طريقة بصرية حساسة للكشف عن البكتيريا المنتجة لكبريتيد الهيدروجين
June 27th, 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.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
نظرة عامة
تقدم هذه الدراسة طريقة حساسة وبسيطة لاكتشاف البكتيريا المنتجة لغاز كبريتيد الهيدروجين باستخدام بروتوكول ترسيب كبريتيد البزموت المعدل. تعتبر هذه الطريقة مفيدة بشكل خاص لأنها لا تتطلب معدات متخصصة ويمكن تقييمها بسهولة.
مكونات الدراسة الرئيسية
مجال البحث
- علم الأحياء الدقيقة
- فسيولوجيا البكتيريا
- استقلاب البكتيريا
الخلفية
- ينتج كبريتيد الهيدروجين عن طريق بعض البكتيريا أثناء استخدامها للأحماض الأمينية والبروتينات المحتوية على الكبريت.
- يساهم اكتشاف هذه البكتيريا في فهم مساراتها الأيضية وإمكانية مسبباتها للأمراض.
- قد تتطلب طرق الكشف السابقة إعدادات معقدة أو معدات متخصصة.
الطرق المستخدمة
- طريقة ترسيب كبريتيد البزموت المعدلة المطبقة في لوحات مايكروتيتر شفافة بـ 96 بئرًا.
- استخدام مزارع Fusobacterium nucleatum وProteus vulgaris — كلاهما معروف بإنتاج كبريتيد الهيدروجين.
- التسجيل البصري لتغير اللون لتحديد إنتاج كبريتيد الهيدروجين.
النتائج الرئيسية
- أنتجت Salmonella paratyphi B، وFusobacterium nucleatum، وEnterococcus faecalis، وPseudomonas aeruginosa، وProteus vulgaris كبريتيد الهيدروجين، كما هو موضح بترسيب كبريتيد البزموت باللون الأسود.
- فشلت السلالات الأخرى، بما في ذلك Salmonella paratyphi A وStaphylococcus aureus، في إنتاج الترسيب.
- تظهر الطريقة حساسية وخصوصية عالية للبكتيريا المنتجة لكبريتيد الهيدروجين.
الاستنتاجات
- تقدم الطريقة المعروضة وسيلة فعالة لاكتشاف البكتيريا المنتجة لكبريتيد الهيدروجين.
- تعد هذه التقنية مفيدة للدراسات الميكروبيولوجية ويمكن تطبيقها في مختلف إعدادات البحث.
الأسئلة الشائعة
Executive Industry Relevance
Rapid and sensitive detection of hydrogen sulfide-producing bacteria is critical for early-stage target validation and mechanistic de-risking in microbiome and infectious disease research. This high-throughput visual assay enables reliable identification of bacterial metabolic phenotypes, supporting predictive confidence in discovery workflows. Its simplicity and scalability facilitate integration into screening and assay development pipelines across biopharma R&D portfolios.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables functional validation of bacterial metabolic pathways relevant to disease models.
- Supports mechanistic de-risking by distinguishing hydrogen sulfide producers from non-producers.
- Facilitates rapid triage of microbial targets for downstream investigation.
Screening & Assay Development
- Provides a standardized, reproducible assay format using 96-well microtiter plates.
- Delivers clear, quantitative visual outputs for high-throughput screening.
- Reduces assay complexity and eliminates the need for specialized instrumentation.
Translational & Preclinical Research
- Aligns microbial phenotype detection with disease-relevant system modeling when hydrogen sulfide is implicated.
- Supports continuity from discovery to preclinical validation by enabling consistent metabolic profiling.
- Improves risk-adjusted advancement decisions for microbiome-targeted programs.
Pipeline & Workflow Integration
This visual detection method fits at the interface of early discovery and screening, enabling rapid hypothesis testing and assay readiness for lead identification and preclinical research.
- Discovery Biology: Supports hypothesis-driven interrogation of bacterial metabolic function.
- Screening: Offers scalable, reproducible outputs for compound or strain evaluation.
- Analytics: Provides quantitative colorimetric readouts for comparative analysis across conditions.
- Translational Research: Facilitates alignment of microbial metabolic activity with disease models when relevant.
- Enterprise Reuse: Establishes a broadly applicable platform for bacterial phenotype screening.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces ambiguity in microbial target validation.
- Operational Value: Enhances standardization, reproducibility, and throughput in assay workflows.
- Strategic Value: Enables more informed go/no-go decisions and efficient resource allocation.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization of microbial targets and programs.
Implementation Considerations
- Requires basic microbiological expertise for culture handling and assay setup.
- Utilizes standard laboratory equipment and 96-well plate readers for scalability.
- Demands cross-team agreement on visual scoring criteria for reproducibility.
- Adaptable to various bacterial strains and model systems with minimal protocol modification.
- Visual scoring may require calibration to minimize subjective interpretation.
