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通过微阵列筛选高通量鉴定抗细菌聚合物

2025年9月26日

本文内容

摘要

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来源:Venkateswaran, S.,.用于医疗器械的抗细菌聚合物的高通量筛选.J. Vis. Exp. (2016)

本视频展示了一种高通量方法,通过将微阵列载玻片暴露于混合细菌培养物中,以鉴定抗细菌黏附的聚合物。细菌结合情况通过DAPI荧光进行评估,荧光信号降低表明该聚合物表面黏附细菌最少。

方案

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1. 细菌接种至聚合物微阵列

注意:确保良好的无菌操作技术。所有培养物的操作均应在无菌环境中进行:可使用本生灯或在超净工作台中操作。培养物的培养应保证氧气供应,并根据各物种的具体需求调整培养基和温度。

  1. 通过从平板上挑取单菌落接种至5 mL LB液体培养基(LB:10 g/L 胰蛋白胨,5 g/L 氯化钠,NaCl,和10 g/L 酵母提取物)中,制备过夜培养物。在37 °C、200 rpm(每分钟转数)振荡条件下过夜培养。
  2. 向过夜培养物中加入甘油(终浓度为10%),制备冻存菌种,并将菌种保存于-80 °C。
  3. 为确定解冻后细菌冻存液的细胞数量,对每种菌液进行系列稀释,并在固体培养基上过夜培养细菌。准确测定冻存液中的细胞数量可确保每种菌种接种量的准确性。
  4. 为微阵列实验制备接种物。单一种类的细菌培养方法同上,可直接用于微阵列。BacMix-1 是由肺炎克雷伯菌(Klebsiella pneumoniaeK. pneumoniae)、腐生葡萄球菌(Staphylococcus saprophyticusS. saprophyticus)和金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureusS. aureus)组成的细菌混合物。BacMix-2 是由变异链球菌(Streptococcus mutansS. mutans)、金黄色葡萄球菌(S. aureus)、肺炎克雷伯菌(K. pneumoniae)和粪肠球菌(Enterococcus faecalisE. faecalis)组成的细菌混合物。
  5. 为制备任一混合培养物,将各过夜培养物等体积混合(各3 mL),并用新鲜LB培养基稀释四倍(终体积约50 mL)。
  6. 将经紫外线灭菌的聚合物微阵列置于矩形四孔板中,加入6 mL混合细菌培养物,在37 °C、轻度振荡(30 rpm)条件下孵育5天。
  7. 孵育结束后,用磷酸盐缓冲液(PBS:137 mM NaCl,2.7 mM 氯化钾,KCl,10 mM 磷酸氢二钠,Na2HPO4,1.8 mM 磷酸二氢钾,KH2PO4)轻轻冲洗微阵列两次,随后在含1 µg/mL DAPI(4',6-二脒基-2-苯基吲哚)染色液的PBS中孵育30分钟。
  8. 将染色后的微阵列玻片置于新的孔板中,用PBS覆盖并轻轻摇晃洗涤一次,更换PBS一次。在气流下干燥。将玻璃盖玻片覆盖于微阵列玻片上,并用胶水密封固定。待干燥后,用70%(v/v)乙醇对外表面进行灭菌处理。
  9. 根据各菌种的生物安全等级,安全处置培养物。

2. 芯片成像与分析

  1. 在明场和 DAPI(激发/发射波长,Ex/Em = 358 nm / 361 nm)通道中,分别对每种聚合物点样区域采集单张图像。使用荧光显微镜手动完成,或采用配备20倍物镜的自动荧光显微镜(带有由图像采集软件控制的X-Y-Z载物台)进行。
    注意:调节显微镜以使用明场和 DAPI 通道获取图像。确保所有微阵列图像采集时的增益和曝光时间保持一致。
  2. 通过选定 DAPI 通道中每个点样的区域,并使用图像处理软件量化荧光强度,获得各点样的平均荧光强度。
  3. 对于每个点样的背景荧光,获取仅用不含细菌的培养基孵育的重复微阵列上聚合物点样的图像。从点样信号强度中减去背景荧光,得到来源于细菌的荧光信号。
  4. 计算代表每种聚合物的四个点样的平均归一化值,用于比较不同聚合物对细菌的结合能力。
  5. 将表现出最少细菌结合(荧光强度最低)的聚合物确定为“命中”聚合物。

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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
硅烷化处理载玻片SigmaS4651
聚合物本实验室合成不适用
LB肉汤培养基OxoidCM1018
DAPIThermo FisherD1306
(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷包被的玻片SigmaSilane-prep
仪器设备
微阵列显微镜IMSTARPathfinder
共聚焦显微镜LeicaSP5
图像分析软件Media CyberneticsImage-Pro Plus

重印与许可

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标签

DAPI PBS

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