方法文章

一种用于抗真菌化合物筛选的体外液体微量稀释法检测

2025年7月8日

本文内容

摘要

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

来源:de-Souza-Silva, C. M., 肉汤微量稀释法 体外 筛选:一种检测新型抗真菌化合物的简便快速方法 视频实验杂志 (2018).

本视频演示了一种 体外 使用肉汤微量稀释法筛选抗真菌化合物的检测方法。将待测化合物在微孔板中进行系列稀释,并加入真菌接种物后孵育。孵育结束后,观察各孔中是否出现可见的真菌生长,以评估待测化合物的抗真菌活性及其最小抑菌浓度(MIC)。

方案

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

1. 溶液与培养基

  1. 根据表1制备2倍浓度的罗斯韦尔公园纪念研究所(RPMI)1640培养基、磷酸盐缓冲液(PBS)、沙氏葡萄糖肉汤和沙氏葡萄糖琼脂。

2. 真菌接种物培养条件

  1. 将所有真菌菌株以含35%甘油的冻存液在-80 °C条件下保存,直至使用。
  2. 每次实验前执行以下步骤。
    1. 对于Candida albicans菌株:
      1. 解冻一支冻存管,取200 µL转移至含有10 mL沙氏葡萄糖肉汤的无菌50 mL聚丙烯管中,于30 °C、振荡(200 rpm)条件下培养过夜。注意将试管倾斜并略微打开管盖,以利于培养物更好地通气。
    2. 对于Cryptococcus neoformans菌株:
      1. 刮取冻存管表面的冷冻菌体,将细胞接种至沙氏葡萄糖琼脂平板上,于30 °C培养48小时。待出现单菌落可见生长后,用封口膜密封平板并置于冰箱(4 °C)中保存,最多可保存15天。
      2. 使用无菌牙签或无菌接种环从平板上挑取一个中等大小的单菌落,接种至装有10 mL沙氏葡萄糖肉汤的无菌50 mL锥形管中,于30 °C、振荡(200 rpm)条件下培养约24小时。
      3. 培养时间不得超过24小时。注意将试管倾斜并略微打开管盖,以保证良好通气。每次测试前对细胞生长阶段进行标准化非常重要,因为这是影响抗微生物耐药性的关键因素。
        注意:本实验中两种真菌均在30 °C下培养以实现快速增殖,但可根据研究目的调整温度,例如模拟临床治疗条件(37 °C)。最重要的是,应预先确定每种真菌分离株的初始培养时间,并在所有测试中保持一致,以确保实验的可重复性。
  3. 真菌培养完成后,将锥形管在室温下以1,200 × g离心5分钟收集菌体,弃去上清液,加入10 mL PBS。
  4. 重悬菌体后,再次在室温下以1,200 × g离心5分钟。
  5. 重复PBS洗涤和离心操作两次。第三次洗涤后,根据菌体沉淀量,将菌体重悬于5 mL的2倍浓度RPMI-1640培养基中。
  6. 根据细胞悬液的浊度,在微量离心管中用培养基制备1 mL的1:100或1:1,000稀释液。
  7. 取10 µL上述稀释液,加入血细胞计数板腔室中,在显微镜下计数四个角区的总细胞数。按以下公式计算细胞浓度:(四个角区总细胞数/4) × 稀释倍数 × 104(计数板稀释常数)。
    1. 若所研究菌株的活力计数与生长条件已建立系统性关联,则可认为其活力为100%。
      注意:可通过反向平板法对活力计数进行标准化和质量控制,具体方法参照欧洲抗菌药物敏感性试验委员会(EUCAST)针对酵母菌的抗真菌最小抑菌浓度(MIC)测定法。
    2. 若尚未建立所研究菌株的生长与活力相关性,则需借助可选择性染色死细胞的染料(如曙红B11、台盼蓝或詹纳斯绿)在血细胞计数板中计数活细胞,以测定真菌活力。仅当此时菌群活力达到90%或以上时,方可用于本实验方案。
      注意:死/活染色法可能不适用于某些特定真菌,请在使用前先行测试。例如,台盼蓝染色法对C. neoformans效果不佳。
  8. 随后,在2倍浓度RPMI-1640培养基中制备细胞悬液(即RPMI-1640培养基中的2倍调整接种量)。对于96孔板,每块板建议准备5 mL细胞悬液。
    1. 对于所有C. albicans菌株,制备浓度为4 × 103 个细胞/mL的储备细胞悬液。该浓度为每孔最终细胞浓度(2 × 103 个细胞/mL)的2倍。
    2. 对于C. neoformans菌株,制备浓度为2 × 104 个细胞/mL的储备菌液。该浓度为每孔最终细胞浓度(1 × 104 个细胞/mL)的2倍。
    3. 对于其他真菌,应结合已知抗真菌药物,测试何种浓度在特定研究中与培养时间最为匹配,并考虑真菌的代谢速率和倍增时间。

