Name: measuring bacterial resistance with e-tests
Uploaded: 2023-04-30T07:10:10.000Z
Duration: 13 min 39 s
Channel: JoVE

K12 Standards

Louisiana Student Standards for Science

High School

Life Sciences

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From Molecules To Organisms: Structures And Processes

HS-LS1-8

antibiotic-susceptibility-testing-epsilometer-tests-to-determine-mic

Antibiotic Susceptibility Testing: Epsilometer Tests to Determine MIC Values of Two Antibiotics and Evaluate Antibiotic Synergy

1. 엡실로계 테스트 (전자 테스트)
<ol><li>
설정
	<ol>
<li>장갑과 랩 코트를 착용하십시오.</li>
		<li>70% 에탄올을 사용하여 살균하여 작업 공간을 준비하십시오.</li>
		<li>뮬러 힌튼 한천 접시 수집 (MHA 플레이트)</li>
	</ol>
</li>
	<li>
맥팔랜드 탁도 기준 0.5호기 준비
	<ol>
<li>염화 바륨 1% 용액 준비 (BaCl2): 1그램 의 무수염 염화물(BaCl2)을100mL 증류수에 넣습니다. 소용돌이 잘.</li>
		<li>황산 1% 용액(H2SO4)을준비합니다. 증류수 99mL에 농축 H2SO4 1mL을 추가합니다. 소용돌이 잘.</li>
		<li>맥팔랜드 탁도 표준 No.5 준비: 50 μL BaCl2 용액5mL 1% H2SO4 용액. 용액을 잘 소용돌이쳐 탁탁 액수 서스펜션을 얻을 수 있습니다.</li>
		<li>호일 덮인 튜브에 맥팔랜드 탁도 표준 No.5를 유지하십시오. 최대 6개월 동안 25°C에 보관하십시오. 사용 전에 균질성 용액에 잘 소용돌이.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
MHA 플레이트 준비
	<ol>
<li>멸균 루프를 사용하여 혈액 천차 플레이트에서 연쇄상 구균 군 G 박테리아를 긁어. 식염수의 1mL에 혼합하고, 박테리아의 현탁액에 소용돌이.</li>
		<li>서스펜션을 McFarland 표준 No.5와 비교하여 실험 중에 동일한 난접종 크기를 갖기 위해 동일한 탁도를 달성합니다. 추가 식염수 또는 박테리아를 사용하여 농도를 조정합니다.</li>
		<li>멸균 면 팁 어플리케이터를 사용하여 MHA 플레이트를 접종하십시오. 표면을 덮기 위해 접시를 부드럽게 면봉합니다. 아래에 설명된 세 가지 방법 중 하나(1.4-1.6)를 진행한다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
단일 항생 저항 시험. 연쇄상 구균 그룹 G, 페니실린 G 또는 젠타미신에 대한 저항<ol>
<li>MHA 플레이트의 중앙에 E-테스트 스트립(페니실린 G 또는 젠타미신)을 놓습니다(그림1 A, B).</li>
		<li>18-20 시간, 37 ° C에 대한 인큐베이션.</li>
		<li>결과를 읽어보십시오. MIC는 등급이 매겨진 항생제 시험스트립(도 1 C,D)을교차하는 억제 영역으로 측정된다.</li>
	</ol>
</li>
</ol><img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/10512/10512fig1.jpg"> 그림 1: 단일 전자 테스트. A) 페니실린 G와 B) 젠타미신의 E-test 스트립을 37°C 5%CO2에서그룹 G 연쇄상 구균(A 및 B)과 이후(C 및 D)야간 배양물의 세균 콜로니로 덮인 뮬러 힌턴 한고 플레이트에 배치한다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/10512/10512fig1large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
<ol start="5"><li>
시너지 테스트 교차 접근 방식. 연쇄상 구균 그룹 G, 페니실린 G와 젠타미신에 대한 저항.<ol>
<li>교차 형성에 접종 된 MHA 플레이트에 다른 항생제 (예 : 페니실린 G 및 젠타미신)를 가진 두 개의 전자 테스트 스트립을 놓습니다.<ol>
<li>가장 정확한 결과를 위해, 이전에 단일 항생제 내성시험(그림 2 A)에서결정된 그들의 MIC 값에 있는 저울 사이의 교차점에 대략 90° 각도로 십자가를 배치하는 것을 목표로 한다.</li>
			<li>스트립이 한천 판에 놓이면 일부 항생제가 이미 접시에 흡수되었을 수 있기 때문에 이동해서는 안됩니다. 따라서 스트립을 약간 잘못된 각도(예: 85°)와 실제 MIC 값에서 최대 1-2mm로 유지하는 것이 더 적합합니다. 이 문제를 줄이기 위해 삼중에서 실험을 실행하는 것이 좋습니다.</li>
		</ol>
</li>
		<li>18-20 시간, 37 ° C에 대한 인큐베이션.</li>
		<li>결과를 읽어보십시오. MIC는 각각의 E-test스트립(도 2 B)에서등급이 매겨진 항생제 시험 스트립을 교차시키는 억제 영역으로 측정된다.</li>
		<li>분수 억제 농도(FIC)(수학식 1)에대한 수식을 사용하여 시너지 효과를 결정합니다.</li>
	</ol>
</li>
</ol><img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/10512/10512fig2.jpg"> 그림 2: 시너지 감지 - 교차 테스트. 37°C 5%CO2에서하룻밤 사이에 배양하기 전(A) 및 이후(B)배양에 대한 페니실린 G 및 젠타미신의 MIC의 항균 시너지 테스트 결과. 90° 각도는 두 개의 개별 MIC 값 사이에 형성됩니다 (페니실린 G: 0.094 μg/mL, 젠타미신: 8 μg/mL). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/10512/10512fig2large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
<ol start="6"><li>
교차가 아닌 접근 방식을 시너지 효과로 테스트합니다. 연쇄상 구균 그룹 G, 페니실린 G와 젠타미신에 대한 저항.<ol>
<li>MHA 플레이트의 중앙에 E-테스트 스트립을 놓습니다(그림3 A, D).</li>
		<li>이전에 결정된 MIC 값이 각 스트립에 있는 위치를 표시합니다.</li>
		<li>실온에서 1시간 동안 배양하십시오.</li>
		<li>각 MHA 플레이트에 대한 E-테스트 스트립을 폐기합니다(그림3 B, E).</li>
		<li>두 번째 E-테스트 스트립(다른 항생제 함유)을 각각 이전 제거된 스트립 영역에 배치하여 MIC 값이 마크에 대응하고 정렬되도록 합니다.</li>
		<li>18-20 시간, 37 ° C에 대한 인큐베이션.</li>
		<li>결과를 읽어보십시오. MIC는 각각의 E-테스트스트립(도 3 C,F)에서등급이 매겨진 항생제 시험 스트립을 교차시키는 억제 영역으로 측정된다.</li>
		<li>시너지 효과를 결정하기 위해 분수 억제 농도(FIC)에 대한 포뮬러가사용된다(수학식 1).</li>
	</ol>
</li>
</ol><img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/10512/10512fig3.jpg"> 그림 3: 시너지 감지 - 교차가 아닌 테스트. 연쇄상 구균 그룹 G에 페니실린 G와 젠타미신의 MIC의 항균 시너지 테스트의 결과. A) 연쇄상 구균 그룹 G 박테리아, B) 겐타미신 스트립의 제거, C) 결합 된 젠타미신 / 페니실린 G 스트립 (0.094 μg /mL 중심) 스트렙토 코커스 그룹 G 박테리아의 상단에, D) 페니실린 G 스트립 (0.094 μg/mL 중심), E) 페니실린 G 스트립의 제거, F) 결합 페니실린 G/젠타미신 스트립 (8 μg/mL 중심) 스트렙토 코커스 그룹 G 박테리아의 상단에. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/10512/10512fig3large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
2. 국물 테스트
<ol><li>
설정
	<ol>
<li>장갑과 랩 코트를 착용하십시오.</li>
		<li>70% 에탄올을 사용하여 살균하여 작업 공간을 준비하십시오.</li>
