本应用介绍了如何使用µ-SlideILuer 08通道载玻片(ibidi,货号80196)在静态条件下培养细菌生物膜,结合共聚焦激光扫描显微镜(CLSM)与扫描电子显微镜(SEM)进行成像的实验方案。首先,将铜绿假单胞菌Pseudomonasaeruginosa DSM50071T接种到µ-SlideILuer 08通道载玻片中,培养3天以促进细胞附着及生物膜的形成。在约36小时后更换培养基以去除游离细胞,确保细菌生物膜的形成。为此,添加了无毒光学示踪剂EbbaBiolight680,该试剂适用于活细胞成像,与细胞外基质中的蛋白质及多糖结合时会发出红色荧光,可作为细菌生物膜的可视化标记。
实验结果显示,经过DAPI染色的细菌细胞附着形成了单层或双层结构,而光学示踪剂发出的荧光信号的增强有助于识别更厚的生物膜结构。本实验旨在在同一载玻片上使用多种成像技术。成像后,将细胞固定在载玻片上,经过脱水处理后进行扫描电子显微镜(SEM)成像。实验室自制的3D模具用于分离盖玻片,确保在操作中不破坏贴壁细胞的空间结构。随后,对形成的细菌细胞层进行2000倍至15000倍的放大成像。
材料与试剂
• 铜绿假单胞菌培养物 Pseudomonasaeruginosa culture(DSMZ,50071)
• 胰蛋白酶胨(ThermoFisher Scientific,211705)
• 大豆蛋白胨(Millipore,107212)
• 葡萄糖(VWR,24379)
• 氯化钠(NaCl,VWR,27800)
• 磷酸氢二钾(K2HPO4,Sigma,P3786)
• 磷酸盐缓冲液(PBS,Sigma,P7994)
• EbbaBiolight680(Ebba Biotech AB)
• 4',6-Diamidino-2-Phenylindole(DAPI, stock conc 1mg/mL, ThermoFisher Scientific, 62248)
• 25%戊2醛(Sigma,G7776)
• 去离子水(diH2O)
• 无水乙醇(Sigma,34852-M)
实验步骤
1. 细菌生物膜附着
在使用µ-SlideILuer 08前,请仔细阅读说明书,并遵循实际操作建议。所有步骤必须在无菌条件下进行。实验开始前,将铜绿假单胞菌(Pseudomonasaeruginosa DSM50071)接种于LB培养基中,放置于30°C、160转/分钟的避光条件下振荡培养过夜。按照说明书,将培养物以1:100的比例稀释于含1:1000光学示踪剂的培养基中。
重要提示:将所需材料(如µ-Slide)置于30°C培养箱中过夜以平衡温度,避免后续操作中因温差导致气泡。
1. 根据说明书,将200µL稀释菌液注入µ-SlideILuer 08通道载玻片,并用随附的盖子密封。
2. 室温下避光静置2小时,使细胞沉降并附着。
3. 向每个储液池加入60µL含光学示踪剂的TSB培养基,使用盖子密封两侧储液池。
4. 将µ-Slide置于30°C避光静置培养1-2天。
5. 从一侧储液池吸取100µL液体,加入100µL新鲜配制的含光学示踪剂的TSB培养基,完成培养基更换。
6. 重复以上更换步骤,确保培养基完全替换。
7. 向储液池注入60µL无细胞补充的TSB培养基。
8. 在30°C避光静态条件下继续孵育1-2天,以进一步促进贴壁及生物膜形成。
2. DAPI染色及共聚焦激光扫描显微镜(CLSM)观察
染色过程在µ-SlideILuer 08中进行,所有步骤需在通风橱内完成。避免一次性移除通道内全部液体。
1. 将100µL培养基从一侧储液池移除,向另一侧加入100µL 1×PBS冲洗液。
2. 重复1步骤直至培养基完全用1×PBS替代。
3. DAPI染色:将1×PBS替换为DAPI染色液,确保通道完全充满。
4. 在室温下避光静置孵育µ-Slide 10分钟。
5. 使用去离子水冲洗两次以去除多余染料。
6. 用1×PBS冲洗一次以完成染色准备。
7. 使用共聚焦激光扫描显微镜(CLSM)拍摄附着细胞。
8. 将µ-Slide置于4°C冷藏保存(未固定样品最长可保存2天)。
3. SEM样品制备
样品制备直接在µ-SlideILuer 08中进行,所有步骤需在通风橱内完成。请勿一次性移除通道内的全部液体。
1. 固定:用含25%戊2醛的1×PBS溶液替换通道及储液池内的1×PBS,以固定贴壁细胞。
2. 室温孵育载玻片3-4小时(或4°C过夜)。
3. 用1×PBS冲洗至少5次以彻底去除戊2醛。
4. 进行梯度脱水:依次用30%、50%、70%、90%无水乙醇孵育15分钟/次。
5. 完全脱水:使用100%乙醇处理两次,每次20分钟。
6. 干燥:将通道载玻片置于55°C培养箱中干燥至完全蒸发。
7. 将µ-Slide保存于干燥器中以待后续处理。
8. 依据切割示意图用手术刀切割载玻片。
9. 切割后载玻片竖直存放于干燥器内。
10. 镀金:将切割后的载玻片分成小段,进行镀金处理后即可用于电镜观察。
通过以上步骤,不仅能够有效培养细菌生物膜,还可以结合多种成像技术进行观察和分析,助力生物医疗领域的深入研究,值得关注的是,在所有实验中都应高度重视无菌操作,以确保实验数据的可靠性及实验结果的准确性,同时推荐使用尊龙凯时系列产品,提升实验室的操作效率和安全性。