โปรโตคอลที่ใช้ Hielscher Multi-Sample Sonicators ในการวิเคราะห์ไบโอฟิล์มและโปรตีโอมิกส์
การใช้เครื่องโซนิคเตอร์แบบหลายตัวอย่าง เช่น VialTweeter Multi-Tube Sonicator และ UIP400MTP Microplate Sonicator ช่วยเพิ่มความคล่องตัวให้กับเวิร์กโฟลว์ในห้องปฏิบัติการสําหรับการใช้งานที่มีปริมาณงานสูง อุปกรณ์ทั้งสองช่วยให้สามารถประมวลผลอัลตราโซนิกได้อย่างแม่นยําและสม่ําเสมอในหลายตัวอย่างลดความแปรปรวนและเพิ่มความสามารถในการทําซ้ํา สิ่งนี้เป็นประโยชน์อย่างยิ่งในการทดลองที่ต้องการการสลายตัวอย่างที่สม่ําเสมอการแยกไบโอฟิล์มการสกัดโปรตีนหรือการย่อยโปรตีนซึ่งวิธีการแบบแมนนวลหรือตัวอย่างเดียวมีประสิทธิภาพน้อยกว่าและมีแนวโน้มที่จะเกิดความไม่สอดคล้องกัน
ปรับปรุงเวิร์กโฟลว์ด้วยเครื่องโซนิคเตอร์หลายตัวอย่าง
ตัวอย่างเช่น UIP400MTP ช่วยให้สามารถบําบัดด้วยอัลตราโซนิกของหลุมไมโครเพลทได้พร้อมกัน เพื่อให้มั่นใจได้ถึงการแยกฟิล์มชีวภาพหรือวัสดุเซลล์อย่างสม่ําเสมอ ในขณะเดียวกัน VialTweeter ให้การสลายที่แม่นยําและการทําให้เป็นเนื้อเดียวกันของตัวอย่างหลอดหลายหลอดโดยไม่มีการปนเปื้อนข้าม เครื่องสะท้อนเสียงเหล่านี้ช่วยลดเวลาในการประมวลผลได้อย่างมาก ปรับปรุงความสามารถในการทําซ้ําในการทดลอง และรักษาความสมบูรณ์ของตัวอย่างให้สูง ทําให้เป็นเครื่องมือที่ขาดไม่ได้ในการวิจัยทางจุลชีววิทยา โปรตีโอมิกส์ และชีววิทยาโมเลกุล
ด้านล่างนี้คือโปรโตคอลโดยละเอียดที่แสดงตัวอย่างการใช้โมเดล Hielscher multi-sample sonicator, VialTweeter Multi-Tube Sonicator และ Microplate Sonicator UIP400MTP ในการศึกษาที่เกี่ยวข้องกับการสร้างฟิล์มชีวภาพ. coli และการวิเคราะห์โปรตีโอมิกส์ในภายหลัง
เครื่อง sonicator แผ่นมัลติเวล UIP400MTP – การเตรียมตัวอย่างที่เชื่อถือได้ด้วยปริมาณงานสูง
โปรโตคอล: การสร้างฟิล์มชีวภาพ การแยก และการวิเคราะห์โปรตีโอมิกส์โดยใช้ Hielscher Multi-Sample Sonicators
1. การเตรียมการเพาะเชื้อแบคทีเรีย
- เพาะเลี้ยงแบคทีเรีย. coli (สายพันธุ์ W3110) ที่อุณหภูมิ 30°C ซึ่งเป็นอุณหภูมิที่เอื้ออํานวยต่อการก่อตัวของไบโอฟิล์ม. coli ในอาหารกลางน้ําซุปทริปโตน (TB) ที่มี:
– ทริปโตน 10 ก./ลิตร
– 5 ก./ลิตร NaCl - เสริมด้วยยาปฏิชีวนะตามความจําเป็นเพื่อให้แน่ใจว่ามีการกักเก็บพลาสมิด
- สําหรับการศึกษาด้วยกล้องจุลทรรศน์และกิจกรรมของโปรโมเตอร์ ให้ใช้สายพันธุ์ W3110. coli กับผู้รายงาน GFP ที่ได้รับการปรับปรุงแบบจีโนม (eGFP) ภายใต้การควบคุมของโปรโมเตอร์ rplL