		<li>15mL MH 국물을 50% 용액 말 혈액과 20 mg/mL β-NAD(MH-F)를 수집합니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
(선택 사항) 고체 매체에서 MIC를 결정하기 위해 E-Test [프로토콜 1]을 수행합니다.
	<ol>
<li>선택 사항이지만, 이러한 지식은 더 나은 실험 설계를 가능하게 할 것입니다 (예를 들어 추가 된 항생제의 농도는 플레이트에서 결정된 MIC 값을 둘러싸고 설계 될 수 있음), 성공적인 실험의 가능성을 향상시키게 합니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
세균성 접종을 준비합니다. 위에서 언급한 바와 같이, 세균 농도는 OD nm 측정 또는 맥팔랜드 탁도 기준에 의해 추정될 수 있습니다.<ol>
<li>
OD600 nm 방법
		<ol>
<li>확립된 세균 농도로 세균 현탁액 획득</li>
			<li>MH-F 국물에 있는 문화를 희석하여 0.003의 OD600을 달성합니다.</li>
		</ol>
</li>
		<li>
맥팔랜드 탁도 방법
		<ol>
<li>멸균 튜브에 15mL MH-F 국물을 넣습니다.</li>
			<li>MH-F 국물을 박테리아(접시에서)로 맥팔랜드 수준으로 접종합니다. 적극적으로 용액을 소용돌이. 용액을 멸균 페트리 접시에 붓습니다.</li>
		</ol>
</li>
	</ol>
</li>
	<li>
항생제 준비
	<ol>
<li>원하는 항생제의 농도 결정<ol>
<li>E-테스트에서 MIC 값을 식별합니다(예. 페니실린 G용 0.125 μg/mL, 젠타미신의 경우 8μg/mL)</li>
			<li>식기 플레이트 MIC 값을 24-27로곱하여 4-7 2배 직렬 희석에 해당합니다. 이것은 항생제의 시작 농도가 될 것입니다. (예: 페니실린 G, 72x 직렬 희석: 0.125 μg/mL x 27 = 16 μg/mL; 젠타미신, 4개의 2x 직렬 희석 8 μg/mL/mL x24 = 128 μg/mL</li>
			<li>항생제의 주식 농도를 생성하기 위해 원하는 시작 값 100x를 곱합니다(예: 주식 1.6 mg/mL 페니실린 G 및 12.8 mg/mL gentamicin)</li>
		</ol>
</li>
		<li>그에 따라 100배 항생제 재고 농도 를 준비<ol>
<li>항생제를 10mL 의 오토클레이브 워터에 녹여 서 주식 용액을 생성합니다(예: 16 mg 페니실린 G 및 128 mg 젠타미신)</li>
		</ol>
</li>
	</ol>
</li>
	<li>
마이크로 플레이트 우물에 박테리아 추가
	<ol>
<li>Aliquot 200 μl MH-F 국물은 트리플리케이트 에서 실험을 위해 96웰 마이크로티터 플레이트의 처음 3행에서 우물에 박테리아 접종을 함유하고 있습니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
마이크로 플레이트 우물에 항생제 추가
	<ol>
<li>우물의 첫 번째 열(A1, B1, C1)에 박테리아가 있는 200 μL 추가 MH-F 국물을 추가하여 총 부피를 400 μL로 가져옵니다.</li>
		<li>우물의 첫 번째 열에 항생제의 재고 농도의 4 μL을 추가합니다. 시료에 400 μL이 포함되어 있기 때문에 항생제의 100배 희석을 초래할 것이다.</li>
		<li>A1에서 A2로 200 μL 박테리아/항생제를 전송하여 2배 연속 희석을 생성합니다. 희석 사이에 적극적으로 파이프. 추가 행에 대한 단계를 반복합니다.</li>
		<li>열 11에서 200 μL을 제거하여 모든 우물의 최종 부피가 200 μL이 되도록 합니다.</li>
		<li>항생제없이 마지막 열 (A12, B12, C12)을 대조군으로 둡니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
MIC 값 결정
	<ol>
<li>흔들림 없이 37°C에서 24시간 동안 96웰 마이크로티터 플레이트를 배양합니다.</li>
		<li>MIC 값은 박테리아의 눈에 보이지 않는 성장을 나타내는 희석 계열의 마지막 우물로 정의된다(도4). 그러나 이 값은 원래 접종 크기가 올바른 경우에만 신뢰할 수 있습니다.</li>
	</ol>
</li>
</ol><img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/10512/10512fig4.jpg"> 그림 4: 국물 희석에 의한 MIC 결정. MIC는 탁도를 변경하기 전에 명확성 (박테리아의 성장 없음)을 나타내는 마지막 우물로 정의됩니다. 행은 페니실린 G및 행의 MIC 값의 중복은 젠타미신의 MIC 값의 중복, 모두 연쇄상 구균 그룹 G. A의 분리 대, B) A로부터값의 회로도 해석 (회색 = 성장 없음; 흰색 = 성장). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/10512/10512fig4large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/10512/10512fig5.jpg"> 그림 5: 희석 계열의 회로도 절차는 원래 박테리아 농도를 계산합니다. 희석제는 설명된 바와 같이 수행되었다(180 μL에서 희석된 10배 희석 계열), 그리고 A-H행으로부터 10μL이 표시된 대로 두 개의 별도 혈액 천고 판에 도금된다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/10512/10512fig5large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
<ol start="8"><li>
원래 접종 크기 결정 참고: 마이크로브로스 어세이드는 사용되는 원래 의무문 크기에 매우 민감합니다. 과도 한 접종 크기는 거짓 긍정적인 결과 줄 것 이다, 항생제 추가 그 비율에 더 이상 성장을 억제 할 수 없습니다 이후. 따라서 마이크로웰에 얼마나 많은 박테리아가 추가되었는지 확인하는 것이 중요합니다. 실험 시점에서 데이터를 사용할 수 없지만(24시간 인큐베이션이 필요하기 때문에) 제어 역할을 합니다. 추가된 박테리아의 수가 명시된 농도 범위 내에 있는 경우 MIC 값을 신뢰할 수 있습니다. 접종이 너무 높거나 너무 낮은 경우 실험을 반복해야합니다.<ol>
<li>
박테리아를 일련 적으로 희석
		<ol>
<li>96웰 마이크로티터 플레이트를 준비하여 원래 세균 농도를 희석시켜 접종 크기를 결정합니다. 최적체는 105-6 박테리아를 가진 200 μL의 부피입니다. 희석을 수행하기 위해, 먼저 b-H (triplicate 1-3)에서 각 우물에 제1 aliquot 180 μL 멸균 PBS.</li>
			<li>다음으로, 세균용 용액 100μl을 A에 추가합니다(트리플리케이트 1-3).</li>
			<li>20 μl 박테리아를 A에서 B로 이송하여 10배 직렬 희석(삼중 희석)을 생성하여 적극적으로 파이펫을 생성합니다. C-H의 단계를 반복합니다.</li>
		</ol>
</li>
		<li>
접종 크기 측정을 위한 세균 희석제 플레이트
		<ol>
<li>그림 5에따라 혈액 천 판을 표시합니다.</li>
			<li>도 5에따라 직렬 희석에서 플레이트로 10 μL을 전송합니다.</li>
			<li>플레이트를 37°C에서 20-24시간 동안 배양합니다.</li>
		</ol>
</li>
		<li>
세균성 접종 크기 결정
		<ol>
<li>5-50 식민지 내의 반점에 세균 수를 계산합니다(그림 6).</li>
			<li>삼중염 샘플의 평균을 계산하여 초기 접종 크기를 계산하고, 희석 계수(예: B 샘플의 경우 10배, C 샘플100배, D 샘플 1000x 등)에 곱한 다음 10μL의 스포팅 부피를 보정한 다음 100μL 크기의 ccuom/cl의 크기를 보정합니다. 접종이 105-6 cfu / mL 이내인 경우 MIC 데이터를 신뢰할 수 있습니다.</li>
		</ol>
</li>
	</ol>
</li>
</ol><img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/10512/10512fig6.jpg"> 그림 6: 접종 크기 결정. 그림 5에 따라 접종된 박테리아는 37°C에서 20-24시간 동안 배양한 다음 계산하였다. 행 D에는 많은 수의 콜로니가 있습니다(예: 5-50). A의 샘플은 희석되지 않고, B는 10배 희석되고, C는 100배 희석되고, D는 1000배 희석되고, 각 지점에서 10μL만 도금된다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/10512/10512fig6large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>

