Giao thức trồng trọt và tách màng sinh học Staphylococcus
Các phương pháp tiêu chuẩn hóa là điều cần thiết cho các kết quả nghiên cứu đáng tin cậy. Tại đây, bạn có thể tìm thấy quy trình trồng trọt và tách màng sinh học tụ cầu. Giao thức này tập trung vào việc chuẩn bị mẫu thông lượng cao được sắp xếp hợp lý bằng cách sử dụng UIP400MTP siêu âm đĩa đa giếng để tách màng sinh học hiệu quả, thông lượng cao trong các đĩa 96 giếng. Giao thức cũng bao gồm các bước chính để nuôi cấy, rửa và trực quan hóa màng sinh học, tập trung vào việc giảm thiểu sự thay đổi và đảm bảo khả năng tái tạo.
Nghiên cứu sinh học Staphylococcus và kháng sinh
Màng sinh học Staphylococcus đóng một vai trò quan trọng trong các bệnh nhiễm trùng dai dẳng do khả năng kháng kháng sinh và phản ứng miễn dịch. Sự hình thành màng sinh học cung cấp một môi trường bảo vệ cho vi khuẩn, khiến nhiễm trùng khó điều trị. Nghiên cứu về màng sinh học thường tập trung vào việc tìm hiểu sự hình thành, hành vi và tính nhạy cảm của chúng với thuốc kháng sinh, với trọng tâm là các phương pháp thông lượng cao để hợp lý hóa quy trình thí nghiệm.
Máy siêu âm tấm đa giếng UIP400MTP mang lại một lợi thế đáng kể trong nghiên cứu màng sinh học bằng cách cho phép tách màng sinh học ra khỏi các tấm 96 giếng một cách nhanh chóng và hiệu quả. Thiết bị này cung cấp năng lượng siêu âm đồng đều cho tất cả các giếng, đảm bảo kết quả nhất quán trong khi giảm thiểu sự thay đổi.
Giao thức nuôi cấy và tách màng sinh học Staphylococcus
Dưới đây, chúng tôi hướng dẫn bạn hướng dẫn từng bước qua quá trình nuôi cấy và tách màng sinh học tụ cầu. Là bước phân tích mẫu mực, chúng tôi chỉ cho bạn cách định lượng quang phổ sinh khối trồng trọt bằng cách nhuộm màu tím tinh thể.
Nuôi dưỡng màng sinh học Staphylococcus
Vật liệu cần thiết:
- Đĩa microtiter được xử lý nuôi cấy mô polystyrene 96 giếng đáy phẳng vô trùng có nắp đậy
- Nước luộc đậu nành tryptic (TSB) với 0,25% glucose
- Tủ an toàn sinh học
Bước:
- Chuẩn bị môi trường làm việc vô trùng trong tủ an toàn sinh học để giảm thiểu ô nhiễm.
- Thêm TSB chứa 0,25% glucose vào các giếng đĩa microtiter. TSB không có glucose thường không hỗ trợ hình thành màng sinh học và chỉ nên được sử dụng như một đối chứng nếu cần.
- Cấy các giếng với các chủng vi khuẩn được chuẩn bị như mô tả dưới đây:
- Chuẩn bị huyền phù vi khuẩn, đảm bảo không có cụm tế bào từ trước bằng cách đồng nhất các hỗn dịch bằng cách sử dụng siêu âm hoặc bằng cách phá vỡ các cụm bằng kim 23 thước đo và xoáy ngắn.
- Đậy kín đĩa bằng nắp và ủ trong điều kiện tối ưu cho sự hình thành màng sinh học (ví dụ: 37°C trong 24 giờ).
- Thực hiện thí nghiệm ba lần cho mỗi chủng vi khuẩn (ba giếng cho mỗi chủng) để đảm bảo độ tin cậy.
- Phân bổ sáu giếng mỗi đĩa cho các đối chứng âm tính. Có thể kiểm tra tối đa 30 chủng trên mỗi tấm 96 giếng.
Trực quan hóa và rửa màng sinh học
- Sau khi ủ, loại bỏ môi trường cẩn thận để tránh làm xáo trộn màng sinh học.
- Rửa mỗi giếng bốn lần bằng nước muối sinh lý để loại bỏ vi khuẩn phù du.
- Kiểm tra đáy giếng để tìm các mảng trắng cho thấy sự hiện diện của màng sinh học.
