1. Preparación de existencias para el medio de esputo artificial
- Crear una solución de mucina al 5%. Añadir 1,0 g de mucina estomacal deshidratada de cerdo a 20 ml de agua desionizada. Autoclave la solución resultante.
NOTA: La esterilización de la mucina destruirá su estructura inherente; Otros métodos para esterilizar la mucina en su forma seca incluyen esterilización UV e irradiación. Sin embargo, estos métodos no se han utilizado ampliamente para el sistema WinCF. - Añadir 2,2 g de KCl a 50 ml de agua desionizada y permitir la disolución. Añadir 5,0 g de NaCl a 50 ml de agua desionizada y permitir la disolución. Autoclave estas dos soluciones.
- Añadir 100 mg de ADN de esperma de salmón a 10 ml de agua estéril desionizada. Calentar esta solución a unos 85 ° C en un baño de agua durante unas horas para asegurar la disolución.
- Añadir 5,0 mg de ferritina a 5,0 ml de agua desionizada estéril.
2. Preparación del medio de esputo artificial
- CombinarLos siguientes componentes: 16 ml de solución madre de mucina, 2,0 ml de solución madre de KCl, 2,0 ml de solución madre de NaCl, 200 μl de emulsión de yema de huevo, 5,6 ml de solución madre de ADN, 120 μl de solución madre de ferritina, 5,78 ml de solución madre esencial Aminoácido, 5,78 ml de solución de aminoácidos no esenciales y 2,44 ml de agua estéril.
- Si aparecen pequeñas cantidades de sedimento, agite suavemente para mezclar.
- Pipetee 5,0 mL de medio en ocho tubos de centrifugación estériles de 15 mL.
NOTA: Las condiciones químicas de cada tubo pueden ser manipuladas como se desee. Por ejemplo, se pueden añadir soluciones tampón e indicadores de pH a cada tubo con el fin de comparar el comportamiento microbiano a distintos niveles de pH. Una demostración de esto se muestra en la sección de resultados representativos con 8 niveles de pH distintos, de 5,0 a 8,5 en 0,5 incrementos de pH.
- Una vez que las condiciones químicas de los medios se manipulan con éxito, congelar para su uso posterior. Los medios permanecerán establesZen a -20 ° C durante varios meses. Vórtice al descongelar.
3. Preparación de un recorrido de control de los tubos capilares
- En una biopsia estéril, llenar ocho tubos de microcentrífuga estériles con 250 μl de medio cada uno.
- Adquiera ocho tubos de centrífuga más estériles de 15 ml, correspondiendo cada tubo a un tubo de microcentrífuga mencionado en el paso 3.1.
- Esterilizar una toalla de papel con solución de etanol al 70% y dejar secar. Una vez seco, lágrima la toalla en pedazos alrededor de cuatro pulgadas cuadradas cada uno, y arrugue cada pieza en el fondo de un tubo de centrífuga de 15 ml. Para tubos adicionales, rocíe y seque las toallas de papel adicionales según sea necesario.
- Con un manojo de papel en la parte inferior de cada tubo de centrífuga, humedezca ligeramente cada capa de papel con aproximadamente 1,0 ml de agua estéril para crear un ambiente húmedo.
- Obtener tres tubos capilares de vidrio para cada tubo de microcentrífuga preparado en el paso 3.1 y un bloque de tubo capilar seala sealaNuevo Testamento.
- Para cada tubo de microcentrífuga, llene tres tubos capilares con medios a unos 5 mm del marcador azul cerca de la parte superior del tubo.
- Llene con un extremo del tubo en el tubo de microcentrífuga e inclínelo hacia la orientación horizontal, permitiendo que la acción capilar guíe el medio dentro del tubo (ver Figura 1 ).
- Detenga el relleno colocando suavemente un dedo enguantado sobre el extremo abierto del tubo y, a continuación, cierre el otro extremo del tubo presionándolo hacia abajo en el bloque de sellador.