항생 저항은 세계적인 건강 문제입니다. 미생물의 저항 기전을 결정하기 위하여는, 다른 항생제를 가진 시너지 및 길항증을 위한 방법 시험은 중요합니다. E-test 방법은 빠르고 복제하기 쉬우며 조합 요법의 시너지 잠재력을 조사하는 데 사용할 수 있습니다. 국물 희석 방법은 또한 bactericidal 활동을 예측하기 위하여 평가될 수 있습니다. 다른 미생물의 저항 메커니즘을 조사하기 위해, 시너지 효과와 길항성 항생제 상호 작용의 지식은 매우 중요합니다. 항생제를 결합하는 것은 치료 효능을 증가시키고 항생제 저항에 직면하는 전략일 수 있습니다. 여기에서 수행된 시험에서는, 우리는 그룹 G 연쇄상 구균에대한 페니실린 G와 젠타미신의 MIC 값을 결정할 수 있었습니다. 우리는 또한 2개의 항생제가 시너지 효과를 표시하지 않는다는 것을 보여주었습니다, 따라서 그 같은 감염을 위한 바람직한 처리 선택권이 되지 않을 것입니다.

항생 물질 감수성 시험: 두 항생제의 mic 값을 결정하고 항생 시너지를 평가하기 위한 epsilometer 검사

출처: 안나 블렉버그1,롤프 루드1 1 임상 과학 룬드학과, 감염 의학 학과, 생물 의학 센터, 룬드 대학, 221 00 룬드 스웨덴
항생제와 박테리아 사이의 상호 작용에 대한 지식은 미생물이 항생제 저항을 어떻게 진화하는지 이해하는 데 중요합니다. 에서 1928, 알렉산더 플레밍 페니실린발견, 세포 벽 재생을 방해 하 여 항균 기능을 발휘 하는 항생제 (1). 행동의 다양 한 메커니즘을 가진 다른 항생제 는 이후 발견 되었습니다., DNA 복제 및 박테리아에 단백질 번역을 억제 하는 약물을 포함 하 여; 그러나, 새로운 항생제는 최근 몇 년 동안 개발되지 않았습니다. 현재 항생제에 대한 내성이 증가하여 효과적으로 치료할 수 없는 심각한 전염병(2)이 발생하고 있습니다. 여기에서, 우리는 세균성 인구에 있는 항생 저항을 평가하기 위하여 몇몇 방법을 기술합니다. 세균성 죽음이 측정된 결과이기 때문에 이러한 방법의 각각은 사용되는 항생제의 작용 메커니즘에 관계없이 작동합니다. 항생 저항은 병원 설정을 통해 특히 급속하게 전파될 뿐만 아니라 사회 전반에 걸쳐 전파됩니다. 이러한 저항 수단을 조사하기 위해 엡실로미터 시험(E-test) 및 국물 희석 시험(3)을 포함한 다양한 방법이 개발되었다.
E-test는 잘 확립된 방법이며 미생물의 눈에 보이는 성장을 억제하는 항균제의 가장 낮은 농도인 최소한의 억제 농도(MIC) 데이터를 정량화하는 비용 효율적인 도구입니다. 사용되는 세균균 및 항생제에 따라 MIC 값은 서브 μg/mL에서 &gt;1000 μg/mL(4)에 따라 달라질 수 있습니다. E-Test는 미리 정의된 항생제 그라데이션을 포함하는 플라스틱 스트립을 사용하여 수행되며, 이는 Μg/mL의 MIC 판독 척도로 각인됩니다. 이 스트립은 접종된 한천 판에 적용될 때 한천 매트릭스에 직접 전달됩니다. 인큐베이션 후, 대칭 타원형 억제 영역은 세균 성장이 방지됨에 따라 스트립을 따라 볼 수 있습니다. MIC는 타원이 스트립과 교차하는 끝점인 억제 영역에 의해 정의됩니다. MIC를 결정하는 또 다른 일반적인 방법은 마이크로브로스 희석 방법입니다. 마이크로브로스 희석은 접종된 박테리아를 함유하는 국물 배지에 첨가된 항균제의 상이한 농도를 통합한다. 배양 후, MIC는 가시성장을 방지하는 항생제의 가장 낮은 농도로 정의된다(5). 또한 정량적 방법이며 여러 박테리아에 적용 될 수 있습니다. 이 방법의 단점은 시약의 농도를 준비할 때 오류의 가능성과 실험에 필요한 많은 수의 시약이 포함된다. 항생 저항을 측정하는 것은 임상 및 연구 관점 둘 다에서 필수적이며, 저항을 조사하는 이 체외 방법은 토론되고 아래에 전시됩니다.
특정 박테리아에 대한 저항의 프로파일은 환자가 단일 치료 대 조합 치료에서 혜택을 받을 지 여부를 결정하기 위해 항생제 치료를 최적화하기 위해 적용 될 수 있습니다. 한 번에 하나 이상의 항생제를 사용하려면 서로상호 작용하고 첨가제, 시너지 효과 또는 적대적 효과가 있는 경우 알아야 합니다. 항생제의 관절 효과가 동일한 용량으로 주어진 개별 항생제의 효능과 같을 때 첨가제 효과를 볼 수 있습니다. 항생제 간의 시너지 효과, 다른 한편으로는, 항생제의 관절 효과 혼자 주어진 것 보다 더 강력한 경우 존재 (6). 항균 치료의 조합을 적용하면 항균 성 내성의 발생을 피하기 위해 개별 항생제 치료 (7)의 효과를 향상시키기 위해 사용됩니다. 길항증에 대한 지식은 항균 조합의 불필요한 사용을 방지하는 것도 중요합니다. E-Test 방법론은 다른 항균제 간의 가능한 시너지 효과와 적대감을 결정하는 간단하고 여러 가지 방법을 제공합니다. 항생제 내성 병원균의 증식에 직면하기 위해 특정 항생제의 가능한 시너지 및 길항 메커니즘에 대한 지식은 임상 효능과 다제 내성을 퇴치하는 데 중요합니다.
E-테스트를 사용하여 시너지 효과를 결정하는 것은 교차 및 비교차 테스트의 두 가지 광범위한 접근 법으로 나눌 수 있습니다. 두 시너지 테스트 모두 개별 MIC 값에 대한 이전 지식에 의존하지만 두 가지 방법은 방법론과 개념적 접근 방식에서 약간 다릅니다. 비 교차 시너지 테스트에서, 시험할 쌍의 첫 번째 항생제는 박테리아로 접종된 한천 판에 놓입니다. 제1 스트립에서 항생제를 허용한 후 플레이트(예: 1시간 후)를 주입한 후, 스트립이 제거되고 두 번째 항생제를 함유하는 새로운 스트립이 제1과 동일한 지점에 배치되어 두 개의 개별 MIC 값을 서로 위에 배치하도록 합니다. 결과 억제 영역은 전술한 바와 같이 분석될 수 있으며, 수학식 1을 기반으로 계산된 시너지 효과이다.
방정식 1 - 분수 억제 농도 (FIC)
<img src="/files/ftp_upload/10512/10512eq1.jpg">
값 &gt;0.5는 시너지 효과를 보여 줍니다.
분석하기 쉬운 플레이트로 심사관에게 보상하는 동안, 이 방법은 스트립의 변경뿐만 아니라 실험당 두 개의 플레이트를 사용해야 하기 때문에 다소 힘들고 시간이 많이 걸립니다. 대신, 교차 테스트는 종종 사용됩니다. 두 개의 서로 다른 E-테스트 스트립을 추가하는 대신(첫 번째 제거 후) 둘 다 동시에 동시에 배치되지만 <img align="center" src="/files/ftp_upload/10512/10512eq3.jpg"> 교차(90° 각도)의 형태로 배치되며, 이전에 결정된 두 개의 MIC 값이 90° 각도를 형성합니다. 이 접근법에 의해 시너지 테스트당 하나의 플레이트만 필요하며, 적은 작업으로 분석하기가 약간 더 어려웠음에도 불구하고 선호하는 선택이 될 수 있습니다. 결합된 항생제 접근법에 있는 새로운 MIC 값은 수정된 억제 영역으로 시각화될 수 있고, 그 후에 시너지는 방정식 1에 의해 결정될 수 있다.
한천 판 접근법을 사용하는 대신, 마이크로브로스 접근법은 종종 높은 유연성(예: E-test 스트립의 한계 밖에서 항생제의 특정 농도를 선택하는 능력)으로 인해 우선적일 수 있습니다. 또한, 마이크로브로스 검사는 고체 상(agar plate)내의 해리에 의존하지 않고 액체 용액에 항생제의 균등한 분포로 인해 더 민감하도록 제안된다. 96웰 마이크로플레이트의 우물은 정해진 수의 박테리아(106cfu/mL: 세균 농도는 OD600 nm 측정, 탁도 기준 또는 10x 세균 연쇄 희석제로부터 도금 시료를 확산시킴으로써 추정될 수 있음)으로 접종될 것이며, 다른 희석제의 항생제가 우물에 첨가될 것이다. 유사하게, E-test 스트립MIC는 박테리아의 눈에 보이는 성장을 억제하는 항생제의 가장 낮은 농도를 가진 교차(well/spot)로 결정된다.
실험 적 목표
<ul><li>아래 프로젝트는 페니실린 G의 MIC 값과 연쇄상 구균 그룹 G의 젠타미신을 두 가지 방법으로 결정하는 전략을 설명합니다. E-Test의 경우, 연쇄상 구균 그룹 G로 접종된 뮬러-힌튼 천 플레이트는 페니실린 G 및/또는 젠타미신의 그라데이션 스트립과 함께 사용되었습니다. MH-국물은 50% 용액 말 혈액과 20 mg/mL β-NAD를 마이크로브로스 접근법으로 연쇄상 구균 그룹 G와 함께 용해성 항생제로 사용하였다.</li>
</ul>자료
<ul><li>혈액 한천 판에 세균성 식민지, 저장 &lt;7 4°C</li>
	<li>혈액 한천 접시</li>
	<li>0.5 맥팔랜드 표준<ul>
<li>1% 바클2
</li>
		<li>1% H2SO4
</li>
	</ul>
</li>
	<li>식염수 튜브 (2 mL)</li>
	<li>면 팁 어플리케이터</li>
	<li>뮬러-힌튼 한천 플레이트 (MHA 플레이트)</li>
	<li>50% 용액 말 혈액과 20 mg /mL β-NAD (MH-F)와 MH 국물</li>
	<li>E-테스트 페니실린/젠타미신(또는 관심 있는 항생제) (BioMerieux, Marcy l'Etoile, 프랑스, 스웨덴)</li>
	<li>항생제 페니실린/젠타미신(또는 관심 있는 항생제(분말/용액))</li>
</ul>참고: 세균 성장에 사용되는 특정 미디어는 다른 종에 따라 다를 수 있습니다.

E-테스트에서 MIC 값 개별 MIC 값은 페니실린 G 및 8 μg/mLfor 젠타미신에 대해 도 1에서 0.094 μg/mL로 확인되었다. 시너지 효과 테스트의 경우, 둘 다 0.064 μg/mL(그림2, 3)의페니실린 G에 대한 MIC 값을 입증했으며, 젠타미신은 교차 및 비교차 테스트를 위한 MIC 4 μg/mL을 가졌다. 두 설정에서 스트립의 다른 배양 시간으로 인해 교차 테스트와 비 교차 테스트 간의 약간의 불일치가 발생할 수 있습니다.
시너지 계산 FIC의 방정식은 다음과 입니다.
<img align="center" src="/files/ftp...

항생 물질 감수성 시험: 두 항생제의 MIC 값을 결정하고 항생 시너지를 평가하기 위한 Epsilometer 검사

Source: Anna Bl&#228;ckberg1, Rolf Lood1
1 Department of Clinical Sciences Lund, Division of Infection Medicine, Biomedical Center, Lund University, 221 ...