Tách màng sinh học bằng máy siêu âm tấm đa giếng UIP400MTP
Thiết lập thiết bị và thông số:
- Máy siêu âm tấm đa giếng UIP400MTP
- Cài đặt hoạt động: 60% amplitude, chế độ chu kỳ với 60 giây BẬT / 30 giây TẮT
Bước:
- Đặt đĩa microtiter đã rửa sạch lên bệ UIP400MTP.
- Sóng âm các samples ở cài đặt khuyến nghị (60% amplitude, 60 giây BẬT, 30 giây TẮT). Điều chỉnh cài đặt theo chủng vi khuẩn.
- Bắt đầu quá trình siêu âm để tách màng sinh học. Sóng siêu âm phá vỡ ma trận màng sinh học, giải phóng các vi khuẩn bám dính.
- UIP400MTP đảm bảo tiếp xúc đồng đều trên tất cả các giếng để có kết quả tách rời nhất quán.
Bước phân tích: Định lượng sinh khối màng sinh học tụ cầu tách rời bằng cách sử dụng Crystal Violet (CV)
Vật liệu cần thiết:
- 0Dung dịch tinh thể violet (CV) .1%
- 95% etanol hoặc 30% axit axetic (để hòa tan)
- Đầu đọc microplate có khả năng đọc ở 570 nm
- Đĩa microtiter vô trùng để nhuộm
Bước:
- Chuẩn bị tấm nhuộm: Chuyển 100 μL huyền phù màng sinh học đã tách ra từ mỗi giếng của tấm siêu âm vào các giếng tương ứng của tấm microtiter 96 giếng sạch, vô trùng. Điều này đảm bảo một môi trường rõ ràng và đồng đều để nhuộm.
- Nhuộm màng sinh học tách rời: Thêm 150 μL dung dịch màu tím tinh thể 0,1% vào mỗi giếng có chứa huyền phù màng sinh học đã tách ra. Nhẹ nhàng pipet để đảm bảo hỗn dịch màng sinh học và màu tím pha lê trộn đều.
- Ủ: Để đĩa ủ ở nhiệt độ phòng trong 15 phút để tinh thể violet nhuộm sinh khối hiệu quả.
- Rửa: Sau khi ủ, cẩn thận loại bỏ dung dịch màu tím tinh thể ra khỏi giếng mà không làm xáo trộn sinh khối. Rửa mỗi giếng ba lần bằng nước muối sinh lý vô trùng để loại bỏ vết bẩn không liên kết.
- Làm khô: Để tấm khô trong không khí ở nhiệt độ phòng hoặc dưới máy hút mùi luồng không khí vô trùng. Tránh sưởi ấm, vì điều này có thể làm thay đổi kết quả.
- Hòa tan: Thêm 200 μL etanol 95% (hoặc 30% axit axetic, tùy thuộc vào thực hành phòng thí nghiệm tiêu chuẩn) vào mỗi giếng để hòa tan tinh thể màu tím liên kết. Trộn nhẹ bằng cách pipet hoặc lắc đĩa trong 10 phút ở nhiệt độ phòng.
- Đo lường: Đo mật độ quang học (OD) của dung dịch tinh thể màu tím hòa tan ở 570 nm bằng đầu đọc vi tắm.
- Phân tích dữ liệu: Trừ giá trị OD570 trung bình của các đối chứng âm tính (giếng có TSB nhưng không có cấy vi khuẩn) từ các giếng thí nghiệm để tính đến nhuộm nền. Ghi lại và phân tích dữ liệu.
Lưu ý: Thực hiện thí nghiệm ba lần cho từng điều kiện để đảm bảo khả năng tái tạo. Đảm bảo xử lý đúng cách tinh thể violet và etanol, tuân thủ các quy trình an toàn và thải bỏ.
Những lợi ích chính của UIP400MTP trong nháy mắt:
- Xử lý thông lượng cao: Được thiết kế đặc biệt cho các tấm nhiều giếng, cho phép bạn xử lý nhiều mẫu đồng thời.
- Phân phối siêu âm đồng đều: Đảm bảo cường độ siêu âm bằng nhau trên các giếng, cung cấp kết quả nhất quán trên tất cả các mẫu.
- Sử dụng bất kỳ tấm tiêu chuẩn nào: UIP400MTP có thể xử lý bất kỳ đĩa đa giếng tiêu chuẩn, đĩa Petri và giá đỡ ống. Không cần tấm độc quyền đắt tiền!
