تحسين قابلية التكرار والدقة في القياس الكمي عالي الإنتاجية لبيانات نمو البكتيريا باستخدام قارئ الألواح الدقيقة

Leili Abkar; Florentin M. Wilfart; Marta Piercey; Graham A. Gagnon

doi:10.3791/63849

Method Article

تحسين قابلية التكرار والدقة في القياس الكمي عالي الإنتاجية لبيانات نمو البكتيريا باستخدام قارئ الألواح الدقيقة

DOI:

10.3791/63849

⸱

July 27th, 2022

Leili Abkar¹ , Florentin M. Wilfart² , Marta Piercey³ , Graham A. Gagnon⁴

¹Chemical and Biological Engineering Department, University of British Columbia, ²Process Engineering and Applied Science, Dalhousie University, ³Food Science and Technology, Dalhousie University, ⁴Center for Water Resources Studies, Civil and Resource Engineering, Dalhousie University

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

هنا ، يتم تقديم بروتوكول عالي الإنتاجية لقياس بيانات النمو ، بما في ذلك منحنيات النمو ومعدل النمو والحد الأقصى لمعدل النمو. تم التحقق من البروتوكول والتحقق من صحته باستخدام بكتيريا منتجة للأغشية الحيوية. يمكن توسيع النتائج والنهج المطبق في هذه الدراسة ليشمل بروتوكولات أخرى عالية الإنتاجية باستخدام قارئات الألواح الدقيقة.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

هدفت هذه الدراسة إلى تطوير بروتوكول قابل للتكرار وموثوق به وعالي الإنتاجية لمراقبة نمو البكتيريا في ألواح 96 بئرا وتحليل الحد الأقصى لمعدل النمو. تم تحديد منحنيات النمو ومعدلات النمو القصوى لنوعين من البكتيريا. تم التحقيق في القضايا بما في ذلك (أنا) تكثيف الغطاء ، (ثانيا) تصحيح طول المسار ، (ثالثا) حجم التلقيح ، (رابعا) الفاصل الزمني لأخذ العينات ، و (ت) التحيز المكاني. تم تقييم قابلية تكرار البروتوكول بثلاث تكرارات فنية مستقلة ، مع انحراف معياري قدره 0.03 بين عمليات التشغيل. تم تحديد الحد الأقصى لمعدلات نمو Bacillus mycoides و Paenibacillus tundrae لتكون (متوسط ± SD) 0.99 ساعة ⁻¹ ± 0.03 ساعة ⁻¹ و 0.85 ساعة ⁻¹ ± 0.025 ساعة ⁻¹ ، على التوالي. هذه البكتيريا أكثر صعوبة في المراقبة بصريا بسبب تقاربها في التكتل معا. توضح هذه الدراسة الأهمية الحاسمة لحجم التلقيح ، وتصحيح طول المسار ، وتسخين الغطاء ، والفترات الزمنية لأخذ العينات ، والتحيز المكاني للوحة البئر للحصول على بيانات موثوقة ودقيقة وقابلة للتكرار على قارئات الألواح الدقيقة. يمكن توسيع البروتوكول المطور وخطوات التحقق الخاصة به ليشمل طرقا أخرى باستخدام قارئات الألواح الدقيقة والبروتوكولات عالية الإنتاجية ، مما يقلل من الأخطاء الفطرية للباحثين وتكاليف المواد.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يؤكد الاهتمام بمعالجة البكتيريا المتعددة ، بما في ذلك دراسات الآلية والتمثيل الغذائي للبكتيريا ، على أهمية الإنتاجية العالية والأساليب الآلية مثل تسجيل بيانات النمو¹^،². يمكن أن تساعد بيانات النمو التي تشتمل على معلمات حركية ، مثل معدلات النمو القصوى ، في توصيف الاستجابات البكتيرية لمختلف الظروف الفيزيائية والكيميائية والمضادة للبكتيريا. بيانات معدل النمو هي متغير استجابة قياسي يستخدم للكشف عن روابط النمط الجيني والأنماط الظاهرية^{المحتملة 1} أو الإشارة إلى السلامة الميكروبية والعمر الافتراضي لإنتاج الأغذية³

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ملاحظة: يجب اتباع جميع الخطوات الواردة في هذا البروتوكول في ظروف معقمة (أي بين لهبين أو خزانة للسلامة البيولوجية). يتم تعقيم جميع المواد والأدوات لمدة 20 دقيقة. راجع جدول المواد للحصول على تفاصيل حول جميع المواد والمعدات والبرامج المستخدمة في هذا البروتوكول. يتم تطهير الأيدي التي ترتدي القفازات وحفظها مبللة بمطهر اليدين أو محلول كحول بنسبة 70٪ لمدة دقيقة واحدة على الأقل ، ولا يتم إزالتها من خزانة الأمان بعد ذلك. خلاف ذلك ، يجب تكرار إجراء التطهير قبل إعادة اليدين إلى خزانة الأمان. تنبيه: تأكد من تبخير المطهر تماما قبل استخدام اللهب المكشوف.

