Các thiết bị siêu âm vi đĩa mới để phá vỡ màng sinh học khó loại bỏ

Màng sinh học – những quần xã vi sinh vật dày đặc bám trên các bề mặt – là một trong những thách thức khó khăn nhất trong vi sinh học và chẩn đoán lâm sàng. Thiết bị siêu âm vi đĩa UIP400MTP mới giúp chuẩn bị mẫu với thông lượng cao. Các phân tích về những nghiên cứu đã qua bình duyệt cho thấy các hệ thống siêu âm hiệu năng cao như thiết bị siêu âm đĩa nhiều giếng của Hielscher đang trở thành công cụ phòng thí nghiệm thiết yếu để tách những cấu trúc khó loại bỏ này khỏi đĩa MBEC™, giúp thử nghiệm kháng vi sinh vật chính xác hơn và đẩy nhanh quy trình nghiên cứu.

Tách màng sinh học bằng xử lý siêu âm

Các nhà khoa học ngày càng dựa vào xử lý siêu âm đĩa nhiều giếng vì màng sinh học có thể có khả năng kháng kháng sinh cao gấp hàng trăm lần so với vi khuẩn ở dạng phù du trôi nổi tự do, theo hai nghiên cứu lớn về màng sinh học của Staphylococcus aureus, tụ cầu khuẩn âm tính với coagulase và Staphylococcus saprophyticus. Khi nằm trong chất nền màng sinh học, các vi sinh vật này có nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) và nồng độ diệt khuẩn tối thiểu (MBC) tăng mạnh, thường vượt quá nồng độ thuốc có thể đạt được trên lâm sàng.

Tuy nhiên, thử nghiệm hiệu quả bắt đầu từ việc tách các tế bào trong màng sinh học một cách hiệu quả và đáng tin cậy – và đây chính là điểm nổi bật của UIP400MTP.

Màng sinh học được nuôi cấy trên các chốt của đĩa xét nghiệm

Màng sinh học: Lá chắn ẩn chống lại kháng sinh

Trong cả hai nghiên cứu được trích dẫn, các nhà nghiên cứu ghi nhận mức tăng mạnh về khả năng kháng chất kháng vi sinh vật khi vi khuẩn được thử nghiệm ở dạng màng sinh học:

Giá trị MIC tăng từ 2 đến 32 lần, và đôi khi còn cao hơn, so với tế bào ở dạng phù du.
Một số chủng phân lập chuyển từ nhạy cảm với kháng sinh sang kháng hoàn toàn khi ở trạng thái màng sinh học.
Một số màng sinh học đòi hỏi mức MBC vượt quá các nồng độ cao nhất đã được thử nghiệm, cho thấy khả năng dung nạp cực cao của chúng.

Những phát hiện này nhấn mạnh lý do việc phá vỡ màng sinh học có ý nghĩa then chốt: xác định chính xác đặc điểm kháng thuốc phụ thuộc vào việc giải phóng tế bào khỏi chất nền bảo vệ để có thể thử nghiệm chúng riêng lẻ.

Giải pháp: Thiết bị siêu âm vi đĩa UIP400MTP

Cả hai nghiên cứu đều sử dụng thiết bị siêu âm đĩa nhiều giếng UIP250MTP của Hielscher để tách màng sinh học được nuôi trên các thiết bị MBEC™ chuyên dụng có nắp gắn chốt. Xử lý siêu âm đĩa nhiều giếng trong 5 phút đã tách thành công các tế bào trong màng sinh học vào môi trường nuôi cấy mới, cho phép các nhà nghiên cứu đo MICB và MBCB với độ tái lập cao.

Kỹ thuật này được áp dụng rộng rãi vì:

1. Kỹ thuật này xử lý đồng thời và đồng đều tất cả các giếng, một yếu tố thiết yếu cho thử nghiệm so sánh tác dụng kháng vi sinh vật.
2. Hiện tượng xâm thực âm học phá vỡ hiệu quả chất nền ngoại bào mà không phá hủy tế bào.
3. Kỹ thuật này hoạt động liền mạch với các hệ thống MBEC có nắp gắn chốt được sử dụng trong nghiên cứu khả năng kháng của màng sinh học.

 
Các tính năng chính sẽ thuyết phục ngay các nhà nghiên cứu

• Công suất siêu âm 400 oát (20 kHz) để tách màng sinh học nhanh chóng và triệt để
• Kiểm soát đầy đủ các thông số, bao gồm năng lượng đầu vào (Ws/mL), biên độ, nhiệt độ và thời gian
• Bộ trao đổi nhiệt tích hợp cùng bơm tuần hoàn giúp giữ mát đĩa trong quá trình xử lý siêu âm
• Các chế độ có thể lập trình cho quy trình tự động có tính lặp lại
• Xử lý siêu âm đồng đều trên toàn bộ các đĩa. Xem video bên dưới!

Thử nghiệm độ đồng đều xác nhận trực quan trường xâm thực đồng nhất cần thiết cho việc phá vỡ màng sinh học theo quy trình chuẩn hóa – một thách thức đã được biết đến ở các bể siêu âm có công suất thấp hơn.

Vì sao điều này quan trọng đối với bệnh viện, phòng thí nghiệm và việc phát triển kháng sinh

Các bệnh nhiễm trùng liên quan đến màng sinh học – từ nhiễm trùng đường tiết niệu đến nhiễm trùng máu liên quan đến ống thông – vốn nổi tiếng là khó điều trị. Các nghiên cứu cho thấy:

1. Thử nghiệm kháng sinh thông thường trên tế bào ở dạng phù du đánh giá thấp khả năng kháng trong thực tế.
2. Xử lý siêu âm chất lượng cao có vai trò thiết yếu trong việc chuẩn bị chính xác các mẫu có nguồn gốc từ màng sinh học.
3. Các công cụ như UIP400MTP giúp thu hẹp khoảng cách giữa thử nghiệm trong phòng thí nghiệm và thực tế lâm sàng.

Khi tình trạng kháng chất kháng vi sinh vật tiếp tục gia tăng, các công nghệ cải thiện độ tái lập và độ tin cậy trong nghiên cứu màng sinh học có thể đóng vai trò quyết định trong việc phát triển các liệu pháp mới.

Các nghiên cứu đính kèm đưa ra một kết luận rõ ràng: vi khuẩn tạo màng sinh học đòi hỏi những phương pháp thử nghiệm mới, và xử lý siêu âm đĩa nhiều giếng – cụ thể là bằng các hệ thống siêu âm có công suất cực cao và phân bố siêu âm đồng đều như Hielscher UIP400MTP – đang nhanh chóng trở thành tiêu chuẩn vàng để tách màng sinh học khỏi đĩa MBEC.

Đối với các phòng thí nghiệm vi sinh, các đơn vị phát triển dược phẩm và các nhà nghiên cứu lâm sàng, những thiết bị này không còn chỉ mang lại sự tiện lợi – chúng đang trở thành công cụ không thể thiếu để đo lường chính xác khả năng kháng kháng sinh thực tế của các tác nhân gây bệnh nằm trong màng sinh học.

 
Tìm thông tin về thiết bị siêu âm đĩa nhiều giếng UIP400MTP tại đây!