항생제 감수성은 항생제에 대한 박테리아의 민감도로 정의되며 국물 희석 테스트 또는 E-테스트라고도 하는 Epsilometer 테스트를 사용하여 측정할 수 있습니다. 배액 희석 방법에서는 일련의 항생제 희석액을 포함하는 성장 배지에 표준화된 수의 박테리아를 첨가합니다. 감염될 경우 박테리아는 더 높은 항생제 농도에서 성장할 수 없고 더 낮은 항생제 농도에서 계속 증식하여 배지가 탁하게 변하게 됩니다. 박테리아가 더 이상 생존하거나 증식할 수 없는 가장 낮은 항생제 농도는 주어진 박테리아에 대한 항생제의 최소 억제 농도 또는 MIC 값으로 참조됩니다. E-테스트에서는 미리 정의된 항생제 구배가 함침된 플라스틱 스트립을 Mueller-Hinton 한천 또는 MH-A 페트리 플레이트의 갓 퍼뜨린 박테리아 잔디 위에 적용합니다. 항생제는 한천 배지로 확산되어 박테리아가 흡수합니다. 감염되기 쉬운 경우 박테리아는 증식할 수 없고 죽어 성장 억제 영역이라고 하는 E-스트립 주위에 명확한 영역을 형성합니다. 성장이 E-strip과 교차하는 지점에서 눈금의 해당 값은 항생제의 MIC 값을 제공합니다. 항생제 내성 박테리아 균주의 출현을 방지하기 위해 항생제를 조합하여 사용하는 경우가 많습니다. 이것은 종종 부가적이기보다는 시너지 효과를 낳습니다. 시너지 효과는 두 항생제의 결합된 효과가 개별 활동의 합보다 크다는 것을 의미합니다. 그러나 이러한 효과는 항생제 조합의 MIC 값이 최소 2배 감소하는 경우에만 중요한 것으로 간주됩니다. 이 기준은 분획 억제 농도(fractional inhibitory concentration, FIC) 지수를 계산하여 평가됩니다. 각 항생제의 MIC와 각 항생제의 MIC의 비율을 개별적으로 합산한 결과, FIC 지수가 0.5 미만이면 시너지 효과를 나타냅니다. 항생제 시너지는 두 가지 E-테스트 기반 방법, 즉 비교차 테스트 또는 교차 테스트를 사용하여 측정할 수 있습니다. 비교차 테스트에서는 먼저 미리 결정된 MIC 값을 가진 두 가지 다른 항생제에 대한 E-스트립을 두 개의 개별 플레이트에 적용합니다. 항생제가 배지로 확산된 후, 원래의 E-스트립을 제거하고 대체 항생제에 대한 E-스트립을 배치하여 해당 MIC 스케일이 이전 스트립의 MIC 스케일 위에 정확히 놓이도록 합니다. 비교차 테스트의 더 빠른 버전인 교차 테스트에서는 두 항생제의 E-스트립이 교차 형태로 함께 배치되어 MIC 마크의 스케일이 교차점에서 90도 각도를 형성합니다. 두 기법 모두에서 배양 후, 성장 억제 영역이 E-스트립의 가장자리와 교차하는 지점에서 다른 항생제와 조합된 각 항생제의 MIC 값을 판독합니다. 그런 다음 FIC 지수가 계산됩니다. 이 동영상은 E-테스트와 마이크로 브로스 희석 테스트를 사용하여 특정 박테리아에 대한 항생제의 MIC 값을 측정하는 방법을 보여줍니다. 또한 교차 검사와 비교차 검사를 사용하여 두 항생제 간의 시너지 효과를 결정하는 방법도 배우게 됩니다. 시작하려면 실험용 장갑과 실험복을 포함한 적절한 개인 보호 장비를 착용하십시오. 다음으로 70% 에탄올을 사용하여 작업 공간을 살균합니다. 다음으로, 50%가 용해된 말 혈액과 1밀리리터당 20밀리그램의 베타 니코틴아미드가 함유된 멸균 뮬러-힌튼 육수 15ml를 수집합니다. 그리고 5-8개의 Mueller-Hinton 한천 플레이트. 이제 McFarland 탁도 표준 번호 0.5를 준비하기 위해 9.95ml의 1% 황산 용액을 측정합니다. 그런 다음 황산 용액에 50마이크로리터의 1% 염화바륨 용액을 추가합니다. Vortex는 탁한 현탁액을 얻기 위해 솔루션을 잘 사용합니다. 튜브를 알루미늄 호일로 덮고 따로 보관하십시오. 다음으로, 15ml 튜브에 식염수 1ml를 분배합니다. 멸균 루프를 사용하여 박테리아 테스트 플레이트(여기서는 연쇄상구균 그룹 G)에서 박테리아 성장 샘플을 긁어냅니다. 그런 다음 박테리아가 많은 루프를 식염수에 넣고 부드럽게 저어준 다음 튜브를 잘 소용돌이칩니다. 이제 박테리아 현탁액과 McFarland 탁도 표준을 나란히 놓고 탁도 동등성을 비교합니다. 박테리아 현탁액의 탁도가 표준의 탁도와 일치할 때까지 추가 식염수 또는 박테리아 콜로니를 추가합니다. 원하는 탁도가 얻어지면 멸균 면 팁 어플리케이터를 박테리아 현탁액에 담그십시오. MH-A 플레이트를 접종하려면 플레이트의 전체 표면을 지그재그 동작으로 부드럽게 면봉으로 닦습니다. 다음으로, 접시의 바닥면에 박테리아의 이름과 날짜를 표시하십시오. 시작하려면 페니실린 G E-테스트 스트립을 꺼내 집게로 가장자리를 잡습니다. 갓 면봉으로 닦은 MH-A 플레이트의 중앙에 스트립을 부드럽게 놓고 뚜껑을 닫습니다. 이 예에서는 두 번째 항생제인 겐타마이신(gentamicin)도 테스트됩니다. 따라서, 스트립 배치 공정은 제 2 플레이트와 겐타마이신 E-테스트 스트립으로 반복된다. E-테스트의 결과를 확인하려면 페니실린 G E-테스트 스트립이 포함된 첫 번째 플레이트를 수집합니다. 