ملاحظة: تم عزل بكتيريا من الترشيح الحيوي لمياه الشرب كما هو موضح سابقا

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

التحقق من صحة قراءة OD وعامل تصحيح طول المسار
تم أخذ عينات منقسمة من B. mycoides ثقافة في نقاط زمنية مختلفة وتم قياسها باستخدام قارئ الصفيحة الدقيقة ومقياس الطيف الضوئي (الشكل 1 أ). تم اتخاذ هذه الخطوة للتحقق من صحة النتائج عبر الأجهزة المختلفة. بيانات OD₆₀₀ مترابطة ولكنها لم تتطابق (الشكل 1 ب). كان الارتباط خطيا بميل قدره 0.55 (فاصل الثقة 95٪: 0.53-0.58 ، R² = 0.99) ، مما يشير إلى إزاحة ثابتة (منحدر) بين الأدات.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تسمح قارئات الألواح الدقيقة بالحصول على معدلات نمو متسقة وقابلة للتكرار. تقلل هذه التقنية من الخطأ البشري وتتيح أخذ العينات عالية الإنتاجية. إن الكمية الصغيرة من الثقافة المطلوبة لكل عينة تجعل هذا النهج بديلا جذابا ومنخفض التكلفة لعدد الخلايا باستخدام القوارير أو أنابيب الاختبار. تسمح قارئات الألواح الدقيقة بحجم عينة كبير ، مما يزيد من القوة الإحصائية وبالتالي يسهل حسابات معدل النمو الموثوقة مع الحفاظ على انخفاض التكاليف والعمالة.

تقدم هذه المقالة بروتوكولا مف.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ليس لدى المؤلفين أي تضارب في المصالح للإعلان عنه.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تم تمويل هذا العمل من قبل مجلس أبحاث العلوم الطبيعية والهندسة (NSERC) / كرسي هاليفاكس للبحوث الصناعية للمياه في جودة المياه ومعالجتها (رقم المنحة. IRCPJ 349838-16). يود فريق المؤلفين أيضا أن يعرب عن تقديره لمساعدة أنيتا تايلور في مراجعة هذه المقالة.

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
Name	Company	Catalog Number	Comments
أجهزة الطرد المركزي	Eppendorf	5810 R
- 15 مل & nbsp ؛	ThermoFisher- علمي	339650
أنابيب مركزية معقمة - 50 مل	ThermoFisher- علمي	339652
تلقيح معقمة يمكن التخلص منها ، 10 & مايكرو ؛ L	Cole-Parmer	UZ-06231-08
قوارير Erlenmeyer معقمة - 250 مل & nbsp ؛	كول بارمر	UZ-34502-59	زجاج
الأيزوبروبانول	ThermoFisher- علمي	396982500	99.0
محلول ملحي للفوسفات	سيجما ألدريتش	P4417
نصائح بيبت 1,000 & مايكرو; L	ThermoFisher- علمي	UZ-25001-76
أطراف Pipett 10 mL	ThermoFisher- علمي	UZ-25001-83
أطراف Pipett 200 & micro; L	ThermoFisher- علمي	UZ-25001-85
أطراف Pipett 5 مل & nbsp ؛	ThermoFisher- علمي	UZ-25001-80
ماصة 1,000 وميكرو ؛ L	Cole-Parmer	UZ-07909-11
ماصة 10 مل	كول بارمر	UZ-07909-15
ماصة 200 وميكرو ؛ L	Cole-Parmer	UZ-07909-09
ماصة 5 مل & nbsp ؛	كول بارمر	UZ-07859-30
مرق الصويا Tryptic	Millipore	22091	مناسب لعلم الأحياء الدقيقة

أنابيب الطرد المركزي حلقة

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Reuß, D. R., et al. Large-scale reduction of the Bacillus subtilis genome: Consequences for the transcriptional network, resource allocation, and metabolism. Genome Research. 27 (2), 289-299 (2017).
Sparkes, A., et al.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

تحسين قابلية التكرار والدقة في القياس الكمي عالي الإنتاجية لبيانات نمو البكتيريا باستخدام قارئ الألواح الدقيقة

In This Article

Summary

Abstract

Introduction

Protocol

Results

Discussion

Disclosures

Acknowledgements

Materials

References

Reprints and Permissions

Tags

Related Articles