Mikrotiterschale Biofilmbildung Assay
Summary
Der Test beschreibt ein schnelles Mittel zur frühen Bildung von Biofilmen in Bakterien und Pilzen zu messen. Diese Methode verwendet eine Mikrotiterplatte als Substrat für die mikrobielle Bildung von Biofilmen und der Biofilm wird visualisiert Kristallviolett Belastung. Der Test liefert entweder eine qualitative oder quantitative Assay für die frühe Bildung von Biofilmen.
Abstract
Biofilme sind Gemeinschaften von Mikroben an Oberflächen, die in medizinischen, industriellen und natürlichen Umgebung gefunden werden kann. In der Tat, das Leben in einem Biofilm stellt wahrscheinlich die vorherrschende Art des Wachstums für die Mikroben in den meisten Umgebungen. Ältere Biofilme haben ein paar besondere Eigenschaften. Biofilm Mikroben sind in der Regel durch eine extrazelluläre Matrix, die Struktur und den Schutz der Gemeinschaft stellt umgeben. Mikroben wachsen in einem Biofilm auch eine charakteristische Architektur der Regel aus macrocolonies (mit Tausenden von Zellen) von mit Flüssigkeit gefüllten Kanälen umgeben zusammen. Biofilm-grown Mikroben sind auch berüchtigt für ihren Widerstand gegen eine Reihe von antimikrobiellen Wirkstoffen, einschließlich klinisch relevante Antibiotika.
Die Mikrotiterplatte Assay ist ein wichtiges Instrument für die Erforschung der frühen Stadien der Biofilmbildung und wurde in erster Linie für die Untersuchung von bakteriellen Biofilmen eingesetzt, obwohl dieser Test wurde auch verwendet, um Pilz-Biofilmbildung zu studieren. Da dieser Test mit statischen-, Chargen-Wachstumsbedingungen, ist es nicht für die Bildung der reifen Biofilme in der Regel mit Durchflusszelle Systeme ausreichen. Allerdings hat der Test wurde auf die Identifizierung von vielen Faktoren für die Initiation der Biofilmbildung (dh Flagellen, Pili, Adhäsine, Enzyme in zyklischen-di-GMP verbindlich und Stoffwechsel beteiligt sind) erforderlich wirksame und gut wie Gene in extrazellulären Polysaccharid Produktion beteiligt. Darüber hinaus zeigt veröffentlichten Arbeit, dass Biofilme in Mikrotiterplatten Gerichte gewachsen einige Eigenschaften der reifen Biofilme entwickeln, ein solches Antibiotikum Toleranz und Widerstand gegen das Immunsystem Effektoren.
Diese einfache Mikrotiterschale Assay ermöglicht die Bildung eines Biofilms auf der Wand und / oder am Ende einer Mikrotiterplatte. Der hohe Durchsatz der Natur des Assays ist es nützlich für genetische Screens, sowie Test Biofilmbildung durch mehrere Stämme unter verschiedenen Wachstumsbedingungen. Varianten dieses Tests wurden verwendet, um frühe Bildung von Biofilmen für eine Vielzahl von Mikroben, einschließlich Beurteilung aber nicht, Pseudomonaden, Vibrio cholerae, Escherichia coli, Staphylokokken, Enterokokken, Mykobakterien und Pilze beschränkt.
In der hier beschriebene Protokoll, werden wir über die Verwendung dieses Assays zur Bildung von Biofilmen durch die Modell-Organismus Pseudomonas aeruginosa-Studie konzentrieren. In diesem Test wird das Ausmaß der Bildung von Biofilmen gemessen mit dem Farbstoff Kristallviolett (CV). Allerdings haben eine Reihe von anderen kolorimetrischen und metabolische Flecken für die Quantifizierung der Biofilmbildung mit der Mikrotiterplatte Assay berichtet worden. Die einfache, niedrige Kosten und Flexibilität der Mikrotiterplatte Test hat es ein wichtiges Werkzeug für die Untersuchung von Biofilmen.
Protocol
Discussion
Diese Methode kann für den Einsatz mit einer Vielzahl von Mikroben-Spezies modifiziert werden. Motile Mikroben typischerweise an den Wänden und / oder Boden der Wells haften, während unbeweglichen Mikroben typischerweise an den Boden der Vertiefungen haften. Die optimalen Bedingungen für die Bildung von Biofilmen (dh Nährmedium, Temperatur, Zeit der Inkubation) muss empirisch für jede Mikrobe bestimmt werden. Ich empfehle die Durchführung mehrerer Wiederholungen für jede Belastung oder Bedingung (4-8), und auch …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Mein Dank geht an Sherry Kutschma, Pete Newell und Robert Shanks für die Bereitstellung der Bilder in Abbildung 1. Diese Arbeit wurde vom NIH R01AI083256 zu GAO unterstützt
Materials
| Material Name | Type | Company | Catalogue Number | Comment |
|---|---|---|---|---|
| 1 X M63 | Prepare as a 5X M63 stock by dissolving 15g KH2PO4, 35g K2HPO4 and 10g (NH4)2SO4 in 1 L of water. This stock does not need to be autoclaved and can be stored at room temperature. Dilute 5X stock 1:5, autoclave, cool, then add the desired components. | |||
| KH2PO4 | Fisher | P285-500 | ||
| K2HPO4 | Fisher | P288-500 | ||
| (NH4)2SO4 | Sigma | A5132 | ||
| Magnesium sulfate | Fisher | M63-500 | Add to 1 mM final concentration. Prepare as a 1 M stock in water and autoclave. | |
| Glucose | Fisher | D16-3 | Add to 0.2% final concentration. Prepare as a 20% stock in water and autoclave. | |
| Casamino acids | Beckton-Dickinson | 223050 | Add to 0.5% final concentration. Prepare as a 20% stock in water and autoclave. | |
| Arginine | Sigma | A5131 | Add to 0.4% final concentration. Prepare as a 20% stock in water and filter sterilize. This alternative carbon/energy source can replace glucose and casamino acids | |
| Microtiter plates | Beckton-Dickinson | 353911 | Falcon 3911, Microtest III, Flexible assay plates, 96 well, U-bottom, non-sterile, non-tissue-culture treated. | |
| Microtiter plate lids | Beckton-Dickinson | 353913 | The lids can be reused by cleaning with 95% ethanol in water. | |
| Crystal violet | Sigma | 229641000 | Prepare as a 0.1% solution in water. |
References
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