이제 억제 영역이 항생제 스트립과 교차하는 지점을 결정합니다. 저울에서 해당 숫자 값을 읽습니다. 이 값은 페니실린 G의 MIC 값을 나타냅니다. 동일한 방식으로 겐타마이신에 대한 MIC 값을 결정합니다. 먼저 MH-A 플레이트에 연쇄상구균 G군 균주 박테리아를 접종합니다. 접시 바닥에 박테리아의 이름, 사용할 항생제, 날짜를 표시하십시오. 이제 관심 항생제에 대한 E-테스트 스트립을 플레이트 중앙에 놓습니다. 그런 다음 두 번째 테스트 스트립을 첫 번째 스트립과 90도 각도로 잡고 MIC 마크를 찾습니다. 두 MIC 값이 교차하는 지점에서 두 번째 E-strip을 첫 번째 E-strip 위에 부드럽게 놓습니다. 스트립이 배치되면 이동하지 마십시오. 다음으로, 섭씨 37도에서 18-20시간 동안 플레이트를 배양합니다. 두 개의 MH-A 플레이트에 연쇄상구균 그룹 G 균주 박테리아를 접종한 후 한 플레이트의 표면에 하나의 항생제에 대한 E-테스트 스트립을 놓습니다. 그런 다음 시연된 대로 두 번째 플레이트에 다른 항생제에 대한 E-테스트 스트립을 놓습니다. 플라스틱 접종 루프를 사용하여 해당 플레이트의 표면에 각 항생제의 MIC 값을 표시합니다. 다음으로 플레이트를 덮고 실온에서 1시간 동안 배양합니다. 그런 다음 집게를 사용하여 E 스트립을 제거하십시오. 다음으로, 플레이트 중 하나와 다른 항생제에 대한 E-테스트 스트립을 수집합니다. 첫 번째 스트립이 남긴 각인 위에 E-테스트 스트립을 잡고 E 스트립의 MIC 값이 표시된 선과 일치하는 지점을 찾습니다. 이 교차점에 스트립을 부드럽게 놓습니다. 두 번째 플레이트에 대해 이 과정을 반복하고 두 플레이트를 모두 섭씨 37도에서 18-20시간 동안 배양합니다. 먼저, 확립된 박테리아 농도의 박테리아 현탁액을 얻고 배양액을 MHF 배지에 희석하여 0.003의 OD600을 달성합니다. 다음으로, 페니실린 G 16mg과 겐타마이신 128mg의 무게를 잰다. 계량된 건조 항생제를 각각 215ml 원뿔형 튜브에 옮깁니다. 각 원뿔형 튜브에 증류수 10ml를 넣고 볼텍싱하여 잘 섞습니다. 튜브에 항생제 이름과 농도를 표시합니다. 분석을 3회식으로 수행하여 작업 중인 박테리아 용액 400마이크로리터를 96웰 마이크로타이터 플레이트의 3열 중 첫 번째 웰에 추가합니다. 다음으로, MHF 육수에 있는 작동 박테리아 용액 200마이크로리터를 세 줄의 우물에 추가합니다. 이제 2배 연속 항생제 희석을 생성하려면 먼저 첫 번째 웰에 4마이크로리터의 항생제 스톡을 추가하여 100배 희석을 생성합니다. 순차적으로, 200마이크로리터의 박테리아-항생제 용액을 첫 번째 웰에서 시작하여 두 번째 웰에서 각 행의 마지막 웰까지 각 웰로 옮기고, 모든 이송 후 2-3회 피펫팅하여 적절한 혼합을 보장합니다. 마지막 200마이크로리터의 박테리아 항생제 용액을 폐기합니다. 페니실린 G에 대한 국물 미세 희석 테스트 결과를 확인하려면 먼저 탁도가 부족한 것으로 표시되는 눈에 띄는 박테리아 성장을 나타내지 않는 우물을 찾으십시오. 이 웰에서 항생제 농도가 가장 낮은 웰을 식별합니다. 이는 테스트된 박테리아에 대한 페니실린 G의 MIC 값을 나타냅니다. 겐타마이신의 MIC 값은 동일한 분석법과 기법을 사용하여 측정할 수 있습니다. 비교차 테스트의 결과를 확인하려면 페니실린 G E 스트립이 포함된 첫 번째 플레이트를 수집합니다. 그런 다음 성장 억제 영역이 항생제 스트립과 교차하는 지점을 결정합니다. 척도의 해당 값은 겐타마이신과 결합된 페니실린 G에 대한 MIC 값을 나타냅니다. 이 예에서 조합된 MIC 값은 밀리리터당 0.064마이크로그램입니다. 이제 겐타마이신 E 스트립이 포함된 두 번째 플레이트를 수집하고 이전에 시연한 바와 같이 조합하여 MIC 값을 결정합니다. 조합의 효과를 평가하기 위해서는 먼저 항생제 단독의 MIC로 조합된 MIC를 나누어 페니실린 G에 대한 분획 억제 농도 또는 FIC를 계산합니다. 겐타마이신에 대해 이 과정을 반복합니다. 그런 다음 여기에 표시된 방정식을 사용하여 FIC 지수를 계산합니다. MIC 값을 2배 감소시키면 FIC 지수 값이 0.5 이하가 되며 페니실린 G와 겐타마이신 간의 시너지 효과를 보여줍니다. 이 경우 계산된 FIC 값은 0.5보다 큰 1.18입니다. 따라서, 이번 연구 결과는 페니실린 G와 겐타마이신 사이의 시너지 효과를 연쇄상구균 그룹 G 균주에 대해 입증하지 못했다. 교차 테스트의 결과를 확인하려면 먼저 성장 억제 영역이 각각의 E 스트립과 교차하는 지점을 결정하십시오. 이 교차점에 해당하는 각 E-테스트 스트립의 숫자 값을 읽습니다. 이 값은 페니실린 G와 겐타마이신에 대한 MIC 값을 나타냅니다. 다음으로, 조합의 효과를 평가하기 위해 여기에 표시된 방정식을 사용하여 FIC 지수를 계산합니다. 이 예에서 계산된 FIC 값은 0.5보다 큰 1.18입니다. 이는 페니실린 G와 겐타마이신이 연쇄상구균 G군 균주에 대해 시너지 효과를 발휘하지 않는다는 것을 의미합니다.

