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短時間・低ばらつきでバイオフィルム形成を評価!シンプルで使いやすいアッセイキット Biofilm Formation and Staining Kit

掲載日情報:2026/01/21 現在Webページ番号:73261

細菌のバイオフィルム形成を評価するための半定量キットです。従来法よりも短時間かつ変動性(ばらつき)を抑えながら、バイオフィルム形成に影響を与える変異体や化合物のスクリーニングを容易に行えます。
Cayman Chemical社は、アッセイの開発、検証、性能に関して卓越した知識を有しています。Cayman Chemical社のアッセイキットはすべて、高い精度と正確性を保証するための厳格な品質試験を経ており、再現性の高い結果を得ることができます。


製品外観

製品外観

細菌バイオフィルム(Bacterial Biofilm)とは

多くの細菌種は、生物由来または合成の表面に付着し、バイオフィルムと呼ばれる多細胞集団を形成する能力を有しています。細菌感染症の約65~80%はバイオフィルムに関連していると推定されており、慢性創傷感染症、心内膜炎、中耳炎、医療インプラント汚染、および嚢胞性線維症患者の慢性肺感染症などが例として挙げられます1、2。 バイオフィルム関連疾患を引き起こす主要なヒト病原体には、カテーテル関連尿路感染症の原因となるプロテウス・ミラビリス(Proteus mirabilis)や、大腸菌(Escherichia coli)、緑膿菌(Pseudomonas aeruginosa)、黄色ブドウ球菌(Staphylococcus aureus)などがあります1~4

バイオフィルム内の細菌は、細胞外多糖類(EPS)、タンパク質、脂質、核酸からなる細胞外マトリックス(ECM)に包まれ、宿主の免疫系や抗生物質による排除から保護されています(下図参照)1、2。実際、バイオフィルムに包まれた細菌は、遊動性のある浮遊状態に存在する場合よりも、抗生物質に対する耐性が1,000倍高くなります1。バイオフィルムの形成や持続を阻害する新たな方法を見出すことは、バイオフィルム関連感染症の予防や治療に役立つ可能性があります。


細菌バイオフィルムの形成と分散

細菌バイオフィルムの形成と分散
遊動性のある浮遊細菌が表面に付着すると、細胞分裂と細胞外マトリックス成分の産生により微小コロニーが形成され、複雑なバイオフィルムへと成熟する。個々の細胞がバイオフィルムから分散して浮遊性の活動様式を再開する場合もあれば、バイオフィルムの一部が機械的に破壊されて分散される場合もある。


■参考文献
1. Sambanthamoorthy, K., et al., Antimicrob. Agents Chemother. , 56(10), 5202-5211(2012). [PMID: 22850508]
2. Martín-Rodríguez, A.J. and Römling, U., Curr. Top. Med. Chem. , 17, 1928-1944(2017). [PMID: 28056744]
3. Yan, J. and Bassler, B.L., Cell Host Microbe, 26(1), 15-21(2019). [PMID: 31295420]
4. Kynshi, M.A.L., et al., Microbe, 8, 100450(2025).



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特長

  • ポリスチレン製ペグ上のバイオフィルム形成を評価するための半定量キットです。
  • ペグの蓋上でバイオフィルムを形成することにより、洗浄時間が大幅に短縮され、ばらつきも低減されます。
  • キットには、20検体を三重測定するのに十分な量の試薬が含まれています。
  • 検出方法:比色
  • 測定波長:590 nm

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操作方法概略

操作方法概略

本アッセイでは、バイオフィルム形成中に細菌が産生する細胞外マトリックス(ECM)中の陰性荷電成分にクリスタルバイオレットが結合します。クリスタルバイオレットの吸光度は590 nmで測定可能です。結合した色素量はバイオフィルムの質量に比例します。


