื่องโซนิเคเตอร์สำหรับหลายหลอด VialTweeter ให้คลื่นอัลตราซาวนด์เพื่อให้แน่ใจว่าเซลล์สลายอย่างสมบูรณ์
– การตั้งค่าการโซนิเคชัน: แอมพลิจูด 100%, เปิด 50 s / ปิด 10 s โดยมีเวลาทำงานรวม 10 min; เก็บตัวอย่างไว้บนน้ำแข็ง
4. การรีดักชันและการแอลคิเลชัน
- เติม Tris(2-carboxyethyl)phosphine (TCEP) 5 mM เพื่อรีดิวซ์พันธะไดซัลไฟด์ และบ่มที่ 95°C เป็นเวลา 15 นาที
- ทำแอลคิเลชันโปรตีนด้วย iodoacetamide 10 mM เป็นเวลา 30 นาที ที่ 25°C
5. การวัดปริมาณและการย่อยโปรตีน
- ปั่นเหวี่ยงสารที่ได้จากการสลายเซลล์เพื่อกำจัดเศษเซลล์
- วัดปริมาณโปรตีนทั้งหมดโดยใช้ Pierce BCA Protein Assay Kit
- ย่อยโปรตีนทั้งหมด 50 µg ด้วย trypsin 1 µg ในสารละลายที่มี SLS 2% และ ammonium bicarbonate 100 mM
- บ่มปฏิกิริยาการย่อยข้ามคืนที่ 30°C
6. การทำเปปไทด์ให้บริสุทธิ์
- ตกตะกอน SLS โดยเติม trifluoroacetic acid (TFA) 1.5% จากนั้นปั่นเหวี่ยง
- ทำเปปไทด์ให้บริสุทธิ์โดยใช้คอลัมน์ไมโครสปิน C18
- ทำเปปไทด์ที่บริสุทธิ์แล้วให้แห้ง และแขวนลอยอีกครั้งใน TFA 0.1%
7. โครมาโทกราฟีของเหลว–แมสสเปกโทรเมทรี (LC-MS/MS)
- วิเคราะห์เปปไทด์ด้วยเครื่องแมสสเปกโทรมิเตอร์ Q-Exactive Plus ที่เชื่อมต่อกับระบบ Ultimate 3000 RSLC nano
- แยกเปปไทด์โดยใช้คอลัมน์ HPLC แบบเฟสย้อนกลับ (75 µm × 42 cm) ที่บรรจุเรซิน C18 (2.4 µm)
- ปรับสัดส่วนตัวทำละลาย B (acetonitrile ที่มี formic acid 0.15%) แบบเกรเดียนต์จาก 2% เป็น 35% ในช่วงเวลา 140 นาที
- เก็บข้อมูลโดยใช้การสแกน MS ความละเอียดสูง ตามด้วยการสแกนแบบแทนเดม MS/MS ของไอออน 10 ชนิดที่มีความเข้มสัญญาณสูงที่สุด
8. การวิเคราะห์ข้อมูล
- ประมวลผลข้อมูลดิบ LC-MS โดยใช้ซอฟต์แวร์ Progenesis
- ส่งออกไฟล์ .mgf และวิเคราะห์ด้วย MASCOT
- วัดปริมาณเปปไทด์โดยใช้ SafeQuant เพื่อควบคุมคุณภาพและปรับแก้การค้นพบผลบวกลวง
- ทำการทดลองทั้งหมดซ้ำสองหรือสามชุดเพื่อให้แน่ใจว่าสามารถทำซ้ำให้ได้ผลเดิม
เครื่องโซนิเคเตอร์สำหรับหลายตัวอย่างเพื่อการเตรียมตัวอย่างจำนวนมาก
เครื่องโซนิเคเตอร์สำหรับหลายตัวอย่างรุ่น VialTweeter และ UIP400MTP เพิ่มความแม่นยำและประสิทธิภาพของกระบวนการทดลองอย่างมาก โดยเฉพาะในการวิจัยไบโอฟิล์มและโปรตีโอมิกส์ ความสามารถในการประมวลผลตัวอย่างหลายตัวอย่างอย่างสม่ำเสมอช่วยให้รองรับตัวอย่างจำนวนมากได้โดยไม่ลดทอนคุณภาพของข้อมูล ประโยชน์เหล่านี้ร่วมกับกระบวนการทำงานที่คล่องตัวซึ่งอธิบายไว้ข้างต้น ทำให้เครื่องโซนิเคเตอร์สำหรับหลายตัวอย่างของ Hielscher เป็นเครื่องมือที่จำเป็นสำหรับการวิจัยทางชีววิทยาสมัยใหม่
