Die Verwendung von Drip Flow und Rotating Disk-Reaktoren für Staphylococcus aureus Biofilm Analysis
Summary
Protokolle für die Nutzung offenes System fließen Biofilmen mit Tropf Strömungsreaktoren und rotierenden Scheibe Reaktoren sind im Detail vorgestellt.
Abstract
Die meisten Mikroben in der Natur gedacht, als Aufputz-assoziierten Gemeinschaften in Biofilmen existieren. 1 Bakterielle Biofilme sind in einer Matrix umgeben und an einer Oberfläche. 2 Biofilmbildung und Entwicklung sind häufig im Labor mit der Batch-Systeme, wie Mikrotiterplatten oder Durchfluss studiert Systeme, wie zB Flow-Zellen. Diese Methoden sind nützlich für das Screening von Mutanten und chemischen Bibliotheken (Mikrotiterplatten) 3 oder wachsende Biofilme zur Visualisierung (flow-Zellen) 4. Hier präsentieren wir Ihnen detaillierte Protokolle für den Anbau von Staphylococcus aureus in zwei weitere Arten von Flow-System Biofilme: die Tropf-Flow Biofilmreaktor und der rotierenden Scheibe Biofilmreaktor.
Drip flow Biofilm Reaktoren sind für die Untersuchung von Biofilmen unter geringer Scherung Bedingungen angebaut konzipiert. 5 Der Tropf Reaktor besteht aus vier parallelen Test-Kanäle, einer Kapazität von jeweils einem Standard-Glasobjektträger großen Coupon oder eine Länge von Katheter oder Stint. Die Tropf-Flow-Reaktor ist ideal für Mikrosensorik Überwachung, allgemeine Biofilm Studien, Biofilm Kryoschneiden Proben, hohe Produktion von Biomasse, medizinisches Material Auswertungen und innewohnenden medical device testing. 6,7,8,9
Die rotierende Scheibe Reaktor besteht aus einem Teflon-Platte mit Aussparungen für herausnehmbare Coupons. 10 Die herausnehmbare Coupons können von jedem zerspanbaren Material. Der Boden der rotierenden Scheibe enthält einen Stabmagneten, damit Plattenrotation zu Flüssigkeitsoberfläche Scher über flächenbündige Coupons zu erstellen. Die gesamte Festplatte mit 18 Coupons ist in einem 1000 mL Glas Seitenarm Reaktor vorgelegt. Eine flüssige Nährmedien wird durch den Behälter zirkuliert, während die Festplatte durch einen Magnetrührer gedreht wird. Die Coupons werden aus dem Reaktor entnommen und dann abgeschabt, um den Biofilm Probe für weitere Untersuchungen oder Mikroskopie zu sammeln. Rotating Disc Reaktoren sind für Laboruntersuchungen von Biozid-Wirksamkeit, Biofilmentfernung und Leistung von Anti-Fouling-Materialien entwickelt. 9,11,12,13
Protocol
Discussion
Biofilme in verschiedenen Reaktoren gezüchtet wird, haben oft unterschiedliche Eigenschaften und jeden Reaktor verfügt über verschiedene Anwendungen. In dieser Arbeit beschreiben wir die Verwendung von zwei Biofilmreaktoren: einen Tropf flow Biofilmreaktor und einer rotierenden Scheibe Reaktor. Drip Strömungsreaktoren sind nützlich für den Anbau von geringer Scherung Biofilmen bei einem Luft-Flüssigkeit-Grenzfläche und sind für eine Vielzahl von Bedingungen. Wir finden sie sehr bequem für Studien, in denen ein…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
NIAID gewähren K22AI081748.
Materials
| Material Name | Type | Company | Catalogue Number | Comment |
|---|---|---|---|---|
| Drip Flow Reactors | BioSurface Technologies Corporation | DFR 110 | ||
| Rotating Disk Reactors | BioSurface Technologies Corporation |
References
- Costerton, J. W., Lewandowski, Z., Caldwell, D. E., Korber, D. R., Lappin-Scott, H. M. Microbial Biofilms. Annu. Rev. Microbiol. 49, 711-745 (1995).
- Costerton, J. W., Cheng, K. J., Gessey, G. G., Ladd, T. I., Nickel, J. C., Dasgupta, M., Marrie, T. J. Bacterial biofilms in nature and disease. Ann. Rev. Microbiol. 41, 435-464 (1987).
- O’Toole, G. A., Kolter, R. Initiation of biofilm formation in Pseudomonas fluorescens WCS365 proceeds via multiple, convergent signaling pathways: a genetic analysis. Mol. Micro. 28, 449-461 (2002).
- Boles, B. R., Horswill, A. H. Agr-mediated dispersal of Staphylococcus aureus biofilms. PLoS Pathog. 4, e1000052-e1000052 (2008).
- Goeres, D. M., Haamilton, M. A., Beck, N. A., Buckingham-Meyer, K., Hilyard, J., Loetterle, L. A., Walker, D. K., Stewart, P. A method for growing a biofilm under low shear at the air-liquid interface using the drip flow biofilm reactor. Nature Protocols. 4, 783-788 (2009).
- Fu, W., Forster, T., Mayer, O., Curtin, J. J., Lehman, S. M., Donlan, R. M. Bacteriophage cocktail for the prevention of biofilm formation by Pseudomonas aeruginosa on catheters in an in vitro model system. Antimicrob Agents Chemother. 54, 397-404 (2010).
- Xu, K. D., McFeters, G. A., Stewart, P. S. Biofilm resistance to antimicrobial agents. Microbiology. 146, 547-549 (2000).
- Xu, K. D., Stewart, P. S., Xia, F., Huang, C. T., McFeters, G. A. Spatial physiological heterogeneity in Pseudomonas aeruginosa biofilm is determined by oxygen availability. Appl. Environ. Microbiol. 64, 4035-4039 (1998).
- Boles, B. R., Thoendel, M., Singh, P. K. Self-generated diversity produces “insurance effects” in biofilm communities. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 101, 16630-16635 (2004).
- Pitts, B., Willse, A., McFeters, G. A., Hamilton, M. A., Zelver, N., Stewart, P. S. A repeatable laboratory method for testing the efficacy of biocides against toilet bowl biofilms. J. Appl. Microbiol. 91, 117-11 (2001).
- Boles, B. R., Thoendel, M., Singh, P. K. Rhamnolipids mediate detachment of Pseudomonas aeruginosa from biofilms. Mol. Microbiol. 57, 1210-1223 (2005).
- Hentzer, M., Teitzel, G. M., Balzer, G. J., Heydorn, A., Molin, S., Givskov, M., Parsek, M. R. Alginate overproduction affects Pseudomonas aeruginosa biofilm structure and function. J. Bacteriol. 183, 5395-5401 (2001).
- Lin, H. Y., Chen, C. T., Huang, C. T. Use of merocyanine 540 for photodynamic inactivation of Staphylococcus aureus planktonic and biofilm cells. Appl. Environ. Microbiol. 70, 6453-6458 (2004).