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検証例

変動性(ばらつき)の低減について

本アッセイは、従来のアッセイ法と比較してばらつきを低減します。本キットを用いてP. mirabilisによるバイオフィルム形成を評価したところ、変動係数はわずか6.3%でした。これは、従来法を用いた場合の変動係数16.4%と比較して低い値です。

図1. 本アッセイ(Pegベース法)と従来法の性能比較

図1. 本アッセイ(Pegベース法)と従来法の性能比較
培養プレートにP. mirabilis HI4320株を1×107 CFU/mlで接種し、96ペグ蓋または従来の96ウェル蓋を装着した後、24時間静置培養を行い、染色した。


種多様性について

バイオフィルムの構成は細菌種によって異なります。グラム陽性球菌(S. saprophyticus)とグラム陰性桿菌(E. coliおよびP. mirabilis)を用いて試験したところ、本アッセイでは3菌種すべてで染色が確認されました。

図2. 本キットの汎用性

図2. 本キットの汎用性
細菌を1×107 CFU/mlで接種し、24時間静置培養後、染色した。


バイオフィルム欠損変異体の検出

本キットがバイオフィルムの形成および制御に関与する遺伝子を同定できるかを評価しました。野生型のP. mirabilis HI4320株と、バイオフィルム形成に関与する遺伝子(crp、bcsA、bcsA2、bcsB2)に変異を有する株におけるバイオフィルム形成を、本キットを用いて測定しました5、6
CRPとその補酵素であるcyclic AMP(cAMP-CRP)は、対象となる細菌種に応じて、バイオフィルム形成を促進または阻害します5。細菌性セルロース合成酵素複合体のサブユニットであるBcsAとBcsBは、細菌バイオフィルムの細胞外マトリックス(ECM)の重要な構成要素であるセルロースの産生に不可欠です6
本キットを用いて、crp、bcsA、bcsA2、bcsB2にトランスポゾン挿入変異を有するP. mirabilis HI4320株は、野生型(WT)株と比較して、バイオフィルム形成が統計的に有意に減少することが示されました。

図3. P. mirabilis HI4320変異体におけるバイオフィルム形成の欠損

図3. P. mirabilis HI4320変異体におけるバイオフィルム形成の欠損
野生型(WT)のP. mirabilis HI4320株および各種トランスポゾン挿入変異体をLB培地で37℃、24時間静置培養し、バイオフィルムを形成させ、本キットを用いて測定した。590 nmにおける吸光度は、総細菌増殖量(OD600)およびWTで正規化した。統計的有意性は一元配置分散分析(ANOVA)により判定した;p<0.05(*)、p<0.001(**)。

■参考文献
5. Liu, C., et al., Front. Microbiol., 11, 802(2020). [PMID: 32528421]
6. Römling, U. and Galperin, M.Y., Trends Microbiol., 23(9), 545-557(2015). [PMID: 26077867]



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キット内容

  • Biofilm staining solution
  • Destaining solution
  • Cell-based assay buffer tablet
  • 96-peg lid
  • 96-well sterile culture plate
  • 96-well clear plate

測定には別途マイクロプレートリーダーが必要です。


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価格

[在庫・価格 :2026年01月24日 15時15分現在]

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Cyclic tetra-AMP ELISA Kit (Solid Plate)
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※Solid Plateは96ウェルプレートが一体型のタイプです。 試料中の3'3'-cyclic GMP-AMP(3'3'-cGAMP)を、競合法により比色定量するELISAキット。高感度かつ特異的で交差反応が少ない抗3'3'-cGAMPモノクローナル抗体を使用しており、またLC-MS/MSで検証しているため、正確で信頼性の高い結果が得られる。測定試料:細胞ライセート、細胞培養上清,感度:210 pM(142 pg/ml),測定範囲:78~10,000 pM(52.6~6,744 pg/ml),検出方法:呈色,測定波長:450 nm,アッセイ法:競合ELISA,アッセイ数:96 well
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(テクニカルサポート 試薬担当)

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