Education

교육

JoVE Science Education

Advanced Biology

심화 생물학

Microbiology

미생물학

measuring bacterial resistance with e-tests

Measuring bacterial resistance with E-tests helps show how strongly an antibiotic can stop growth. The method is used to find the minimal inhibitory concentration, or MIC, which is the lowest antibiotic level that prevents visible bacterial growth. It is a practical way to study resistance in bacteria and compare how different antibiotics perform.

The E-test uses a plastic strip that contains a built-in antibiotic gradient. The strip is placed on an agar plate that has been inoculated with bacteria, and the MIC scale is printed directly on the strip in micrograms per milliliter. After incubation, an ellipse-shaped zone appears where growth is blocked. The MIC is read where that inhibition zone meets the strip.

A similar MIC method is microbroth dilution. In this approach, bacteria are placed in broth with different antibiotic concentrations. After incubation, the MIC is the lowest concentration that still stops visible growth. This method is quantitative and can be used with several bacteria, although it can require many reagents and careful preparation of the concentrations.

Knowing a bacterium’s resistance profile can help guide treatment choices. It can show whether a patient may benefit from one antibiotic or from a combination. When two antibiotics are used together, they may act in an additive, synergistic, or antagonistic way. Additive means the combined effect matches the effect of each drug at equal dose, while synergy means the combined effect is stronger than either drug alone.

E-tests can also be used to look for synergy and antagonism between antimicrobial agents. One method is non-cross testing. In this setup, one antibiotic strip is first placed on the agar plate, allowed to diffuse, and then removed. A second strip is placed in the same position, with the two MIC values aligned, and the result is used to calculate the fractional inhibitory concentration, or FIC. Values above 0.5 show synergy. This method is simple to read, but it takes more time and uses two plates.

A faster option is the cross test. Here, both E-test strips are placed at the same time in a 90-degree cross, with the known MIC values meeting at the angle. Only one plate is needed, so the method saves work, although the result can be a little harder to analyze. The changed inhibition zones are then used to determine whether the antibiotics act synergistically.

A broth-based approach can also be used for combination testing. It gives more flexibility because specific antibiotic concentrations can be chosen outside the limits of an E-test strip. It may also be more sensitive because the antibiotics are evenly distributed in liquid, rather than relying on diffusion through agar. In this method, wells in a 96-well plate are filled with a set number of bacteria and different antibiotic dilutions, and the MIC is the lowest concentration that prevents visible growth.

Measuring Bacterial Resistance with E-Tests

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creating a winogradsky column: a method to enrich the microbial species in a sediment sample

creating-winogradsky-column-method-to-enrich-microbial-species

Winogradsky Column Microbial Layers and Gradients

A Winogradsky column shows how microbial layers form in mud and water over time. It is a clear, enclosed ecosystem that helps scientists grow sediment microbes that are hard to culture in a test tube or on a petri dish. By keeping conditions close to a microbe’s natural habitat, the column makes it possible to study organisms that help drive Earth’s biogeochemical cycles. The column is built from pond or wetland sediment mixed with water in a transparent container. Extra sources of carbon,...

serial dilutions and plating: microbial enumeration

serial-dilutions-and-plating-microbial-enumeration

Counting Bacteria with Dilution Plates

Counting bacteria with dilution plates helps microbiologists estimate how many cells are in a sample. Because bacteria can grow quickly and may be hard to count directly, serial dilution and plating make the concentration easier to measure. These methods have been used for more than a century to study bacterial and viral loads in clinical, industrial, pharmaceutical, and academic labs. Serial dilution reduces a sample in steps. A small volume of the original solution is moved into a fixed...

enrichment cultures: culturing aerobic and anaerobic microbes on selective and differential medias

enrichment-cultures-culturing-aerobic-anaerobic-microbes-on-selective

Selective Media for Bacterial Isolation

Selective media help scientists isolate bacteria by supporting some microbes and blocking others. This lab also uses differential media, which reveal a visible chemical trait in the organism being grown. Together, these methods help identify bacteria from mixed samples. Prokaryotic cells live in almost every environment on Earth. They also show wide metabolic diversity, so the growth medium must supply the molecules they need for energy. Some microbes are extremophiles, meaning they live in...

pure cultures and streak plating: isolation of single bacterial colonies from a mixed sample

pure-cultures-streak-plating-isolation-single-bacterial-colonies-from

Streak Plate Method for Isolating Bacteria

The streak plate method is used to isolate single bacterial colonies from a mixed sample. It helps separate one bacterial type from another so a pure culture can be grown. This is important in both clinical and research settings, where bacteria often grow together in mixed cultures. Pure cultures are needed for later genetic and protein studies. They are also used to check whether a sample is pure and to identify infectious agents from clinical samples. Because different strains can affect...

