Automated bacterial sample preparation from agar to MALDI target for routine bacterial identification
Postery | 2023 | Shimadzu | ASMSInstrumentace
Ručně prováděná příprava bakteriálních vzorků pro MALDI-TOF hmotnostní spektrometrii je časově náročná, pracná a s nízkou reprodukovatelností mezi operátory. Zefektivnění tohoto kroku robotickou automatizací může významně zvýšit konzistenci přípravy vzorků, minimalizovat operátorskou chybu a zkrátit dobu analýzy.
Cílem studie bylo vyhodnotit využití PIXL koloniového pickovacího robota pro přípravu bakteriálních vzorků z agarových destiček přímo na MALDI-TOF destičku. Autoři porovnali tři různé způsoby nanášení bakterií a matrice a vybrali nejvhodnější postup s ohledem na identifikační přesnost, počet detekovaných signálů a jednoduchost implementace do rutinní praxe.
Vzorky Escherichia coli sloužily k vývoji metodického postupu, dále byla ověřena metoda na Bacillus subtilis, Cellulomonas uda a Pantoea agglomerans. Bakterie se kultivovaly na Columbia agaru s 5 % krve koně, po pasážích uchovávány zmražené na mikrobankových kuličkách. Pro nanášení se testovaly tři způsoby:
Pro přípravu vzorků byl použit koloniový picker PIXL od Singer Instruments. Analýza probíhala na iDplus Performance MALDI-TOF přístroji značky Shimadzu. Vzorky se ukládaly na jednorázové FlexiMass-DS sklíčka a jako matrici použit 3-lodný 4-hydroxycinnamát (CHCA) ve směsi acetonitril/ethanol/voda s 3 % TFA.
Nejlepší výsledky přinesla metoda C, která zajišťovala více než 99,9% jistotu identifikace E. coli i ostatních testovaných bakterií. Dvojí nanesení matrice vedlo k průměrnému počtu detekovaných signálů kolem 214 oproti 172 u jednorázového pokrytí. U metody A se objevila kontaminace plastizéry z MTP destičky, což vedlo k nemožnosti identifikace.
Automatizované nanášení zlepšuje konzistenci přípravy vzorků, snižuje závislost na zkušenostech operátora a zrychluje rutinní provoz laboratoří. Metoda je vhodná pro vysokopropustné skríninky a rutinní QA/QC analytiku.
Další směřování zahrnuje plnou integraci robotu s online databázemi výsledků, optimalizaci nanášení menších objemů matrice, minimalizaci kontaminace a rozšíření aplikačního spektra na klinické diagnostické postupy.
Vyhodnocení ukázalo, že koloniový picker PIXL lze úspěšně adaptovat pro přípravu vzorků pro MALDI-TOF hmotnostní spektrometrii. Nejlepší výkon vykázala metoda kombinující robotické nanesení bakterií a automatizované dvojí nanesení matrice, která dosahuje citlivosti a spolehlivosti srovnatelné s manuální přípravou.
Michael D. Nairn, Philip Kirk, Matthew E. Openshaw, Oliver Severn, Leah Ashley. Automated bacterial sample preparation from agar to MALDI target for routine bacterial identification. Shimadzu, Singer Instruments.
MALDI, LC/TOF, LC/MS
ZaměřeníKlinická analýza
VýrobceShimadzu
Souhrn
Význam tématu
Ručně prováděná příprava bakteriálních vzorků pro MALDI-TOF hmotnostní spektrometrii je časově náročná, pracná a s nízkou reprodukovatelností mezi operátory. Zefektivnění tohoto kroku robotickou automatizací může významně zvýšit konzistenci přípravy vzorků, minimalizovat operátorskou chybu a zkrátit dobu analýzy.
Cíle a přehled studie
Cílem studie bylo vyhodnotit využití PIXL koloniového pickovacího robota pro přípravu bakteriálních vzorků z agarových destiček přímo na MALDI-TOF destičku. Autoři porovnali tři různé způsoby nanášení bakterií a matrice a vybrali nejvhodnější postup s ohledem na identifikační přesnost, počet detekovaných signálů a jednoduchost implementace do rutinní praxe.
Použitá metodika
Vzorky Escherichia coli sloužily k vývoji metodického postupu, dále byla ověřena metoda na Bacillus subtilis, Cellulomonas uda a Pantoea agglomerans. Bakterie se kultivovaly na Columbia agaru s 5 % krve koně, po pasážích uchovávány zmražené na mikrobankových kuličkách. Pro nanášení se testovaly tři způsoby:
- Metoda A – smíchání bakterií v MTP jamce s matrikovým roztokem (50 µl) a jednorázové vsáknutí na MALDI destičku
- Metoda B – přímé nanášení bakterií robotem podobně třecí technice, následné manuální přidání matrice (jedno/dvojí pokrytí)
- Metoda C – kombinace přímého nanášení bakterií a automatického dvoufázového nanášení matrice pomocí robota
Použitá instrumentace
Pro přípravu vzorků byl použit koloniový picker PIXL od Singer Instruments. Analýza probíhala na iDplus Performance MALDI-TOF přístroji značky Shimadzu. Vzorky se ukládaly na jednorázové FlexiMass-DS sklíčka a jako matrici použit 3-lodný 4-hydroxycinnamát (CHCA) ve směsi acetonitril/ethanol/voda s 3 % TFA.
