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方法文章

不动杆菌生物膜的定量、活性评估及可视化策略

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DOI:

10.3791/65517

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2023年8月4日

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本文内容

摘要

本方案描述了接种物的制备、利用结晶紫染色在微孔板上对生物膜进行定量、生物膜中的活菌计数,以及对不动杆菌属(Acinetobacter)生物膜的可视化观察。

摘要

不动杆菌 引起医院内感染,其生物膜的形成有助于该菌在干燥表面(如医院环境)中存活。因此,生物膜的定量与可视化是评估其潜在风险的重要方法 不动杆菌 菌株引起医院感染的能力。可在微量滴定板表面形成的生物膜,通过体积和细胞数量进行定量。生物膜体积可通过结晶紫染色、洗涤、乙醇脱色后,使用微量滴定板读数仪测定溶解的染料量来定量。为定量嵌入生物膜中的细胞数量,可使用细胞刮刀将生物膜刮下,收集至生理盐水中,在玻璃珠存在下剧烈振荡,随后涂布于不动杆菌属琼脂培养基上。然后将平板在30 °C下孵育24–42小时。孵育结束后,计数红色菌落以估算生物膜中的细胞数量。该活菌计数法也可用于计数 不动杆菌 混合物种生物膜中的细胞。 不动杆菌 生物膜可通过荧光染料进行可视化。采用一种市售的专为显微分析设计的微孔板来形成生物膜。随后,对附着于孔板底部表面的生物膜使用SYTO9和碘化丙啶染料染色,经洗涤后,利用共聚焦激光扫描显微镜进行观察。

引言

Acinetobacter 已知可引起医院内感染,其在医疗机构中导致的人类感染病例日益增多1。该菌广泛存在于医院、医疗机构以及与食品相关的环境中2,3,4。它可在包括病床护栏、床头柜、呼吸机表面以及洗手池等多种医院环境表面长期存活4。这种在环境表面的持续存在可能是导致Acinetobacter医院内感染的重要因素之一4。

生物膜是一种微生物生命形式,是由活的微生物细胞及其细胞分泌的胞外聚合物(EPS)组成的微生物基质5。微生物细胞被包裹在该基质中,通常对热、盐、干燥、抗生素、消毒剂和剪切力等环境胁迫具有高度抗性6,7。

Acinetobacter 可在表面形成生物膜,表明其可能有助于在环境表面(包括医院环境表面)长期存活,并增强对抗生素治疗的耐药性

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方案

1. 细菌接种物的制备

  1. 从-80 °C冰箱中取出甘油保存管。
  2. 使用无菌移液器吸头从保存管中取出细菌菌株(2-10 µL)。
    注意:Acinetobacter 属的菌株,包括 A. bouvetii(13-1-1)、A. junii(13-1-2)、A. pittii(13-2-5)、A. baumannii(13-2-9)、A. radioresistens(20-1)和 A. ursingii(24-1),均适用于本实验方案。
  3. 将细菌接种至市售的血琼脂平板(含5%绵羊血的胰蛋白胨大豆琼脂,参见材料表)上。
    注意:也可使用其他培养基,如营养琼脂或麦康凯琼脂。
  4. 使用无菌接种环在琼脂表面划线,并在划线过程中间断灼烧接种环以稀释菌液。
  5. 将琼脂平板倒置放入培养箱中,在30 °C条件下培养过夜,时间为20-24小时。
  6. 用无菌接种针挑取单个菌落,接种至5 mL无菌脑心浸出液肉汤(BHI,参见材料表)中。
  7. 将接种后的肉汤置于摇床培养箱中,在30 °C、约150 rpm条件下振荡培养过夜,时间为20-24小时。
  8. 取1 mL过夜培养物转....

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结果

按照方案,进行生物膜的培养 不动杆菌 分离株最初从厨房表面分离,在聚苯乙烯96孔板上形成生物膜,经结晶紫染色后,用乙醇溶解染料并测定生物膜量(图1)。生物膜的数量因菌株而异,差异显著,OD值范围从0.04到1.69(图1)。根据 Stepanović 等人建立的标准16除……外,所有分离株 A. bouvetii 形成的生物膜。 A. radioresistens 形成弱生物膜。A. junii 和 A. baumannii 形成中等程度的生物膜,而 A. pittii 和 A. ursingii 形成强生物膜。

为了计数生物膜中的活细胞,使用细胞刮刀将生物膜刮下,高速涡旋振荡,稀释后涂布于Acinetobacter选择性平板上。培养后,通过计数菌落数量来估算生物膜中的细胞数.......

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讨论

采用所述方案,对不同程度的不动杆菌(Acinetobacter)分离株的生物膜形成能力进行了测定和可视化,并估算了生物膜中的活菌数量(图1、图2 和 图3)。

在本实验方案中,使用了两种不同的温度,即 30 °C 用于 Acinetobacter 的生长,25 °C 用于其生物膜的形成。选择 30 °C 是因为许多研究采用高于 30 °C 的温度以实现 Acinetobacter 的最佳生长,该温度适用于获得足够的接种物12,13,14,17。然而,这一温度通常高于生物膜实际形成环境的温度,例如医院.......

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披露

作者无任何利益冲突需要披露。

致谢

本研究由韩国食品研究所(KFRI)的主要研究项目(E0210702-03)资助,该项目由科学技术信息通信部资助。

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材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
96孔细胞培养板SPL30096聚苯乙烯96孔板
脑心浸液(BHI)肉汤Merck KGaA1.10493.0500
血琼脂基础平板KisanBioMB-B1005-P50不动杆菌的生长培养基
CHROMagar 不动杆菌选择性平板CHROMagarAC092不动杆菌的选择性平板
结晶紫溶液Sigma-AldrichV5265
Filmtracer LIVE/DEAD 生物膜活力检测试剂盒InvitrogenL10316SYTO9 和碘化丙啶
酶标仪TecanInfinite M200 PRO NanoQuant用于生物膜检测
RBC 玻璃涂布珠RBCRG001玻璃珠
μ-Plate 96 Well Blackibidi89621适用于共聚焦激光扫描显微镜(CLSM)的微孔板

参考文献

  1. Wong, D., et al. Clinical and pathophysiological overview of Acinetobacter infections: a century of challenges. Clinical Microbiology Reviews. 30 (1), 409-447 (2017).
  2. Carvalheira, A., Silva, J., Teixeira, P. Acinetobacter spp. in food ....

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