16s rrna sequencing: a pcr-based technique to identify bacterial species

16s-rrna-sequencing-pcr-based-technique-to-identify-bacterial

Bacterial ID with 16S rRNA Gene Sequencing

Bacterial identification with 16S rRNA gene sequencing helps scientists tell bacterial species apart. It is used in microbial ecology to study biodiversity in environmental samples and in medical microbiology to help diagnose infected patients. Traditional methods include microscopy, growth on specific media, biochemical and serological tests, and antibiotic sensitivity assays. Molecular methods have changed how bacteria are identified. 16S ribosomal RNA (rRNA) gene sequencing is often faster...

growth curves: generating growth curves using colony forming units and optical density measurements

growth-curves-generating-growth-curves-using-colony-forming-units

Bacterial Growth Stages and Cell Counts

Bacterial growth stages and cell counts show how a culture changes over time. This page follows a batch culture as it moves through lag, exponential, stationary, and death phases. It also shows how colony forming units, or CFU, and optical density can be used to measure that growth. Lag phase is the time bacteria need to adjust to a new environment before fast division begins. During exponential phase, cells grow and divide at the fastest rate, and DNA replication, RNA transcription, and...

antibiotic susceptibility testing: epsilometer tests to determine mic values of two antibiotics and evaluate antibiotic synergy

Measuring bacterial resistance with E-tests helps show how strongly an antibiotic can stop growth. The method is used to find the minimal inhibitory concentration, or MIC, which is the lowest antibiotic level that prevents visible bacterial growth. It is a practical way to study resistance in bacteria and compare how different antibiotics perform. The E-test uses a plastic strip that contains a built-in antibiotic gradient. The strip is placed on an agar plate that has been inoculated with...

microscopy and staining: gram, capsule, and endospore staining

microscopy-and-staining-gram-capsule-and-endospore-staining

Bacterial Stains for Cell Walls and Spores

Bacterial stains help scientists see cell walls, capsules, and endospores with a compound light microscope. Many bacteria are hard to tell apart with light alone because they are small, colorless, and can look similar under the lens. Staining makes these hidden features visible and helps identify different bacteria. A compound microscope uses more than one lens to magnify a sample. Its objective lens collects light near the specimen, and the eyepiece enlarges the image. Many compound...

plaque assay: a method to determine viral titer as plaque forming units (pfu)

plaque-assay-method-to-determine-viral-titer-as-plaque-forming-units

Phage Plaque Test for Counting Viruses

Bacteriophages, or phages, are viruses that infect prokaryotic cells. The plaque assay is a classic way to count these viruses by measuring viral titer, which is the amount of virus in a sample. It was first described in 1952 and is still one of the most reliable methods for determining viral titer. Phages were identified in the early 20th century by Twort and d'Hérelle. They have since been recognized for their therapeutic value and for their role in human and global ecosystems. Interest in...

transformation of e. coli cells using an adapted calcium chloride procedure

transformation-e-coli-cells-using-an-adapted-calcium-chloride

Calcium Chloride DNA Uptake in E. coli

Calcium chloride treatment can help E. coli take up foreign DNA. This chemical transformation method is used in molecular biology to move a plasmid into bacterial cells and then identify the cells that received it. The protocol described here uses chemically competent E. coli DH5α cells and the plasmid pUC19 to measure transformation efficiency. Bacteria can exchange genetic material through horizontal gene transfer. The three main routes are transformation, transduction, and conjugation.

conjugation: a method to transfer ampicillin resistance from donor to recipient e. coli

conjugation-method-to-transfer-ampicillin-resistance-from-donor-to

Bacterial Gene Transfer by Conjugation in E. coli

Bacterial conjugation is a form of horizontal gene transfer in E. coli that moves DNA from one cell to another through direct contact. It was first discovered by Lederberg and Tatum in 1946. Unlike transformation or transduction, conjugation is a natural, one-way transfer of DNA from a donor cell to a recipient cell. This process can increase bacterial genetic diversity. It is often described as a type of bacterial mating. It has also helped drive the spread of antibiotic-resistant bacteria.

phage transduction: a method to transfer ampicillin resistance from donor to recipient e. coli

phage-transduction-method-to-transfer-ampicillin-resistance-from

Using P1 Phage to Move Antibiotic Resistance in E. coli

Bacteriophage transduction moves DNA between bacteria by using a phage, or bacterial virus, as the carrier. In this process, a phage can deliver genetic material from one bacterium to another. The method is a form of horizontal gene transfer and is important in both bacterial evolution and laboratory genetics. Phages were first described in the early 1900s, and transduction was named in 1951 by Norton Zinder and Joshua Lederberg. The transcript describes two main phage classes. Lytic phages...

microbiology

이 컬렉션은 적절한 멸균 기술 및 평판배양, 선택적 배지를 사용하고 검체를 농축하는 방법, 혼합 또는 순수 검체를 위한 배양 방법을 포함한 미생물 조사의 핵심 도구를 보여줍니다. 또한 미생물 분리를 식별하는 일반적인 방법과 박테리아의 유전자 조작 절차를 살펴 봅니다

Learn how E-tests and microbroth dilution measure MIC values, and how cross and non-cross setups reveal antibiotic synergy in bacteria.

Measuring Bacterial Resistance with E-Tests | JoVE K12

Georgia Standards of Excellence

9-12

Biology

SB6.e

Anna Bläckberg

Rolf Lood

Department of Clinical Sciences Lund, Division of Infection Medicine, Biomedical Center

Lund University

Concepts

Preparation of Plates and Bacteria

Determining MIC Using E-Test

Synergy Testing: Cross Approach

Synergy Testing: Non-Cross Approach

MIC Determination Using Broth Dilution

Data Analysis: Broth Microdilution

Data Analysis and Results: Synergy Testing

Nucleic Acids and Nucleotides

Nucleic acids are the most important macromolecules for the continuity of life. They carry the cell&#39;s genetic blueprint and have instructions for its ...

Nucleic Acid Structure

The pentose sugar in DNA is deoxyribose, while in RNA the pentose sugar is ribose. The difference between the sugars is the presence of the hydroxyl group ...

DNA Base Pairing

Erwin Chargaff&#x2019;s rules on DNA equivalence paved the way for the discovery of base pairing in DNA. Chargaff&#x2019;s rules state that in a ...

From DNA to Protein

The flow of genetic information in cells from DNA to mRNA to protein is described by the central dogma, which states that genes specify the sequence of ...

The DNA Helix

Deoxyribonucleic acid, or DNA, is the genetic material responsible for passing traits from generation to generation in all organisms and most viruses. DNA ...

The Central Dogma

The central dogma explains the flow of genetic information from DNA nucleotides to the amino acid sequence of proteins.
RNA is the Missing Link Between ...

Genomic DNA in Prokaryotes

The genome of most prokaryotic organisms consists of double-stranded DNA organized into one circular chromosome in a region of cytoplasm called the ...

