前言
微生物生長代謝實驗監測分析需求非常普遍,如微生物生長代謝機制及訊號傳遞路線研究,微生物抗生素敏感性測試,化合物、pH、溫度和氣體成分等環境因素作用效果測試,食品品質控制,微生物生產品質控制等微生物檢測相關工作。微生物生長代謝實驗監測方法,需頻繁取樣污染機率高、溫度波動性大、檢測時間間隔長、數據採集和數據分析會消耗大量人力,仍可能無法獲得精確的測量結果。

上圖流程為微生物生長曲線傳統監測方式,費事費力,測定數據波動性大。
微生物長時間傳統培養法,因其處於封閉環境,培養基成分和氣體環境都會相對接種初始環境改變很大。不同外界環境條件下,微生物生長速率、蛋白質表現等代謝產物都會隨之改變。微生物更是對外界環境中營養成分、氣體濃度、溫度差異和藥物處理等相當敏感。
新一代德國BMG labtech CLARIOstar® plus 盤式判讀儀可提供不同溫度、不同氣體環境、不同藥物自動加藥處理、不同參數同步監測等檢測條件、溫度敏感性分析、好氧/厭氧分析、抗生素藥物篩選、不同生長階段蛋白質產物分析、各種條件下生長曲線/代謝產物的自動監測等提供完整解決方案,從實驗過程中無需人員操作、無需頻繁取樣,徹底杜絕污染風險,真正解脫不必要的人力消耗。
靈活多樣的震盪設計
►三種震盪方式可選:線性、圓周、雙圓周。獨特的雙圓周震盪方式,專為懸浮耗氧性微生物長時間培養設計,有效混勻微生物樣品,使微生物與氣體成分均勻接觸,防止微生物不均勻聚集沉澱,同時保證溫和適當的震盪,有效避免微生物震盪損傷。

線性、圓周與雙圓周。
►震盪頻率可任意調整:任意調整轉速100-700rpm,滿足不同微生物震盪條件要求。
►震盪起始維持時間可任意調整;優化的軟體控制方式,確保微生物處於均勻一致的震盪培養環境。
►加固的震盪保護設計:源自德國工藝的加固設計,為微生物長期震盪培養提供最可靠的穩定性保障。

靈活精準的檢測方式
►不同於傳統檢測方法的中心法檢測,靈活的orbital average和well scan檢測方式,可為每孔懸浮培養微生物提供最精準的檢測數據,進一步平均懸浮微生物樣品於不同位置的差異性讀值。特別是CLARIOstar® plus特有的orbital average,可為微生物長時間高頻率檢測生長曲線提供最佳選擇檢測方式,利用最短的檢測時間提供更加的準確性、重復性和穩定性。

中心讀數、orbital average與well scan
超快速吸收光檢測
►微生物長時間培養,OD值是最常用的檢測參數,也是生長曲線監測的必要參數。CLARIOstar® plus專利的超快速免選波長檢測技術,全波長(220-1000nm )檢測時間:<1秒/孔。在對微生物生長曲線及代謝產物分析過程中,該檢測技術在最短時間內檢測生物量、不同背景值、各代謝產物量等,使靜止檢測時間最短,微生物震盪培養最充分均勻,OD值相關的多參數檢測更加可靠。

超快速免選波長檢測技術
►內毒素,是革蘭氏陰性菌細胞壁的產物。FDA要求生物製劑類、抗生素類、疫苗類等製劑必須經過細菌內毒素檢測試驗合格後才能使用。CLARIOstar® plus系統憑藉超快速免選波長吸收光讀取技術,靈活的吸收光動力學檢測模式,超靈敏穩定的吸收光讀數,可快速獲取內毒素定量波長及參考波長比值,並可超快速 (<1秒/孔) 讀取全波長數值,是內毒素檢測理想的解決方案。
穩定多色螢光檢測
►微生物長時間培養過程中,除了密切監測生長曲線情況,還有更重要的代謝產物需要監測。多種蛋白類的代謝中間產物能透過監測螢光報導基因之方式來監測不同條件下的蛋白質產量,無需額外取樣分析,即可同步監測代謝產物情況。CLARIOstar® plus具有特殊的螢光檢測模組,可自由調整波長及頻寬,同時可檢測不同的報導基因 (GFP , YFP , RFP ,mCherry等代謝產物報導基因)。

全自動微生物生長曲線監測

內毒素含量動力學分析法


高靈敏化學冷光檢測
►CLARIOstar® plus配有高靈敏度的化學冷光模組,多達384孔的高通量檢測,可快速精準測量。在基因轉錄調節研究領域、螢光酶報導基因檢測,以及微生物ATP化學冷光定量法,皆能夠達到高通量、高靈敏度、簡易操作的檢測。
高精度溫度控制與濕度控制
►CLARIOstar® plus採用三明治式上下同時溫控,頂部控制溫度高於底部0.5°C,避免長時間液體蒸發冷凝。溫控範圍為室溫+ 4°C-45°C (可選配至65°C ),可控溫精準度達0.1°C,並且CLARIOstar® plus還可利用梯度控溫,讓溫度敏感性微生物的研究,在長時間監測能夠有不同溫度控制解決方案。