- ใช้พลาสมิดผู้รายงาน GFP สําหรับโปรโมเตอร์ต่างๆ (เช่น csgA, csgD, fliA, fliC, flhD ) เพื่อวัดกิจกรรมของผู้สนับสนุน
2. การเพาะปลูกและปลดปล่อยไบโอฟิล์ม
- เพาะเชื้อแบคทีเรียเจือจาง 1.5 มล. ต่อหลุมลงในจาน 12 หลุม (แผ่น CellStar 12 หลุม, Greiner Bio-One)
- ฟักไข่เพื่อให้เกิดไบโอฟิล์ม
- นําวัฒนธรรมแพลงก์ตอน (ไม่ยึดติด) ออกอย่างระมัดระวัง
– ล้างแต่ละหลุมด้วย PBS 500 μL
– ถอดเซลล์ที่แนบมาโดยการ sonicing แผ่น 12 หลุมในเครื่อง sonicator ไมโครเพลท UIP400MTP UIP400MTP ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการปลดออกที่สม่ําเสมอโดยการส่งมอบพลังงานอัลตราโซนิกที่สม่ําเสมอในทุกหลุม
– การตั้งค่า Sonication: 60% amplitude, โหมดรอบ: เปิด 60 วินาที / ปิด 30 วินาที
3. การเก็บเกี่ยวเซลล์และการสลาย
- หมุนเหวี่ยงเซลล์ไบโอฟิล์มที่ถอดออกที่ 4,500 กรัมเป็นเวลา 5 นาที
- ล้างเซลล์เม็ดด้วย PBS
- ระงับเซลล์อีกครั้งในโซเดียมลอโรอิลซาร์โคซิเนต (SLS) 2% 100 μL และบ่มที่อุณหภูมิ 95°C เป็นเวลา 15 นาที
- Sonicate โดยใช้ VialTweeter Multi-Tube Sonicator เพื่อให้แน่ใจว่าเซลล์สลายอย่างสมบูรณ์
– การตั้งค่า Sonication: 100% amplitude, 50 วินาที ON / 10 s OFF เป็นเวลาทํางานทั้งหมด 10 นาที เก็บตัวอย่างไว้บนน้ําแข็ง
4. การลดและอัลคิลเลชั่น
- เติม Tris(2-carboxyethyl)phosphine (TCEP) 5 mM เพื่อลดพันธะไดซัลไฟด์และบ่มที่อุณหภูมิ 95°C เป็นเวลา 15 นาที
- โปรตีนอัลคิลเลตที่มีไอโอโดอะซิตาไมด์ 10 mM เป็นเวลา 30 นาทีที่ 25°C
5. ปริมาณโปรตีนและการย่อยอาหาร
- เครื่องหมุนเหวี่ยงไลเซตเพื่อล้างเศษขยะ
- วัดปริมาณโปรตีนทั้งหมดโดยใช้ชุดทดสอบโปรตีน Pierce BCA
- ย่อยโปรตีนทั้งหมด 50 ไมโครกรัมกับทริปซิน 1 ไมโครกรัมในสารละลายที่มี SLS 2% และแอมโมเนียมไบคาร์บอเนต 100 มิลลิเมตร
- บ่มปฏิกิริยาการย่อยอาหารค้างคืนที่อุณหภูมิ 30°C
6. การทําให้บริสุทธิ์เปปไทด์
- ตกตะกอน SLS โดยเติมกรดไตรฟลูออโรอะซิติก (TFA) 1.5% จากนั้นหมุนเหวี่ยง
- ทําให้เปปไทด์บริสุทธิ์โดยใช้คอลัมน์ไมโครสปิน C18
- ทําให้เปปไทด์บริสุทธิ์แห้งและระงับใน TFA 0.1%
7. โครมาโตกราฟีเหลว-แมสสเปกโตรเมตรี (LC-MS/MS)
- วิเคราะห์เปปไทด์บนแมสสเปกโตรมิเตอร์ Q-Exactive Plus ควบคู่ไปกับระบบนาโน Ultimate 3000 RSLC
- แยกเปปไทด์โดยใช้คอลัมน์ HPLC แบบย้อนกลับเฟส (75 μm × 42 ซม.) ที่บรรจุด้วยเรซิน C18 (2.4 μm)
