January 17th, 2025
A quantificação de glicose de Bergmeyer é uma técnica enzimática espectrofotométrica usada principalmente para testes clínicos que medem com precisão e sensibilidade a quantidade de glicose. Aqui, apresentamos um protocolo para o uso desse método para amostras microbiológicas.
A pesquisa avalia a concentração de glicose em amostras microbianas usando técnicas de quantificação de filtros bacterianos e de leveduras. O objetivo é melhorar a acurácia do grama de massa de glicose em estudos microbiológicos. Os desafios incluem quantificar com precisão a baixa concentração de glicose em amostras microbianas complexas e distinguir entre fontes microbianas e ambientais de glicose em culturas mistas.
A pesquisa mostrou uma correlação clara entre cepas microbianas específicas e suas taxas de consumo de glicose, revelando como os fatores ambientais influenciam as vias metabólicas. Nosso protocolo aprimora a detecção de glicose, melhorando a especificidade e a sensibilidade, reduzindo o tempo de processamento. O uso de ácido sulfúrico de forma controlada minimiza a interferência.
Pesquisas futuras se concentrarão na otimização de métodos de detecção de glicose para aplicações em microbiologia industrial e na investigação do papel de genes específicos no metabolismo da glicose sob condições ambientais variadas. Para começar, pesar 1,28 gramas de di-hidrogenofosfato de potássio e 0,1304 gramas de fosfato dipotássico em um copo de vidro. Adicione 70 mililitros de água deionizada e ajuste o pH para 5,5 usando ácido clorídrico 1 molar ou hidróxido de potássio.
Em seguida, transferir a solução para um balão volumétrico de 100 ml e ajustar o volume para 100 mililitros com água desionizada. Armazene a solução preparada em um recipiente âmbar a 4-8 graus Celsius por até três meses. Em seguida, pesar 0,01 gramas de dicloridrato de o-dianisidina em um tubo de centrífuga de 2 mililitros.
Usando uma pipeta de 1.000 microlitros, adicione 1 mililitro de água deionizada para dissolver o composto e misture a solução lentamente. Enrole o tubo da centrífuga em papel alumínio para protegê-lo da luz e armazene-o a 20 graus Celsius. Em seguida, adicione a solução de dicloridrato de o-dianisidina a 10 mililitros de tampão fosfato em um balão volumétrico de 100 mililitros e ajuste o volume final para 100 mililitros com o tampão fosfato.
Depois de transferir a solução para um frasco âmbar, armazene-a a 4-8 graus Celsius por 3-4 meses. Agora coloque um balão volumétrico de 100 mililitros com 30 mililitros de água deionizada em um banho de gelo. Após 10 minutos, despeje lentamente 51 mililitros de ácido sulfúrico a 98% nas paredes do frasco, agitando-o suavemente.
Posteriormente, ajuste o volume final para 100 mililitros com água deionizada e transfira a solução para um frasco âmbar de vidro para armazenamento. Para a preparação enzimática, pesar 0,01 gramas de glicose oxidase em um microtubo estéril de 2 mililitros. Adicione 1 mililitro de tampão de acetato de sódio 50 milimolar a pH 5 ao microtubo e misture delicadamente.
Em seguida, em um novo microtubo de 2 mililitros, pesar 0,0031 gramas de enzima peroxidase e dissolva-o em 1 mililitro de tampão fosfato ajustado para pH 5,5. Cubra os dois microtubos contendo enzimas com papel alumínio e armazene-os a 20 graus Celsius. Em seguida, prepare 1 grama por litro de solução padrão de D-glicose usando água deionizada.
Para começar, prepare o padrão de glicose e todas as outras soluções necessárias para o ensaio. Adicione o volume apropriado de glicose a tubos novos de 2 mililitros. Defina um termobanho seco para 37 graus Celsius e deixe-o estabilizar.
Adicione os volumes apropriados de tampão a cada microtubo, seguido por 3,3 microlitros de glicose oxidase e 1,2 microlitros de peroxidase. Incube os tubos a 37 graus Celsius e ajuste o cronômetro para 20 minutos. Imediatamente após a incubação, adicione 750 microlitros de ácido sulfúrico a 50% a cada microtubo e coloque-os em um banho de gelo por 2 minutos para esfriar.
Transfira a mistura resfriada de 1.500 microlitros para uma cubeta de plástico e meça a absorbância em 529 nanômetros. Em seguida, limpe a área de trabalho com uma solução de álcool a 70% e acenda um queimador para garantir a assepsia. Obtenha bactérias ou leveduras em um meio de cultura líquido.
Transfira 100 microlitros da cultura para microtubos de 1,5 mililitro usando pontas estéreis. Centrifugue as amostras a 7.500 G por 7 minutos a 4 graus Celsius. Após a centrifugação, remova cuidadosamente o sobrenadante, que contém glicose em solução.
Misture 0,5 microlitros do sobrenadante com todos os componentes necessários para preparar a mistura de reação. Incube os microtubos por 20 minutos a 37 graus Celsius e adicione imediatamente 750 microlitros de ácido sulfúrico a 50%. Deixe a mistura esfriar em banho de gelo por 2 minutos.
Finalmente, meça a absorbância em 529 nanômetros. A análise espectrofotométrica indicou um pico máximo de absorbância em 529 nanômetros. A análise do consumo de glicose por Debaryomyces hansenii demonstrou resultados consistentes entre os métodos de glicose oxidase e DNS até que surgiram diferenças significativas em 6, 8 e 12 horas.
A aplicação do método da glicose oxidase do ácido sulfúrico facilitou a análise de altas concentrações de glicose de até 100 gramas por litro, com resultados confiáveis após a diluição.
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Este estudo apresenta um protocolo para quantificar a concentração de glicose em amostras microbianas usando o método de quantificação de glicose de Bergmeyer. A técnica visa melhorar a precisão das medições de glicose em pesquisas microbiológicas.
Accurate quantification of glucose in microbiological samples is critical for understanding cellular metabolism and metabolic pathway modulation in early discovery and process development. The Bergmeyer enzymatic method offers enhanced specificity and sensitivity, enabling reliable metabolic profiling and supporting data-driven decisions in microbial strain selection and optimization. This capability strengthens predictive confidence at key inflection points in bioprocess and translational research pipelines.
The Bergmeyer glucose quantification method integrates into the discovery-to-preclinical continuum, supporting both early metabolic hypothesis testing and downstream process optimization.