3. 肽类(未知试剂)

  1. 将冻干的多肽在 -20 °C 下储存,并在每次实验前用去离子水溶解。溶解于水后的最长储存时间取决于每种多肽的性质。
  2. 准备用于检测的最高终浓度两倍的多肽分装液(2X)。理想情况下,应分装少量多肽,每份足以一次性使用,以避免反复冻融。
    注意: 浓度的选择应基于文献报道及多肽的特性。建议起始时对多肽进行约 100 µM 的系列稀释,然后根据实验结果调整该浓度范围。

4. 参照抗真菌药物(阳性对照)

  1. 对于用水稀释的药物:配制分析所需最高浓度的2倍浓度溶液(稀释步骤参见第5节:抗真菌实验)。
    1. 对于 C. albicans 菌株,配制128 µg/mL的氟康唑溶液或128 µg/mL的卡泊芬净溶液。平板中的终浓度均为64 µg/mL。
    2. 对于 C. neoformans 菌株,配制32 µg/mL的两性霉素B(水溶性溶液)。平板中的终浓度为16 µg/mL。
      注意:通常两性霉素B使用二甲基亚砜(DMSO)进行稀释,因为该抗真菌药物在水中溶解度较低。然而,目前已有 commercially available 的水溶性两性霉素B制剂。
  2. 对于使用有机溶剂稀释的抗真菌药物:先用DMSO配制100倍浓度的储备液,然后用水稀释至10倍浓度后使用。
    注意:因此,孔板中DMSO的最终浓度不应超过1%。需设置一孔真菌在含1% DMSO的培养基中生长作为对照,因为某些真菌对该浓度的溶剂耐受性较差。请注意DMSO具有光敏性,因此在培养期间应使用铝箔包裹培养板或将培养板置于避光环境中。

5. 抗真菌活性检测

注意:体外抗真菌实验根据美国临床与实验室标准协会(CLSI)M27-A3指南中的肉汤微量稀释法敏感性试验进行,部分步骤有所修改。

  1. 在96孔聚苯乙烯微量培养板中,将每种肽和对照抗真菌药物进行两倍系列稀释,最终体积为50 µL。
    1. 使用移液器,在A行1-3列中加入100 µL浓度为所需最高终浓度2倍的抗真菌药物/肽溶液。
    2. 使用多通道移液器,在B至H行的其他孔中各加入50 µL无菌水。
    3. 从最高浓度孔(A行)中吸取50 µL,转移至下一浓度孔(B行),并充分混匀。
    4. 重复上述步骤,直至最低浓度孔(H行),并将该孔中的50 µL弃去。第11和12列(A、B、C行)仅保留水,作为空白对照或阴性/生长对照。
    5. 向每个孔(1-3列及第11列(阴性/生长对照))加入50 µL用RPMI-1640培养基配制的2倍调整接种液;C. albicans的终浓度为2 × 103 cells/mL,C. neoformans菌株的终浓度为104 cells/mL。
    6. 制备空白对照(50 µL水 + 50 µL不含细胞的2倍RPMI-1640培养基)和阴性/生长对照(50 µL水 + 50 µL不含抗真菌药物的2倍调整接种液RPMI-1640培养基),并按上述方法加入微孔板中。
  2. 对每种待测化合物及选定的抗真菌对照药物重复上述操作(4-10列)。
    注意:系列稀释可在板上垂直进行(如本实验所示),也可水平进行(,当需要测试的化合物/提取物的稀释梯度为八个或更多时)。
    1. 若化合物、参比药物或其任何组分对光敏感,则应在避光条件下操作,用铝箔包裹培养板或在暗室中孵育。
  3. 考虑以下可选建议。
    1. 使用允许气体交换的透明封板膜密封培养板,有助于减少蒸发。
    2. 将培养板置于湿盒中,也有助于减少蒸发。
  4. 将培养板在37 °C下孵育24 h或48 h(所有C. albicans菌株),C. neoformans则在37 °C、200 rpm振荡条件下孵育48 h。较低的终体积(100 µL)可确保无液体溢出。
    注意:对于C. albicans菌株,24 h与48 h的MIC读数之间无显著差异。然而,48 h的读数更易于观察。
  5. 在孵育前后,借助倒置光学显微镜观察所有孔,以验证形态变化并检查是否存在污染迹象。
    注意:可在实验结束时进行肉眼观察并拍照记录。每次读数前需轻微混匀培养板。若未观察到细胞聚团或菌丝形成,也可通过测定600 nm处的光密度(OD)进行定量读数。
  6. 实验应在不同日期至少重复三次。