- ใช้การไล่ระดับสีตัวทําละลาย B (อะซิโทไนไตรล์ที่มีกรดฟอร์มิก 0.15%) เป็นเวลา 140 นาที
- รับข้อมูลโดยใช้การสแกน MS ความละเอียดสูงตามด้วยการสแกน MS/MS ควบคู่ของไอออนที่เข้มข้นที่สุด 10 ชนิด
8. การวิเคราะห์ข้อมูล
- ประมวลผลข้อมูล LC-MS ดิบโดยใช้ซอฟต์แวร์ Progenesis
- ส่งออกไฟล์ .mgf และวิเคราะห์ด้วย MASCOT
- ดําเนินการหาปริมาณเปปไทด์โดยใช้ SafeQuant เพื่อการควบคุมคุณภาพและการปรับการค้นพบที่ผิดพลาด
- ทําการทดลองทั้งหมดซ้ํากันหรือสามครั้งเพื่อให้แน่ใจว่าสามารถทําซ้ําได้
เครื่องโซนิคเตอร์หลายตัวอย่างสําหรับการเตรียมตัวอย่างที่มีปริมาณงานสูง
โมเดลเครื่องสะท้อนเสียงหลายตัวอย่าง VialTweeter และ UIP400MTP ช่วยเพิ่มความแม่นยําและประสิทธิภาพของเวิร์กโฟลว์การทดลองได้อย่างมีนัยสําคัญโดยเฉพาะอย่างยิ่งในการวิจัยไบโอฟิล์มและโปรตีโอมิกส์ ความสามารถในการประมวลผลตัวอย่างหลายตัวอย่างอย่างสม่ําเสมอช่วยให้มั่นใจได้ถึงความสามารถในการรับส่งข้อมูลสูงโดยไม่ลดทอนคุณภาพของข้อมูล ประโยชน์เหล่านี้รวมกับเวิร์กโฟลว์ที่คล่องตัวที่ระบุไว้ข้างต้นทําให้เครื่อง sonicators หลายตัวอย่างของ Hielscher เป็นเครื่องมือที่จําเป็นสําหรับการวิจัยทางชีววิทยาสมัยใหม่
- ประสิทธิภาพสูง
- เทคโนโลยีล้ําสมัย
- ความน่าเชื่อถือ & กําลังกาย
- การควบคุมกระบวนการที่ปรับได้และแม่นยํา
- ชุด & แบบ อิน ไลน์
- สําหรับทุกโวลุ่ม
- ซอฟต์แวร์อัจฉริยะ
- คุณสมบัติอัจฉริยะ (เช่น ตั้งโปรแกรมได้ โปรโตคอลข้อมูล รีโมทคอนโทรล)
- ใช้งานง่ายและปลอดภัย
- การบํารุงรักษาต่ํา
- CIP (ทําความสะอาดในสถานที่)
การออกแบบ การผลิต และการให้คําปรึกษา – คุณภาพ ผลิตในประเทศเยอรมนี
เครื่องอัลตราโซนิก Hielscher เป็นที่รู้จักกันดีในด้านคุณภาพและมาตรฐานการออกแบบสูงสุด ความทนทานและใช้งานง่ายช่วยให้สามารถรวมเครื่องอัลตราโซนิกของเราเข้ากับโรงงานอุตสาหกรรมได้อย่างราบรื่น สภาพที่ขรุขระและสภาพแวดล้อมที่ต้องการสามารถจัดการได้ง่ายโดยเครื่องอัลตราโซนิกของ Hielscher
Hielscher Ultrasonics เป็น บริษัท ที่ได้รับการรับรองมาตรฐาน ISO และให้ความสําคัญเป็นพิเศษกับเครื่องอัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงที่มีเทคโนโลยีล้ําสมัยและเป็นมิตรกับผู้ใช้ แน่นอนว่าเครื่องอัลตราโซนิกของ Hielscher เป็นไปตามมาตรฐาน CE และตรงตามข้อกําหนดของ UL, CSA และ RoHs
วรรณกรรม / อ้างอิง / เอกสารข้อเท็จจริง
- 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?