濕度控制
►微生物長期培養可選用專用微孔盤封膜,封膜設計不僅擁有極佳光通透性、透氣性能好、防止水分蒸發,並且長時間培養能夠防止污染,是高通量微生物長期培養的最佳選擇。
領先業界的氣體控制技術
►微生物長時間培養,氣體環境也是非常關鍵的設定參數。如厭氧性、兼性厭氧性、好氧性等微生物,生長環境的氣體成分及濃度可明顯影響其生長代謝情況。而當前研究熱門的腸道菌群,幾乎99%都屬於厭氧菌,厭氧菌的體外篩選培養,其中很重要的一點就是提供低氧環境。CLARIOstar® plus氣體控制模組ACU (Atmospheric Control Unit)可以提供高精確並且靈活的O2 (0.1%-20%) 和CO2 (0.1%-20%)控制系統。ACU氣體調控濃度範圍需要確定控制方式,兩種氣體濃度,雙/單獨控制皆可,真正創造微生物長時間培養篩選所需生理條件。

7% O2與10% CO2條件下Campylobacter生長曲線監控

靈活的多參數同時監測
►CLARIOstar® plus檢測模式有吸收光、螢光、化學冷光等模式可選。不同的檢測模式可針對檢測不同的指標,如吸收光檢測生物量OD值,螢光檢測報導基因表現情況,化學冷光檢測ATP等。CLARIOstar® plus靈活的檢測方式,支援三種模式同步運行做動力學分析,可為微生物長時間培養過程中生長曲線測定、報導基因等實驗提供多樣化的解決方案。

長時間多參數微生物生長過程分析
低背景、高信號、藍紅雙色螢光同時監測報導基因之表現
同時監測OD值並自動產出單細胞平均表現
Journal of microbiological methods, 2018, 144: 173-176
簡易多功能軟體
►CLARIOstar® plus微生物實驗檢測系統,預設有模組化的控制軟體和分析軟體、微生物生長曲線和代謝產物檢測等數據採集和數據模組都有標準預設程序、儀器操作簡單、數據處理方便。一鍵點擊即可輕鬆計算數據例如微生物生長曲線、代謝產物產量、定量標準線性方程式、四參數方程式、未知樣品濃度測定、藥效EC50/IC50等數據分析。功能強大的控制和數據分析軟體,同時支援任意自定義模板,並且軟體無安裝數限制,可以任意安裝至個人電腦,每份軟體均符合FDA 21 CFR Part 11要求。

功能全面的數據處理軟體,可滿足基本常見的數據分析和高級數據運算

高精確的自動進樣器
►可加裝兩個高精確的自動進樣器、內置化的避光設計、低Dead volume (<30ml)、最低注射體積3ml 、每孔可注射4次,並且支援同時注射同時讀取。結合自動進樣器,CLARIOstar® plus不僅可實現高通量、多參數同步檢測、並可達到不同時間不同濃度的藥物處理,可為微生物長時間培養監測提供最精確,最靈活的解決方案。

★ 1-384孔以內任意孔數的微生物生長曲線及代謝產物實驗檢測
★ 長時間動態偵測微生物的生長曲線,時間無上限
★ 提供最佳生理條件氣體環境,O2 (0.1%-20%) 和CO2 (0.1%-20%) 雙/單獨控制皆可
★ 專為微生物生長監測優化設計的震盪方式:雙圓周、圓周和直線震盪
★ 震盪速度和時間均可任意調整,可滿足不同類型的微生物生長要求
★ 震盪可依需求彈性編輯:震盪時間、震盪頻率、震盪間隔、震盪開始/結束時間、檢測前震盪時間、檢測前靜止時間等均可調整
★ 軟體參數設定多樣,並提供客製化排程控制,最大化滿足各種檢測需求
★ 室溫+4-45/65°C的溫度控制功能,精準度±0.1°C滿足不同微生物在特定溫度下的生長檢測需求
★ 微生物生物量OD值採用超速光度計檢測,每個樣品的全光譜 (220-1000nm)掃描<1秒/孔,OD範圍:0-4OD ,精確度:<0.5% @ 1 OD
★ 儀器同時支援吸收光全波長檢測,多色螢光檢測,全波長化學冷光檢測,且3種檢測模式可同步運行,支援微生物長時間培養多參數同步實驗監測
★ 螢光,化學冷光檢測範圍:240-750nm (選配)
★ 螢光靈敏度:<7 amol/孔 (fluorescein)
★ 化學冷光靈敏度:<8 amol/孔ATP
★ 控制軟體內建微生物生長曲線的參數模板
★ 分析軟體內建微生物生長曲線的分析模板
★ 控制軟體和分析軟體,可任意安裝,無安裝數量限制,並且軟體均符合FDA 21 CFR Part 11 認證
應用領域
★ 微生物生長代謝機制及訊號傳遞路線研究
★ 微生物抗生素敏感性測試
★ 化合物、pH 、溫度和氣體成分等環境因素作用效果測試
★ 食品品質控制 (微生物活/死菌分析)
★ 化妝品品質控制 (化妝品對細胞損傷研究)
★ 微生物生產品質控制 (蛋白質、脂肪酸等物質檢測)
★ 微生物抑制劑,防腐劑和選擇性培養基開發
★ 微生物的多樣性及菌種密度研究
★ 特殊功能之微生物開發 (環境污染性物質生物降解條件優化)
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