Figura 1: Ejemplo de gradiente de pH, tubo capilar de relleno con medio de esputo artificial. El medio se añade insertando un extremo del tubo en el líquido e inclinándolo para facilitar la acción capilar. La coloración media en este ejemplo se debe al indicador de pH añadido para ayudar al demonioLos cambios potenciales en la acidez después de la incubación. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
- Coloque cada conjunto de tres tubos capilares en tubos de centrífuga de 15 mL llenos de toallas de papel completamente humedecidas con agua estéril, con el lado sellado con masilla. Tape el tubo y la etiqueta. Estos tres tubos capilares son para la replicación de cada condición de control.
- Cuando todos los tubos de centrífuga de 15 mL se llenen con sus tubos capilares designados, coloque los tubos en un soporte. Coloque la rejilla de manera que los tubos se incuban horizontalmente (para atrapar las burbujas de gas) (ver Figura 2 ). Incubar los tubos capilares en el interior de los tubos de centrífuga (que contienen los trozos de papel humedecidos) a 37 ° C durante 48 h.

Figura 2: Ejemplo de Gradiente de pH, Tubos Capilares Listo para Incubación. Una vez que se han llenado y sellado tres tubos capilares, se colocan en un tubo de centrífuga con una toalla de papel húmeda en la parte inferior. Este tubo se tapa y se coloca en un estante. La rejilla debe estar orientada lateralmente durante la incubación, como se muestra en la imagen, de modo que se puede observar la producción de gas una vez que se ha completado la incubación. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
4. Imágenes de los tubos capilares de control después de la incubación
- Retire la rejilla de los tubos de centrífuga de la incubadora, asegurándose de mantener los tubos horizontales. Deslice cuidadosamente los tubos capilares de los tubos de centrífuga, manteniendo cada conjunto de tres separados de otros conjuntos.
- Coloque los tubos capilares uno junto al otro sobre una caja de luz, todos alineados de modo que el contenido de los tubos sean visIluminado. Deje un hueco cada tres tubos para separar diferentes condiciones químicas.
- Con los tubos alineados y la caja de luz encendida, fotografíe directamente desde arriba. (Ver Figura 3 )

Figura 3: Ejemplo de gradiente de pH, ensayo de control, preincubación, no se añadió esputo. Medio de esputo artificial después de ser añadido a los tubos capilares en grupos de tres, aumentando el pH de izquierda a derecha. La combinación de indicadores añadidos al medio dan como resultado que los tubos más ácidos aparezcan más amarillos, mientras que los tubos menos ácidos se vuelven más morados. Los tubos están dispuestos horizontalmente y están iluminados desde abajo, fotografiados desde arriba. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
- Deshágase delControl de materiales en residuos biológicos peligrosos.
5. Inoculación de los tubos capilares WinCF con una muestra de esputo
- En una biofunción estéril, llenar ocho tubos de microcentrífuga estériles con 225 μl de medio cada uno.
- Homogeneizar la muestra de esputo retirando y expulsando el esputo repetidamente con una jeringa de 3 ml (una jeringa de plástico sin la aguja). Haga esto hasta que el esputo sea de consistencia lisa.
- Añadir 25 μl de esputo homogeneizado a cada tubo de microcentrífuga (dilución 1/10 en medio ASM) preparado en el paso 5.1. A continuación, vórtice los tubos durante 30 s para mezclar lo suficiente.
- Añada el medio a los tubos capilares siguiendo el mismo procedimiento descrito en los pasos 3.2 a 3.5.
6. Imágenes de tubos capilares de muestra después de la incubación
- Después del tiempo de incubación de 48 h, retirar e imitar los tubos capilares siguiendo el mismo procedimiento que los pasos 4.1 a 4.3.
- Si las burbujas están presentes en los tubos,de que las fotografías tomadas claramente representan la delimitación entre las burbujas y los medios de comunicación en los tubos. Si biopelícula está presente, asegúrese de que las fotografías pueden mostrar claramente su presencia también.
