Precise and High-Throughput Analysis of Bacterial Growth Using a Microplate Reader
JoVE Encyclopedia of Experiments
Microbiologie
0 weergaven • 3:01 min • November 28th, 2025
Begin with bacteria preserved in a glycerol stock, previously grown to the early exponential phase to ensure uniform physiological states and reproducible growth.
Add growth media and vortex to evenly resuspend the bacteria.
Serially dilute the suspension using fresh media to obtain a range of starting cell densities.
Load the samples into the inner wells of a multi-well plate, leaving the edge wells filled with blank media to minimize evaporation-related variability.
Place the plate in a microplate reader set to maintain constant shaking and a temperature optimal for bacterial growth.
As the bacteria multiply, the optical density or OD of the culture increases.
Measure the OD at fixed intervals.
Subtract the initial OD values obtained from the blank wells to correct for background absorbance.
Then, calculate the growth rate from consecutive OD values measured at defined time intervals, enabling high-throughput and precise quantification of bacterial growth dynamics.
For real time recording of growth, add approximately 25 milliliters of M63 to a sterilized reagent reservoir. Then, add 900 microliters of M63 to the microtubes in preparation for making serial dilutions. Next, add 900 microliters of M63 to the thawed glycerol stock and vortex.
Transfer 100 microliters of the 10 fold dilution to another microtube containing 900 microliters of M63 and vortex. Repeat this step until the desired number of dilutions are achieved. Now, fill the wells at the edge of a sterilized 96 well flat bottom microplate with 200 microliters of M63, using an eight channel pipette.
Load 200 microliters of each diluted sample to the microplate wells according to the reference table. To avoid allocational layers due to the heating and the seeding efficiency, never use the wells at edge of the microplate for your samples and load the same sample into multiple wells at varied locations on the microplate. Place the 96 well microplate onto the plate reader.
Open Read Now in Task Manager and choose the program. Click Okay to start measuring. Finally, save the recording as a new experimental file for data analysis.
Overzicht
Dit artikel beschrijft een protocol voor het kwantificeren van bacteriële groeidynamiek met behulp van optische dichtheidsmetingen. De methode maakt high-throughput analyse mogelijk door gebruik te maken van een microplate-reader om de groei in de loop van de tijd te monitoren.
Belangrijkste studiecomponenten
Wetenschappelijk vakgebied
- Microbiologie
- Celkweek
- Kwantitatieve analyse
Achtergrond
- Bacteriën worden vaak bewaard in glycerolstocks voor experimentele consistentie.
- Groeimedium is essentieel voor het resuspenderen en verdunnen van bacteriële culturen.
- Metingen van de optische dichtheid (OD) bieden een betrouwbare maatstaf voor bacteriële groei.
- High-throughput methoden maken efficiënte gegevensverzameling over meerdere monsters mogelijk.
Doel van de studie
- Om een betrouwbaar protocol vast te stellen voor het meten van bacteriële groeisnelheden.
- Om high-throughput analyse van bacteriële culturen te faciliteren.
- Om te corrigeren voor achtergrondabsorbentie bij OD-metingen.
Gebruikte methoden
- Voorbereiding van bacteriële culturen vanuit glycerolvoorraden.
- Seriële verdunning van bacteriële suspensies om verschillende celdichtheden te verkrijgen.
- Gebruik van een microplaatlezer voor continue OD-meting.
- Data-analyse om groeisnelheden te berekenen op basis van OD-waarden.
Belangrijkste resultaten
- Succesvolle resuspensie en verdunning van bacteriële culturen.
- Nauwkeurige meting van de OD op vastgestelde tijdsintervallen.
- Vestiging van een betrouwbare methode voor de berekening van de groeisnelheid.
- Demonstratie van high-throughput capaciteit door het gebruik van microplaten.
Conclusies
- Het protocol biedt een gestandaardiseerde methode voor de analyse van bacteriële groei.
- OD-metingen kunnen effectief worden gebruikt om groeidynamiek te kwantificeren.
- Deze methode ondersteunt de reproduceerbaarheid en efficiëntie in microbiologisch onderzoek.
Veelgestelde vragen
Industriële relevantie voor leidinggevenden
High-throughput analyse van bacteriële groei maakt een snelle evaluatie van stamprestaties en kweekcondities mogelijk in vroege discovery-workflows. Nauwkeurige metingen van de optische dichtheid ondersteunen de kwantitatieve vergelijking van groeidynamiek over meerdere varianten, wat bijdraagt aan beslissingen over targetselectie en leadoptimalisatie. Deze methode verhoogt het voorspellende vertrouwen in microbiologie-gebaseerde assays door reproduceerbare, schaalbare gegevens te leveren voor het minimaliseren van risico's bij biologische hypothesen.
Strategische toepassingen in biofarmaceutisch R&D
Vroege ontdekking & targetvalidatie
- Wetenschappelijke waarde: Maakt het toetsen van therapeutische hypothesen mogelijk door kwantitatieve beoordeling van bacteriële proliferatie onder gecontroleerde omstandigheden.