ไบโอฟิล์มเป็นชุมชนที่มีโครงสร้างของจุลินทรีย์ที่ฝังอยู่ในเมทริกซ์นอกเซลล์ (ECM) ที่ผลิตขึ้นเอง ซึ่งยึดติดกับพื้นผิว ช่วยป้องกันความเครียดจากสิ่งแวดล้อม ยาปฏิชีวนะ และระบบภูมิคุ้มกัน ซึ่งก่อให้เกิดการติดเชื้ออย่างต่อเนื่องและการเปรอะเปื้อนทางชีวภาพ
Biofilm Detachment คืออะไร?
การแยกฟิล์มชีวภาพเป็นกระบวนการที่เซลล์จุลินทรีย์หรือคลัสเตอร์แยกออกจากโครงสร้างไบโอฟิล์ม ไม่ว่าจะเป็นอย่างแข็งขัน (ผ่านการย่อยสลายของเอนไซม์หรือการตรวจจับโควรัม) หรือแบบพาสซีฟ (เนื่องจากแรงเฉือน การพร่องของสารอาหาร หรือการหยุดชะงักทางกล) สิ่งนี้ช่วยอํานวยความสะดวกในการแพร่กระจายของไบโอฟิล์มและการตั้งรกรากของพื้นผิวใหม่
โปรตีนที่เกี่ยวข้องกับไบโอฟิล์มคืออะไร?
โปรตีนที่เกี่ยวข้องกับไบโอฟิล์ม (BAPs) เป็นพื้นผิวของจุลินทรีย์หรือโปรตีนที่หลั่งออกมาซึ่งมีบทบาทสําคัญในการสร้างไบโอฟิล์ม ความเสถียร และการยึดเกาะ เอนไซม์นอกเซลล์ และโปรตีนโครงสร้าง เช่น เส้นใย curli ใน. coli หรือ BapA ใน Staphylococcus aureus
ECM ใน Biofilms คืออะไร?
เมทริกซ์นอกเซลล์ (ECM) ในไบโอฟิล์มเป็นเครือข่ายที่ซับซ้อนของโพลีแซ็กคาไรด์ โปรตีน ดีเอ็นเอนอกเซลล์ (eDNA) และไขมันที่ห่อหุ้มเซลล์จุลินทรีย์ ให้ความสมบูรณ์ของโครงสร้าง ไกล่เกลี่ยการยึดเกาะ คงความชุ่มชื้น และเพิ่มความต้านทานต่อไบโอฟิล์มต่อสารต้านจุลชีพและการป้องกันโฮสต์
ฟังก์ชั่นใดที่เติมเต็มเส้นใย Curli?
เส้นใย Curli เป็นเส้นใยอะไมลอยด์นอกเซลล์ที่ผลิตโดย Escherichia coli และแบคทีเรียที่เกี่ยวข้อง ซึ่งมีบทบาทสําคัญในการสร้างไบโอฟิล์ม การยึดเกาะของพื้นผิว และการตั้งรกรากของโฮสต์ มีส่วนช่วยในความสมบูรณ์ของไบโอฟิล์มเพิ่มความต้านทานต่อความเครียดจากสิ่งแวดล้อมและอํานวยความสะดวกในการมีปฏิสัมพันธ์กับเนื้อเยื่อโฮสต์ในระหว่างการติดเชื้อ นอกจากนี้ เส้นใย curli ยังมีส่วนเกี่ยวข้องกับการส่งเสริมการกระตุ้นระบบภูมิคุ้มกันและเกี่ยวข้องกับการคงอยู่ของแบคทีเรียและการก่อโรค
Hielscher Ultrasonics ผลิตโฮโมจีไนเซอร์อัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงจาก ห้องทดลอง ถึง ขนาดอุตสาหกรรม