7. La eliminación de los medios de comunicación para aplicaciones posteriores
- Para facilitar el análisis de aguas abajo, eliminar los medios de comunicación de los tubos capilares después de formación de imágenes. Las aplicaciones potenciales incluyen el cultivo y el ADN / ARN secuenciación y perfilado metabolomic.
Precaución: Los tubos capilares de vidrio llenas de agentes patógenos son un peligro biológico significativo, por lo tanto, estas medidas debe hacerse con mucho cuidado con el equipo específico. Si tubos capilares se rompen, disponer en un recipiente adecuado de riesgo biológico de objetos punzantes. - Utilice agujas extremos romos de calibre 25 y de 0,5 pulgadas de longitud para eliminar los medios de comunicación. Insertar la aguja de extremo romo en el extremo enchufado del tubo para romper el sello.
- Después de romper el sello, gire el tubo capilar al revés y los medios de comunicación gotear desde la parte superior. yoSi el medio no se escurre fácilmente, use una pipeta con una punta de 200 μL y expulsar el medio del tubo presionando el émbolo de la pipeta cuando se inserta en el extremo del tubo capilar. Recoja el medio del tubo expulsado en un recipiente apropiado (tubo de centrífuga de 1,5 ml).
NOTA: Para el análisis transcriptómico u otro análisis de ARN, los medios pueden ser expulsados directamente a tampones estabilizadores de ARN.
8. El sistema WinCF FLUD
NOTA: El sistema de dispositivo de carga de fluidos WinCF (FLUD) es un conjunto opcional de dispositivos complementarios diseñados para optimizar el rendimiento del sistema WinCF. El sistema WinCF FLUD se compone principalmente de materiales imprimibles en 3D. La fabricación impresa 3D permite el reemplazo rápido y fácil de los materiales para asegurar el tiempo de inactividad mínimo para los investigadores así como requisitos mínimos de la fabricación. Diseños, archivos stl, instrucciones de impresión en 3D y el manual WinCF FLUD están disponibles en el suplemento en líneaNuevo Testamento.
- Preparación de medios para la carga de tubos capilares
- En una biofundidad estéril, llenar ocho tubos de microcentrífuga estériles de 2 mL con 900 μl de medio cada uno.
- Homogeneizar cualquier muestra de esputo retirando y expulsando el esputo repetidamente con una jeringa de 3 ml (una jeringa de plástico sin la aguja). Haga esto hasta que el esputo sea de consistencia lisa.
- Añadir 100 μl de esputo homogeneizado a cada tubo de microcentrífuga (dilución 1/10 en medio) preparado en el paso 8.1.1. A continuación, vórtice los tubos durante 30 s para mezclar lo suficiente.
- Introduzca los tubos de microcentrífuga llenos y abiertos en el soporte del tubo rotatorio orientado de modo que los tubos sean verticales.
- Colocación de tubos capilares
- Recuperar tres tubos capilares para cada tubo de microcentrífuga en el paso 8.1.
- Introduzca tres tubos en el soporte de goma para que se alineen con los tubos de microcentrífuga en el otro extremo del aparato.Asegúrese de que los extremos marcados de los tubos estén afuera de los tubos de microcentrífuga. Coloque los tres orificios en la parte inferior de la cuna correctamente sobre los tres pernos en el soporte de la cuna.
- Con los tubos capilares colocados que descansan en sus canales de guía en el aparato, coloque el tampón de goma sobre sus midsections con seguridad para evitar el cambio. (Ver Figura 4 )

Figura 4: El sistema FLUD completamente cargado con tubos capilares asegurados por el caucho Tamp sobre su Midsections. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
- Carga de medios en los tubos capilares
- Con cuidado use una mano para agarrar el extremo del aparato donde están los tubos capilaresADED, y utilizar la otra mano para sostener el bastidor de los rotadores en el que se cargan los tubos de microcentrífuga.