- ประสิทธิภาพสูง
- เทคโนโลยีล้ำสมัย
- ความเชื่อถือได้และความทนทาน
- การควบคุมกระบวนการที่แม่นยำและปรับได้
- แบบแบตช์และแบบอินไลน์
- สำหรับทุกปริมาตร
- ซอฟต์แวร์อัจฉริยะ
- ฟังก์ชันอัจฉริยะ (เช่น การตั้งโปรแกรมได้ การบันทึกข้อมูล การควบคุมระยะไกล)
- ใช้งานง่ายและปลอดภัย
- ต้องการการบำรุงรักษาน้อย
- CIP (การทำความสะอาดในตำแหน่งติดตั้ง)
การออกแบบ การผลิต และการให้คำปรึกษา – คุณภาพที่ผลิตในเยอรมนี
เครื่องอัลตราโซนิเคเตอร์ของ Hielscher เป็นที่รู้จักอย่างแพร่หลายในด้านมาตรฐานคุณภาพและการออกแบบระดับสูงที่สุด ความทนทานและการใช้งานที่ง่ายช่วยให้สามารถนำเครื่องอัลตราโซนิเคเตอร์ของเราไปผสานเข้ากับโรงงานอุตสาหกรรมได้อย่างราบรื่น เครื่องอัลตราโซนิเคเตอร์ของ Hielscher รับมือกับสภาวะที่รุนแรงและสภาพแวดล้อมที่มีข้อกำหนดการใช้งานสูงได้อย่างง่ายดาย
Hielscher Ultrasonics เป็นบริษัทที่ได้รับการรับรอง ISO และให้ความสำคัญเป็นพิเศษกับเครื่องอัลตราโซนิเคเตอร์สมรรถนะสูงที่ใช้เทคโนโลยีล้ำสมัยและใช้งานง่าย แน่นอนว่าเครื่องอัลตราโซนิเคเตอร์ของ Hielscher เป็นไปตามมาตรฐาน CE และตรงตามข้อกำหนดของ UL, CSA และ RoHs
เอกสารวิชาการ / เอกสารอ้างอิง / เอกสารข้อมูล
- Download PDF “Protocol using Hielscher Multi-Sample Sonicators in Biofilm and Proteomic Analysis” – Hielscher Ultrasonics
- FactSheet UIP400MTP – High-throughput Sonicator for Multiwell-Plates
- FactSheet VialTweeter – Simultaneous sonication of closed vials
- Shirley J.D., Nauta K.M., Carlson E.E. (2022): Live-Cell Profiling of Penicillin-Binding Protein Inhibitors in Escherichia coli MG1655. ACS Infectious Diseases Jul 8;8(7); 2022. 1241-1252.
- Teteneva N.A., Mart’yanov S.V., Esteban-López M., Kahnt J., Glatter T,. Netrusov A.I., Plakunov V.K., Sourjik V. (2020): Multiple drug-induced stress responses inhibit formation of Escherichia coli biofilms. Applied Environmental Microbiology 2020: 86:e01113-20.
- 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.
คำถามที่พบบ่อย
ไบโอฟิล์มคืออะไร?