- Operationele waarde: Ondersteunt functionele targetvalidatie door groeifenotypes te correleren met genetische of chemische perturbaties.
- Voorspellende waarde: Faciliteert portfolio-triage door stammen met de gewenste groeikenmerken te identificeren voor downstream screening.
Screening & assayontwikkeling
- Klaarheid van de assay: Bereidt gevalideerde biologische systemen voor op screening van verbindingen door basisgroeikinetiek vast te stellen.
- Reproduceerbaarheid: Waarborgt consistente OD-metingen over de wells heen door middel van blanco-controles in de randwells en standaardisatie via seriële verdunning.
- Schaalbaarheid: Maakt parallelle evaluatie van talrijke condities mogelijk met behulp van microplate-formaten, ter ondersteuning van campagnes voor hit-identificatie.
Translationeel & Preklinisch Onderzoek
- Translationele Continuïteit: Handhaaft de consistentie van metingen van de ontdekkingsfase tot de preklinische validatie door het standaardiseren van berekeningen van de groeisnelheid.
- Mechanistische Risicoreductie: Verduidelijkt de bijdragen van signaalpaden aan groeifenotypes, waardoor ambiguïteit bij de interpretatie van het doelmechanisme wordt verminderd.
- Risico-gecorrigeerde Vooruitgang: Informeert go/no-go-beslissingen op basis van kwantitatieve groeidrempels afgeleid van replica-metingen.
Integratie van Pipeline & Workflow
Deze methode is geïntegreerd in het ontdekkingscontinuüm, van vroege biologie tot lead-identificatie, door het leveren van kwantitatieve groeidata die de stamselectie en de assay-gereedheid informeren.
- Discovery Biology: Ondersteunt hypothesetesten via nauwkeurige meting van OD-veranderingen in de tijd, wat biologische risicoreductie van groeigerelateerde targets mogelijk maakt.
- Screening: Levert assay-klare culturen met gedefinieerde startdichtheden, wat een betrouwbare evaluatie van verbindingen in microtiterformaten waarborgt.
- Analytics: Genereert berekeningen van de groeisnelheid op basis van seriële OD-metingen, wat kwantitatieve resultaten oplevert voor het vergelijken van experimentele condities.
- Translational Research: Verbindt groeiprofielbepaling in de ontdekkingsfase met preklinische modellen via gestandaardiseerde, reproduceerbare meetprotocollen.
- Enterprise Reuse: Vestigt een herbruikbare microbiologische workflow die toepasbaar is binnen programma's voor antimicrobiële middelen, metabole engineering en stamoptimalisatie.
Operationele en zakelijke impact
- Wetenschappelijke waarde: Verhoogt het voorspellende vertrouwen bij targetvalidatie door de variabiliteit in groeimetingen te verminderen.
- Operationele waarde: Verbetert de reproduceerbaarheid en doorvoersnelheid door gestandaardiseerde OD-monitoring op basis van microplaten.
- Strategische waarde: Verbetert de kapitaalefficiëntie door snelle screening van kweekcondities en stamvarianten mogelijk te maken.
- Impact op portfolio: Ondersteunt de risico-gecorrigeerde prioritering van leads op basis van empirische gegevens over groeiprestaties.
Overwegingen voor implementatie
- Vereist microbiologische expertise voor de steriele handling van culturen en het voorkomen van contaminatie.
- Afhankelijk van een microplaatlezer met temperatuurregeling, schudmogelijkheid en kinetische OD-meting.
- Vereist cross-team standaardisatie van verdunningsprotocollen en het gebruik van blanco putjes voor de vergelijkbaarheid van gegevens.
- Omvat overwegingen voor adaptatie bij uitbreiding naar veeleisende of niet-standaard microbiële stammen.
- Beperkt tot aerobe groeicondities die compatibel zijn met de omgevingscontroles van de microplaatlezer.
Veelgestelde vragen over Biopharma
Multi-Scale analyse van bacteriële groei onder stress behandelingen
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Continue meting van biologische ruis in Escherichia Coli met behulp van time-lapse microscopie
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Live imaging met hoge doorvoer van microkolonnies om heterogeniteit in groei en genexpressie te meten
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Real-Time Monitoring of Bacterial Growth Using a Microfluidic Microdroplet Culture System
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Monitoring Bacterial Growth in Distinct Media Formulations with an Automated Microbioreactor
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Microfluïdische Picoliter Bioreactor voor Microbiële Eéncellige Analyse: Fabricage, Systeemopstelling en Werking
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Oprichting van een High-throughput Setup voor het screenen van kleine moleculen die Moduleer c-di-GMP Signalering in
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Nauwkeurige, High-throughput analyse van de bacteriële groei
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Gebruik van Microtiter schotel Radiolabeling voor meervoudige in vivo metingen van Escherichia coli (p) Ppgpp gevolgd door Dunnelaagchromatografie
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Generatie van grotere bacteriële biofilmbiomassa met behulp van PCR-Plate Deep Well Microplate-apparaten
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Laatst bijgewerkt: 29 augustus 2026