Maggiore riproducibilità e precisione della quantificazione ad alto rendimento dei dati di crescita batterica utilizzando un lettore di micropiastre

Leili Abkar; Florentin M. Wilfart; Marta Piercey; Graham A. Gagnon

doi:10.3791/63849

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Articolo metodologico

Maggiore riproducibilità e precisione della quantificazione ad alto rendimento dei dati di crescita batterica utilizzando un lettore di micropiastre

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DOI:

10.3791/63849

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27 luglio 2022

Leili Abkar¹ , Florentin M. Wilfart² , Marta Piercey³ , Graham A. Gagnon⁴

¹Chemical and Biological Engineering Department, University of British Columbia, ²Process Engineering and Applied Science, Dalhousie University, ³Food Science and Technology, Dalhousie University, ⁴Center for Water Resources Studies, Civil and Resource Engineering, Dalhousie University

In questo articolo

Sommario

Qui viene presentato un protocollo ad alto rendimento per misurare i dati di crescita, comprese le curve di crescita, il tasso di crescita e il tasso di crescita massimo. Il protocollo è stato verificato e convalidato utilizzando due batteri produttori di biofilm. I risultati e l'approccio applicati in questo studio possono essere estesi ad altri protocolli ad alto rendimento che utilizzano lettori di micropiastre.

Abstract

Questo studio mirava a sviluppare un protocollo ripetibile, affidabile e ad alto rendimento per monitorare la crescita batterica in piastre a 96 pozzetti e analizzare il tasso di crescita massimo. Sono state determinate le curve di crescita e i tassi di crescita massimi di due specie batteriche. Sono stati studiati problemi tra cui (i) condensazione del coperchio, (ii) correzione della lunghezza del percorso, (iii) dimensione dell'inoculazione, (iv) intervallo di tempo di campionamento e (v) distorsione spaziale. La ripetibilità del protocollo è stata valutata con tre repliche tecniche indipendenti, con una deviazione standard di 0,03 tra le esecuzioni. I tassi massimi di crescita di Bacillus mycoides e Paenibacillus tundrae sono stati determinati rispettivamente in (media ± DS) 0,99 ^h-1 ± 0,03 ^h-1 e 0,85 ^h-1 ± 0,025 ^h-1. Questi batteri sono più difficili da monitorare otticamente a causa della loro affinità a raggrupparsi. Questo studio dimostra l'importanza critica delle dimensioni dell'inoculazione, della correzione della lunghezza del percorso, del riscaldamento del coperchio, degli intervalli di tempo di campionamento e della distorsione spaziale della piastra per ottenere dati affidabili, accurati e riproducibili sui lettori di micropiastre. Il protocollo sviluppato e le sue fasi di verifica possono essere estesi ad altri metodi utilizzando lettori di micropiastre e protocolli ad alta produttività, riducendo gli errori innati dei ricercatori e i costi dei materiali.

Introduzione

Lo sviluppo dell'interesse per la manipolazione multi-omica, compresi gli studi sui meccanismi e sul metabolismo dei batteri, sottolinea l'importanza di metodi automatizzati e ad alto rendimento come la registrazione dei dati di crescita ^1,2. I dati di crescita che comprendono parametri cinetici, come i tassi di crescita massimi, possono aiutare a caratterizzare le risposte batteriche a diverse condizioni fisiche, chimiche e antibatteriche. I dati sul tasso di crescita sono una variabile di risposta standard utilizzata per scoprire potenziali collegamenti....