ไบโอฟิล์มคือชุมชนจุลินทรีย์ที่มีโครงสร้างเป็นระเบียบ ฝังตัวอยู่ในเมทริกซ์นอกเซลล์ (ECM) ที่จุลินทรีย์สร้างขึ้นเอง และยึดเกาะกับพื้นผิว ไบโอฟิล์มช่วยปกป้องจุลินทรีย์จากความเครียดจากสิ่งแวดล้อม ยาปฏิชีวนะ และระบบภูมิคุ้มกัน จึงมีส่วนทำให้เกิดการติดเชื้อเรื้อรังและการเกาะสะสมทางชีวภาพ
การแยกไบโอฟิล์มออกจากพื้นผิวคืออะไร?
การแยกไบโอฟิล์มออกจากพื้นผิวคือกระบวนการที่เซลล์หรือกลุ่มเซลล์จุลินทรีย์แยกออกจากโครงสร้างไบโอฟิล์ม โดยเกิดขึ้นได้ทั้งแบบแอ็กทีฟ (ผ่านการย่อยสลายด้วยเอนไซม์หรือการรับรู้ความหนาแน่นของประชากร) หรือแบบพาสซีฟ (เนื่องจากแรงเฉือน การพร่องของสารอาหาร หรือการทำลายด้วยแรงเชิงกล) กระบวนการนี้เอื้อต่อการแพร่กระจายของไบโอฟิล์มและการตั้งรกรากบนพื้นผิวใหม่
โปรตีนที่เกี่ยวข้องกับไบโอฟิล์มคืออะไร?
โปรตีนที่เกี่ยวข้องกับไบโอฟิล์ม (BAPs) คือโปรตีนบนผิวจุลินทรีย์หรือโปรตีนที่จุลินทรีย์หลั่งออกมา ซึ่งมีบทบาทสำคัญในการสร้างไบโอฟิล์ม ความเสถียร และการยึดเกาะ โปรตีนเหล่านี้รวมถึงโปรตีนช่วยยึดเกาะ เอนไซม์นอกเซลล์ และโปรตีนโครงสร้าง เช่น เส้นใยเคอร์ลีใน E. coli หรือ BapA ใน Staphylococcus aureus
ECM ในไบโอฟิล์มคืออะไร?
เมทริกซ์นอกเซลล์ (ECM) ในไบโอฟิล์มเป็นโครงข่ายซับซ้อนของพอลิแซ็กคาไรด์ โปรตีน DNA นอกเซลล์ (eDNA) และลิพิดที่ห่อหุ้มเซลล์จุลินทรีย์ไว้ เมทริกซ์นี้ช่วยรักษาความสมบูรณ์ของโครงสร้าง เป็นตัวกลางในการยึดเกาะ รักษาความชื้น และเพิ่มความต้านทานของไบโอฟิล์มต่อสารต้านจุลชีพและกลไกป้องกันของโฮสต์
เส้นใยเคอร์ลีทำหน้าที่อะไร?
เส้นใยเคอร์ลีเป็นเส้นใยขนาดเล็กของอะไมลอยด์นอกเซลล์ที่สร้างโดย Escherichia coli และแบคทีเรียที่เกี่ยวข้อง มีบทบาทสำคัญอย่างยิ่งในการสร้างไบโอฟิล์ม การยึดเกาะพื้นผิว และการตั้งรกรากในโฮสต์ เส้นใยเหล่านี้มีส่วนช่วยรักษาความสมบูรณ์ของไบโอฟิล์ม เพิ่มความต้านทานต่อความเครียดจากสิ่งแวดล้อม และเอื้อต่อปฏิสัมพันธ์กับเนื้อเยื่อของโฮสต์ระหว่างการติดเชื้อ นอกจากนี้ เส้นใยเคอร์ลียังมีส่วนส่งเสริมการกระตุ้นระบบภูมิคุ้มกัน และมีหลักฐานเชื่อมโยงกับการคงอยู่ของแบคทีเรียและความสามารถในการก่อโรค
Hielscher Ultrasonics ผลิตเครื่องโฮโมจีไนเซอร์อัลตราซาวนด์สมรรถนะสูง ตั้งแต่ ขนาดห้องปฏิบัติการ ไปจนถึง ขนาดอุตสาหกรรม