Hlavní výsledky a diskuse
Nejlepší výsledky přinesla metoda C, která zajišťovala více než 99,9% jistotu identifikace E. coli i ostatních testovaných bakterií. Dvojí nanesení matrice vedlo k průměrnému počtu detekovaných signálů kolem 214 oproti 172 u jednorázového pokrytí. U metody A se objevila kontaminace plastizéry z MTP destičky, což vedlo k nemožnosti identifikace.
Přínosy a praktické využití metody
Automatizované nanášení zlepšuje konzistenci přípravy vzorků, snižuje závislost na zkušenostech operátora a zrychluje rutinní provoz laboratoří. Metoda je vhodná pro vysokopropustné skríninky a rutinní QA/QC analytiku.
Budoucí trendy a možnosti využití
Další směřování zahrnuje plnou integraci robotu s online databázemi výsledků, optimalizaci nanášení menších objemů matrice, minimalizaci kontaminace a rozšíření aplikačního spektra na klinické diagnostické postupy.
Závěr
Vyhodnocení ukázalo, že koloniový picker PIXL lze úspěšně adaptovat pro přípravu vzorků pro MALDI-TOF hmotnostní spektrometrii. Nejlepší výkon vykázala metoda kombinující robotické nanesení bakterií a automatizované dvojí nanesení matrice, která dosahuje citlivosti a spolehlivosti srovnatelné s manuální přípravou.
Reference
Michael D. Nairn, Philip Kirk, Matthew E. Openshaw, Oliver Severn, Leah Ashley. Automated bacterial sample preparation from agar to MALDI target for routine bacterial identification. Shimadzu, Singer Instruments.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Large scale MALDI-TOF imaging of metabolites from filamentous fungi
2018|Bruker|Aplikace
Large scale MALDI-TOF imaging of metabolites from filamentous fungi MALDI-TOF imaging has proved a very useful research tool as it can rapidly produce high spatial resolution images with minimal sample preparation. However, a major drawback of MALDI-TOF based imaging can…
Klíčová slova
imaging, imagingagar, agarcolonies, coloniesfungal, fungalmatrix, matrixcolony, colonymaldi, maldipieces, piecesfilamentous, filamentousfungi, fungisections, sectionsplate, platepetri, petriexcised, excisedimage
Listeria Detection from Enrichment to Identification: Evaluating 24 Species with Enrichment Media, Screening Media, and Rapid Identification Using MALDI-TOF MS Proteomics Method
2025|Shimadzu|Postery
Listeria Detection from Enrichment to Identification: Evaluating 24 Species with Enrichment Media, Screening Media, and Rapid Identification Using MALDI-TOF MS Proteomics Method Nao Kondo1, Hikaru Tsujiyama1, Hitomi Aoyagi1, Yuki Nakagawa1, Kanae Teramoto2, Yusuke Shibahara1, Toshihiro Ii1, Manami Kobayashi2 1. Shimadzu…
Klíčová slova
listeria, listeriablue, blueyes, yescolonies, colonieslight, lightbroth, brothwhite, whitecolony, colonywelshimeri, welshimeriagar, agarsba, sbamedia, mediasheep, sheepaloa, aloacrinical
Rapid Identification of Bacillus Spores by MALDImini™-1 Compact MALDI Digital Ion Trap (DIT) Mass Spectrometer
2020|Shimadzu|Aplikace
Application News No. B112 MALDI-TOF Mass Spectroscopy Rapid Identification of Bacillus Spores by MALDImini™-1 Compact MALDI Digital Ion Trap (DIT) Mass Spectrometer Introduction Identification of bacterial species is necessary for the determination of the appropriate antibacterial drugs for pathogenic…
Klíčová slova
spore, sporemaldi, maldispores, sporesbeads, beadsidentification, identificationtrypsin, trypsinspecies, speciesmicrobial, microbialbacteria, bacteriaproteins, proteinsbacterial, bacterialquick, quicktryptic, trypticpostsource, postsourcedigital
Rapid Identification of Bacillus Spores by MALDImini-1 Compact MALDI Digital Ion Trap (DIT) Mass Spectrometer
2020|Shimadzu|Aplikace
Application News No. B112 MALDI-TOF Mass Spectroscopy Rapid Identification of Bacillus Spores by MALDImini™-1 Compact MALDI Digital Ion Trap (DIT) Mass Spectrometer Introduction Identification of bacterial species is necessary for the determination of the appropriate antibacterial drugs for pathogenic…
Klíčová slova
spore, sporemaldi, maldispores, sporesbeads, beadsidentification, identificationtrypsin, trypsinspecies, speciesmicrobial, microbialbacteria, bacteriaproteins, proteinsbacterial, bacterialquick, quickpostsource, postsourcetryptic, trypticdigital