طريقة بصرية حساسة للكشف عن البكتيريا المنتجة لكبريتيد الهيدروجين
يونيو 27, 2022
هنا ، نقدم بروتوكولا للكشف عن البكتيريا المنتجة لكبريتيد الهيدروجين مع بروتوكول معدل يستخدم لترسيب كبريتيد البزموت (BS). المزايا الرئيسية لهذه الطريقة هي أنها سهلة التقييم ولا تتطلب معدات متخصصة.
يمكن للبكتيريا المنتجة لكبريتيد الهيدروجين استخدام الأحماض الأمينية والبروتينات المحتوية على الكبريت لإنتاج كبريتيد الهيدروجين. هنا ، أنشأنا طريقة حساسة وبسيطة للكشف عن كبريتيد الهيدروجين في البكتيريا. هذه الطريقة هي نسخة معدلة من ترسيب كبريتيد البزموت الذي استخدم 96 لوحة معايرة شفافة جيدا.
تم دمج ثقافة البكتيريا مع محلول البزموت الذي يحتوي على L-cysteine واستزرعت لمدة 20 دقيقة ، وفي النهاية لوحظ راسب أسود. سيتم توضيح الإجراءات من قبل Wei Zhu ، مساعد باحث من مختبرنا. ابدأ بنقل المستعمرات البكتيرية من صفيحة أجار لوريا بيرتاني أو LB إلى 100 ملليلتر من وسط LB ، واستزراعها عند 37 درجة مئوية لمدة 12 إلى 16 ساعة حتى يصل تركيز البكتيريا إلى حوالي مليار خلية لكل ملليلتر.
نقل مستعمرة بكتيرية واحدة من Fusobacterium nucleatum و Proteus vulgaris من مرق الصويا Trypticase أو ألواح أجار TSB إلى 100 ملليلتر من وسط TSB ، وزرعها عند 37 درجة مئوية لاهوائيا لمدة 24 ساعة حتى يصبح تركيز البكتيريا حوالي 1 مليار خلية لكل ملليلتر. امزج 100 ميكرولتر من المستنبتة البكتيرية مع 100 ميكرولتر من محلول البزموت المحضر حديثا في ألواح العيار الدقيقة المكونة من 96 بئرا ، واستزرع لمدة 20 دقيقة عند 37 درجة مئوية. لكل سلالة بكتيرية ، قم بإجراء التحليل في ثلاث نسخ.
بعد 20 دقيقة ، تحقق من تغيير اللون. إذا تغير لون المحلول من الأصفر الفاتح إلى الأسود ، فهذا يشير إلى أن البكتيريا قادرة على إنتاج كبريتيد الهيدروجين أو H2S. كرر هذا القياس ثلاث مرات.
تحديد حساسية الطريقة باستخدام تركيزات مختلفة من هيدرو كبريتيد الصوديوم الممزوج بمحلول كبريتيد البزموت. وأخيرا، أوجد وجود أيونات ثنائي الكبريتيد وأيونات الكبريتيد من خلال ملاحظة تكوين راسب كبريتيد البزموت الأسود. سجل لون الآبار باستخدام مقياس مرئي من عدم إنتاج اللون إلى إنتاج اللون الأسود الداكن.
تم فحص أداء اختبار كبريتيد الهيدروجين باستخدام مزارع نقية من سلالات بكتيرية مختارة. أشارت النتائج إلى أن السالمونيلا نظيرة التيفية B ، Fusobacterium nucleatum ، Enterococcus faecalis ، Pseudomonas aeruginosa ، و Proteus vulgaris يمكن أن تنتج كبريتيد الهيدروجين مع راسب كبريتيد البزموت الأسود. في حين أن السالمونيلا نظيرة التيفية A والمكورات العنقودية الذهبية و Aeromonas hydrophila و Klebsiella pneumoniae فشلت في إظهار أي ترسب أسود.
الميزة الرئيسية لهذه الطريقة هي أنها سهلة التكرار ولا تتطلب معدات متخصصة.
اعرض النص الكامل واحصل على الوصول إلى آلاف الفيديوهات العلمية
نظرة عامة
تقدم هذه الدراسة طريقة حساسة وبسيطة للكشف عن البكتيريا المنتجة لكبريتيد الهيدروجين باستخدام بروتوكول معدل لترسيب كبريتيد البزموت. وتعتبر هذه الطريقة مفيدة بشكل خاص لأنها لا تتطلب معدات متخصصة ويمكن تقييمها بسهولة.
مكونات الدراسة الرئيسية
مجال البحث
- علم الأحياء الدقيقة
- فسيولوجيا البكتيريا
- التمثيل الغذائي البكتيري
خلفية علمية
- تنتج أنواع معينة من البكتيريا كبريتيد الهيدروجين أثناء استهلاكها للأحماض الأمينية والبروتينات المحتوية على الكبريت.
- يساهم الكشف عن هذه البكتيريا في فهم مساراتها الاستقلابية وقدرتها الممرضة المحتملة.
- قد تتطلب طرق الكشف السابقة تجهيزات معقدة أو معدات متخصصة.
الطرق المستخدمة
- طريقة ترسيب كبريتيد البزموت المعدلة والمنفذة في أطباق معايرة دقيقة شفافة ذات 96 بئراً.
- استخدام مستنبتات من *Fusobacterium nucleatum* و *Proteus vulgaris*— وكلاهما معروف بإنتاج كبريتيد الهيدروجين.
- التقييم البصري لتغير اللون لتحديد إنتاج كبريتيد الهيدروجين.