Genomic DNA in Eukaryotes

Eukaryotes have large genomes compared to prokaryotes. To fit their genomes into a cell, eukaryotic DNA is packaged extraordinarily tightly inside the ...

Overview

Deoxyribonucleic acid, or DNA, is the genetic material responsible for passing traits from generation to generation in all organisms and most ...

DNA Packaging

Overview

Eukaryotes have large genomes compared to prokaryotes. In order to fit their genomes into a cell, eukaryotes must pack their DNA tightly inside ...

RNA Structure

Overview
The basic structure of RNA consists of a five-carbon sugar and one of four nitrogenous bases. Although most RNA is single-stranded, it can form ...

RNA Stability

Intact DNA strands can be found in fossils, while scientists sometimes struggle to keep RNA intact under laboratory conditions. The structural variations ...

pre-mRNA Processing

In eukaryotic cells, transcripts made by RNA polymerase are modified and processed before exiting the nucleus. Unprocessed RNA is called precursor mRNA or ...

Types of RNA

Overview
Three main types of RNA are involved in protein synthesis: messenger RNA (mRNA), transfer RNA (tRNA), and ribosomal RNA (rRNA). These RNAs ...

DNA as a Genetic Template

What is Gene Expression?

A gene is a stretch of DNA that serves as the blueprint for functional RNAs and proteins. Since DNA is comprised&#160; of nucleotides and proteins are ...

Transcription

Transcription is the synthesis of RNA from a DNA sequence by RNA polymerase. It is the first step in producing a protein from a gene sequence. ...

Translation

Translation is the process of synthesizing proteins from the genetic information carried by messenger RNA (mRNA). Following transcription, it constitutes ...

Ribosomes

Ribosomes translate genetic information encoded by messenger RNA (mRNA) into proteins. Both prokaryotic and eukaryotic cells have ribosomes. Cells that ...

tRNA Activation

Initiation of Translation

Termination of Translation

What are Cells?

Cell Diversity

The concept of a cell started with microscopic observations of dead cork tissue by Robert Hooke in 1665. Hooke coined the term &#34;cell&#34; based on the ...

Cells of the Epidermis

The epidermis is made of four or five layers of epithelial cells, depending on its location in the body. From deep to superficial, these layers are the ...

Bone Cells and Tissue

Bones contain a relatively small number of cells entrenched in a matrix of organic and inorganic components. Although bone cells compose only a small ...

Gross Anatomy of Skeletal Muscles

The connective tissues play a significant role in arranging the muscle fibers into a hierarchical structure that forms a complete muscle. Consider a ...

Structure of Cardiac Muscles

Cardiac muscle, or myocardium, is a specialized type of muscle found exclusively in the heart. Its unique structural and functional characteristics enable ...

structure-and-organization-of-smooth-muscles

Structure and Organization of Smooth Muscles

In the human body, smooth muscle tissue is found lining the visceral and tubular organs such as the liver, lungs, blood vessels, and respiratory tract.
...

Chromosome Replication

Before a cell can divide, it must accurately replicate all of its chromosomes, including the DNA and its associated histone and non-histone ...

Neurons: The Cell Body and the Dendrites

A typical nerve cell comprises three main components: the cell body, dendrites, and the axon. The cell body, also known as the soma or perikaryon, serves ...

Lampbrush Chromosomes

In 1882, Flemming observed lampbrush chromosomes (LBC) in salamander eggs. Later in 1892, R&#252;ckert observed LBCs in shark egg cells and coined the ...

Neurons: The Axon

The axon is a long, thin extended portion of the neuron that carries impulses from its cell body toward the effector cell.
Axoplasm, the axon&#39;s ...

Polytene Chromosomes

Polytene chromosomes are giant interphase chromosomes with several DNA strands placed side by side. They were discovered in the year 1881 by Balbiani in ...

Nervous Tissue: Neuron Types

Neurons, the fundamental units of the nervous system, can be classified based on both their structural and functional characteristics.
Structurally, ...

Euchromatin

The extent of chromatin compaction can be studied by staining chromatin using specific DNA binding dyes. Under the microscope, the dense-compacted regions ...

Nervous Tissue: Glial Cells

Glial cells or neuroglia are non-neuronal cells in the nervous system that outnumber neurons. These include astrocytes, oligodendrocytes, microglia, and ...

Heterochromatin

Lymphoid Cells and Tissues

Lymphoid cells and lymphoid tissues are the two major components of lymphoid organs.
Lymphoid cells consist of immune system cells such as B and T ...

chromatin-position-affects-gene-expression

Chromatin Position Affects Gene Expression

Chromatin is the massive complex of DNA and proteins packaged inside the nucleus. The complexity of chromatin folding and how it is packaged inside the ...

Two structural features of the DNA molecule provide a basis for the mechanisms of heredity: the four nucleotide bases and its double-stranded nature. The ...

Organization of Genes

Chromosome Structure

A functional eukaryotic chromosome must contain three elements: a centromere, telomeres, and numerous origins of replication.
The centromere is a DNA ...

Construct an explanation based on evidence for how the structure of DNA determines the structure of proteins which carry out the essential functions of life through systems of specialized cells. Emphasis is on the conceptual understanding that DNA sequences determine the amino acid sequence and thus protein structure. Students can produce scientific writing, or presentations, and/or physical models that communicate constructed explanations.

HS-LS1-1

Characteristics of Life

Biology is a natural science that studies life and living organisms, including their structure, function, development, interactions, evolution, ...

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Levels of Organization

Biological organization is the classification of biological structures, ranging from atoms at the bottom of the hierarchy to the Earth&#x27;s biosphere. ...

The Scientific Method

The scientific method is a detailed, empirical problem-solving process used by biologists and other scientists. This iterative approach involves ...

Taxonomy

Taxonomy is the science of defining and naming groups of biological organisms based on shared characteristics. It uses a hierarchy of increasingly ...

Phylogeny

Phylogeny is concerned with the evolutionary diversification of organisms or groups of organisms. A group of organisms with a name is called a taxon ...

Develop and use a model to illustrate the hierarchical organization of interacting systems that provide specific functions within multicellular organisms. Emphasis is on functions at the organism system level such as nutrient uptake, water delivery, or organism movement in response to neural stimuli. An example of an interacting system could be an artery depending on the proper function of elastic tissue and smooth muscle to regulate and deliver the proper amount of blood within the circulatory system.

HS-LS1-2

Overview of Metabolism

Living cells constantly carry out various chemical reactions which are necessary for their proper functioning. These reactions are interlinked to one ...

Regulation of Metabolism

Cellular needs and conditions vary from cell to cell and change within individual cells over time. For example, the required enzymes and energetic demands ...

Positive and Negative Feedback Loops

Animal organs and organ systems constantly adjust to internal and external changes through a process called homeostasis (&#34;steady state&#34;). Examples ...

Functions of Life

Human life is characterized by a variety of functions that are essential for survival and well-being. These functions include metabolism, movement, ...

Requirements for Human Life

The Earth and its atmosphere have provided humans with air, water, and food, but these are not the only requirements for survival. Humans also require a ...

What is Homeostasis?

Maintaining homeostasis requires that the body continuously maintain its internal conditions. Each physiological condition has a particular set point, ...

Negative and Positive Feedback

Plan and conduct an investigation to provide evidence that feedback mechanisms maintain homeostasis in living organisms. Examples of investigations could include heart rate responses to exercise, stomate responses to moisture and temperature, root development in response to water levels, or cell response to hypertonic and hypotonic environments.

HS-LS1-3

Measuring Bacterial Resistance with E-Tests

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