- Delicadamente girar el bastidor de microcentrífuga de modo que los tubos de microcentrífuga son casi horizontal y proceden a empujar lentamente la cremallera hacia los tubos capilares. (Ver Figura 5)
- Cuando los extremos de los tubos capilares hacen contacto con los medios de comunicación en los tubos de microcentrífuga, garantizar que la acción capilar comienza inmediatamente el llenado de los tubos capilares. Para ajustar la tasa de relleno y el nivel de llenado, gire suavemente el aparato como un todo. Mientras hace esto, tenga cuidado de no derramar el material fuera de los tubos de microcentrífuga. (Ver Figura 6)
- Cuando los tubos capilares se llenan a los niveles deseados, colocar el nivel de aparato sobre una superficie y cuidadosamente todavía tirar rápidamente el bastidor de tubos de microcentrífuga de los extremos de los tubos capilares para cesar el llenado. Los tubos de microcentrífuga ahora se pueden retraer todo el camino de vuelta a la posición vertical y se cerraron.
- Sellar los extremos salientes de los tubos capilares pulsando un bloque sellante en cada conjunto por triplicado, sellando un conjunto a la vez hasta que todos los conjuntos están sellados. Para reducir el riesgo de contaminación, pulse una parte diferente del bloque sellante en cada conjunto por triplicado (Ver Figura 7).

Figura 5: El Sistema Flud con medio Tubos desplegado en una orientación horizontal, listo para entrar en contacto con tubos capilares. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 6: El sistema de Flud con capilar tubos de carga con los medios de comunicación a través de la acción capilar. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 7: Sellado de tubos capilares llenos en el sistema FLUD Un conjunto de triplicado a la vez usando un bloque de sellador. Este bloque sellante tenía plástico a lo largo de los bordes que se cortó para evitar el contacto con conjuntos triplicados vecinos durante el sellado. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
- Incubación
- Retire el tapón de goma sobre las secciones del tubo y levante la base de goma del aparato principal. Esto debe tomar todos los tubos capilares con él. Ahora coloque la cuna y los tubos en el bastidor de imágenes. Esta raCk tiene tres talones que caben en la cuna, así como pequeños canales de guía para colocar los tubos en.
- Coloque el bastidor de imágenes en su totalidad en la caja de incubación de plástico transparente. Sumerja pequeñas cantidades de toallas de papel estériles en agua estéril y colóquelas a lo largo de los dos lados más cortos de la caja para proporcionar humedad durante la incubación. (Ver Figura 8 )
- Cierre la caja completamente y colóquela en una incubadora a 37 ° C, asegurándose de mantener los tubos horizontales. Incubar durante 48 h.

Figura 8: Tubos capilares en la cuna de goma transferida del sistema FLUD a un estante de imagen, que se ha colocado en una caja de incubación transparente junto a las toallas de papel húmedas para proporcionar humedad. Haga clic aquí para ver una versión más grande dees figura.
- De imágenes y extracción
- Retire la rejilla de imágenes que sostiene los tubos de la caja de incubación y la puso en una caja de luz, iluminada desde abajo. Con ya los tubos en el bastidor de formación de imágenes, los conjuntos por triplicado estarán debidamente espaciados y dispuestos a imagen inmediatamente.
- Enfoque la cámara en los tubos de tal manera que todos son visibles en el campo de visión y la luz de la caja de luz proporciona un contraste suficiente y visualización del color en los tintes de tubo. Fotografía directamente desde arriba.
- Para extraer los contenidos de los tubos, retirar los tubos capilares de la goma base un conjunto de triplicados a la vez. levante suavemente los tubos hacia arriba y fuera de la cuna o deslice hacia fuera.
- Para cada conjunto de triplicados, siga el procedimiento de extracción se detalla en los pasos 7.1 a 7.3.