النتائج الرئيسية
- أنتجت سلالات Salmonella paratyphi B وFusobacterium nucleatum وEnterococcus faecalis وPseudomonas aeruginosa وProteus vulgaris كبريتيد الهيدروجين، وهو ما دل عليه ظهور راسب أسود من كبريتيد البزموت.
- فشلت السلالات الأخرى، بما في ذلك Salmonella paratyphi A وStaphylococcus aureus، في إنتاج هذا الراسب.
- تظهر هذه الطريقة حساسية ونوعية عاليتين تجاه البكتيريا المنتجة لكبريتيد الهيدروجين.
الاستنتاجات
- توفر الطريقة المعروضة وسيلة فعالة للكشف عن البكتيريا المنتجة لكبريتيد الهيدروجين.
- تعد هذه التقنية مفيدة للدراسات الميكروبيولوجية ويمكن تطبيقها في سياقات بحثية متنوعة.
الأسئلة الشائعة
الأهمية التنفيذية للصناعة
يعد الكشف السريع والحساس عن البكتيريا المنتجة لكبريتيد الهيدروجين أمرًا بالغ الأهمية للتحقق من الأهداف في المراحل المبكرة وتقليل المخاطر الآلية في أبحاث الميكروبيوم والأمراض المعدية. يتيح هذا الاختبار البصري عالي الإنتاجية تحديدًا موثوقًا للأنماط الظاهرية الأيضية البكتيرية، مما يدعم الثقة التنبؤية في سير عمل عمليات الاكتشاف. كما تسهل بساطته وقابليته للتوسع عملية دمجه في مسارات الفرز وتطوير المقايسات عبر محافظ البحث والتطوير في مجال الأدوية البيولوجية.
التطبيقات الاستراتيجية في البحث والتطوير في مجال الأدوية الحيوية
الاكتشاف المبكر والتحقق من الهدف
- يُمكِّن من التحقق الوظيفي من المسارات الاستقلابية البكتيرية ذات الصلة بنماذج الأمراض.
- يدعم تقليل المخاطر الميكانيكية من خلال التمييز بين المنتِجات لكبريتيد الهيدروجين وغير المنتِجات له.
- يسهل الفرز السريع للأهداف الميكروبية لإجراء الاستقصاءات اللاحقة.
الفحص وتطوير المقايسة
- يوفر تنسيقاً قياسياً وقابلاً للتكرار للمقايسة باستخدام أطباق معايرة دقيقة ذات 96 بئراً.
- يقدم مخرجات بصرية كمية واضحة للفحص عالي الإنتاجية.
- يقلل من تعقيد المقايسة و يلغي الحاجة إلى أجهزة متخصصة.
الأبحاث التحويلية وما قبل السريرية
- يربط الكشف عن النمط الظاهري الميكروبي بنمذجة الأنظمة ذات الصلة بالمرض عندما يكون كبريتيد الهيدروجين متورطاً.
- يدعم الاستمرارية من مرحلة الاكتشاف إلى التحقق قبل السريري من خلال تمكين التنميط الأيضي المتسق.
- يحسن قرارات التقدم المعدلة حسب المخاطر للبرامج التي تستهدف الميكروبيوم.
تكامل مسار العمل وسير العمل
تتناسب طريقة الكشف المرئي هذه مع المرحلة الفاصلة بين الاكتشاف المبكر والفحص، مما يتيح اختبار الفرضيات بسرعة وجاهزية المقايسة لتحديد المركبات الرائدة والأبحاث قبل السريرية.
- بيولوجيا الاكتشاف: تدعم الاستقصاء القائم على الفرضيات للوظيفة الأيضية البكتيرية.
- المسح: توفر مخرجات قابلة للتطوير والتكرار لتقييم المركبات أو السلالات.
- التحليلات: توفر قراءات قياسية لونية كمية للتحليل المقارن عبر الظروف المختلفة.
- الأبحاث الانتقالية: تسهل مواءمة النشاط الأيضي الميكروبي مع نماذج الأمراض عند الاقتضاء.
- إعادة الاستخدام المؤسسي: تؤسس منصة قابلة للتطبيق على نطاق واسع لمسح النمط الظاهري البكتيري.
التأثير التشغيلي والمؤسسي
- القيمة العلمية: تزيد من الثقة التنبؤية وتقلل من الغموض في التحقق من الأهداف الميكروبية.
- القيمة التشغيلية: تعزز التقييس، وقابلية التكرار، والإنتاجية في سير عمل المقايسات.
- القيمة الاستراتيجية: تتيح اتخاذ قرارات أكثر استنارة بشأن المضي قدماً أو التوقف، وتخصيص الموارد بكفاءة.
- التأثير على المحفظة: تدعم تحديد الأولويات للأهداف والبرامج الميكروبية بناءً على المخاطر المعدلة.
اعتبارات التنفيذ
- يتطلب خبرة ميكروبيولوجية أساسية للتعامل مع المزارع وإعداد المقايسة.
- يستخدم معدات مختبرية قياسية وقارئات الأطباق ذات 96 بئراً لضمان القابلية للتوسع.
- يتطلب اتفاقاً بين الفرق على معايير التقييم البصري لضمان قابلية التكرار.
- قابل للتكيف مع سلالات بكتيرية وأنظمة نماذج مختلفة مع إجراء تعديلات طفيفة على البروتوكول.
- قد يتطلب التقييم البصري معايرة لتقليل التفسيرات الذاتية.