表1. 培养基与试剂的配制。

培养基准备
2X 罗斯韦尔帕克纪念研究所(RPMI)1640 培养基 – 500 mL10.4 g RPMI-1640(含L-谷氨酰胺和酚红;不含碳酸氢盐)
330 mM 3-(N-吗啉代)丙磺酸 (MOPS)
用……调节至 pH 7.0 NaOH
通过过滤(0.22 µm 滤膜)灭菌
磷酸盐缓冲液(PBS)137 mM NaCl
2.7 mM KCl
10 mM Na2HPO4
2 mM KH2PO4
121°C 下高压灭菌 15 分钟。
沙氏葡萄糖肉汤15 g 粉末溶于 500 mL 蒸馏水中。
用 NaOH 调节 pH 至 7.0
121°C 高压灭菌 15 分钟。
沙保弱葡萄糖琼脂32.5 g 粉末溶于 500 mL 蒸馏水中。
用 NaOH 调节至 pH 7.0
121°C 下高压灭菌 15 分钟。

访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。

材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
培养基与试剂
含L-谷氨酰胺、不含碳酸氢钠的RPMI 1640培养基赛默飞世尔科技31800-022
3-(N-吗啉代)丙磺酸 (MOPS)Sigma-Aldrich用于配制2倍浓度RPMI培养基的缓冲液
氯化钠(NaCl)动力学1528-1磷酸盐缓冲液(PBS)中的 137 mM
氯化钾(KCl)J.T.Baker3040-012.7 mM 磷酸盐缓冲液(PBS)
磷酸氢二钠(Na2HPO4)Sigma-AldrichV00012910 mM 磷酸盐缓冲液(PBS)
磷酸二氢钾(KH2PO4)Sigma-Aldrich602302 mM 磷酸盐缓冲液(PBS)
BD Difco 沙氏葡萄糖肉汤BD238230
BD Difco 沙氏葡萄糖琼脂BD210950
甘油Sigma-AldrichV00012335%
无菌水
抗真菌药物
两性霉素BSigma-AldrichA2942
氟康唑Sigma-AldrichF8929
卡泊芬净Sigma-AldrichPHR1160
塑料
50 mL 离心管Sarstedt62.547.254
培养皿J.Prolab0304-5
96孔板康宁3595
无菌溶液储液器KASVIK30-208使用多通道移液器吸取溶液
仪器与其他材料
光学显微镜尼康E200MV
离心赛默飞世尔科技MegaFuge 16R
培养箱Ethik 技术403-3D设定为 37° C
摇床新不伦瑞克科学公司Excella E25设定为 37°C,200 RPM
细胞计数板,NeubauerBOECO 德国BOE 13
多通道移液器HTL5123

重印与许可

申请许可以重复使用本 JoVE 文章的文本或图表

申请许可

标签

相关文章