- Giao diện thân thiện với người dùng: Dễ dàng thiết lập và điều khiển, làm cho nó trở thành một công cụ tuyệt vời để tăng năng suất phòng thí nghiệm. Cài đặt có thể lập trình và tự động hóa tạo điều kiện thuận lợi cho việc tiêu chuẩn hóa quy trình!
Tách màng sinh học thông lượng cao với máy siêu âm tấm 96 giếng UIP400MTP
Văn học / Tài liệu tham khảo
- 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.
Các câu hỏi thường gặp
Chất polyme ngoại bào (EPS) là gì?
Các chất polyme ngoại bào (EPS) là một hỗn hợp phức tạp của các polyme sinh học, chủ yếu bao gồm polysaccharid, protein, axit nucleic và lipid, do vi sinh vật tiết ra trong màng sinh học. EPS tạo thành một ma trận bảo vệ bao bọc cộng đồng vi sinh vật, cung cấp tính toàn vẹn cấu trúc, trung gian kết dính với bề mặt và bảo vệ tế bào khỏi các căng thẳng môi trường, bao gồm cả kháng sinh và phản ứng miễn dịch.
Vi khuẩn phù du có nghĩa là gì?
Vi khuẩn phù du là vi sinh vật đơn bào trôi nổi tự do tồn tại ở dạng huyền phù, chẳng hạn như trong nuôi cấy lỏng hoặc dịch cơ thể, thay vì bám vào bề mặt hoặc tạo thành các quần thể có cấu trúc như màng sinh học.
Sự khác biệt giữa vi khuẩn sinh học và sinh vật phù du là gì?
Sự khác biệt chính giữa màng sinh học và vi khuẩn phù du nằm ở tổ chức của chúng. Màng sinh học là các quần thể vi khuẩn có cấu trúc, gắn trên bề mặt được nhúng trong ma trận chất polyme ngoại bào (EPS), trong khi vi khuẩn phù du nổi tự do và thiếu tổ chức cấu trúc như vậy.
Vi khuẩn trong màng sinh học có khó điều trị bằng kháng sinh hơn vi khuẩn phù du không?
Vi khuẩn trong màng sinh học khó điều trị bằng kháng sinh hơn đáng kể so với vi khuẩn phù du. Ma trận màng sinh học hoạt động như một hàng rào vật lý và vi khuẩn bên trong thể hiện trạng thái trao đổi chất thay đổi và tăng cường khả năng chống căng thẳng, góp phần làm giảm hiệu quả của kháng sinh.
Màng sinh học có thể bị tiêu diệt bằng thuốc kháng sinh không?
Màng sinh học đôi khi có thể được loại bỏ bằng thuốc kháng sinh, nhưng điều này là một thách thức. Điều trị hiệu quả thường đòi hỏi nồng độ kháng sinh cao, kết hợp cụ thể hoặc liệu pháp bổ trợ, vì ma trận EPS và cơ chế kháng vi khuẩn che chắn màng sinh học.
Staphylococcus có vi khuẩn bám dính không?
Vi khuẩn tụ cầu nổi tiếng với khả năng bám dính. Chúng dễ dàng bám vào bề mặt, tạo thành màng sinh học, đặc biệt là trên các thiết bị y tế hoặc mô vật chủ, khiến chúng trở thành nguyên nhân chính gây ra nhiễm trùng dai dẳng.
Có những loại vi khuẩn Staphylococcus nào?
Vi khuẩn Staphylococcus bao gồm một số loại, trong đó đáng chú ý nhất là Staphylococcus aureus và Staphylococcus epidermidis. S. aureus gây bệnh và có thể gây nhiễm trùng nặng, trong khi S. epidermidis thường liên quan đến nhiễm trùng thiết bị liên quan đến màng sinh học.
Crystal Violet là gì?
Crystal violet là một loại thuốc nhuộm cơ bản thường được sử dụng để nhuộm vật liệu sinh học. Trong vi sinh, nó được sử dụng để đánh giá sự hình thành màng sinh học bằng cách nhuộm sinh khối, sau đó có thể được định lượng bằng quang phổ.
Hielscher Ultrasonics sản xuất homogenizers siêu âm hiệu suất cao từ phòng thí nghiệm đến quy mô công nghiệp.



