تحضير العينات باستخدام جهاز المعالجة بالموجات فوق الصوتية VialTweeter

قد يتطلب تحضير العينات قبل التحليل عمليات متنوعة تسبق التحليل، مثل تجانس الأنسجة، والتحلل، واستخلاص البروتينات وDNA وRNA والعضيات وغيرها من المواد داخل الخلايا، والإذابة وإزالة الغازات. يُعد VialTweeter جهاز معالجة بالموجات فوق الصوتية فريدًا يُحضّر عدة أنابيب عينات في وقت واحد تحت الظروف نفسها تمامًا. وبفضل المعالجة غير المباشرة بالموجات فوق الصوتية لأنابيب الاختبار المغلقة، يُتجنب التلوث المتبادل وفقدان العينات.

تحضير العينات بالموجات فوق الصوتية

تُعد المعالجة بالموجات فوق الصوتية تقنية شائعة لمعالجة العينات وتجهيزها للتحليلات، مثل تفاعل البوليمرات المتسلسل (PCR)، ولطخات ويسترن، والاختبارات، وتحديد التسلسل الجزيئي، والاستشراب، وغيرها. وتُستخدم هذه التقنية على نطاق واسع في المختبرات لمعالجة العينات قبل التحليل. ومن المزايا الرئيسية للمعالجة بالموجات فوق الصوتية أن مبدأ عمل الموجات فوق الصوتية يعتمد على قوى ميكانيكية بحتة. ويتحقق التحلل وتفكيك الخلايا بالموجات فوق الصوتية بفعل قوى القص الميكانيكية الناجمة عن الموجات فوق الصوتية، مما يتيح استخدام المذيبات المستخدمة لاستخلاص البروتينات أثناء التحلل أيضًا. وتكسر أجهزة تفكيك الخلايا بالموجات فوق الصوتية، مثل VialTweeter، جدران الخلايا / أغشيتها، وتعزز انتقال الكتلة بين داخل الخلية والمذيب. وبذلك تنتقل المواد المراد تحليلها، مثل DNA وRNA والبروتينات والعضيات وغيرها، بكفاءة من المصفوفة الخلوية إلى المذيب. وهذا يعني أن خطوتَي الإيقاف السريع للتفاعلات والاستخلاص تتداخلان مع عملية تفكيك الخلايا بالموجات فوق الصوتية، مما يجعل التحلل بالموجات فوق الصوتية فعالًا للغاية. علاوة على ذلك، لا يتطلب تحضير العينات بالموجات فوق الصوتية منظفات أو كواشف تحلل أخرى قد تُغير بنية ناتج التحلل وتُدمرها، ويُعرف عنها أنها تسبب مشكلات لاحقة في التنقية. وتتطلب طريقة أخرى للتحلل، وهي التفكيك الإنزيمي، فترات حضانة طويلة، وغالبًا ما تُعطي نتائج لا يمكن تكرارها. ويتغلب تحضير العينات بالموجات فوق الصوتية على المشكلات الشائعة في تحضير العينات، مثل تجانس الأنسجة، وتفكيك الخلايا، والتحلل، واستخلاص البروتينات، وإذابة ناتج التحلل. وبما أن شدة المعالجة بالموجات فوق الصوتية قابلة للتحكم الدقيق والضبط بما يلائم العينة البيولوجية، يُتجنب التدهور وفقدان العينات. وتضمن المراقبة والتحكم التلقائيان في درجة حرارة العينة، ونمط النبض، ومدة المعالجة بالموجات فوق الصوتية تحقيق أفضل النتائج.

يُعد VialTweeter ملائمًا على نحو خاص للعمل المخبري الذي يتطلب تحضير عدة عينات في وقت واحد تحت الظروف نفسها. وVialTweeter هو سونوترود كتلي يعمل بالموجات فوق الصوتية، ويمكنه استيعاب ما يصل إلى 10 قوارير، مثل أنابيب Eppendorf وأنابيب الطرد المركزي وأنابيب NUNC وقوارير الحفظ بالتبريد، ومعالجتها بكثافة بالموجات فوق الصوتية تحت ظروف مضبوطة بدقة. وبما أن الطاقة فوق الصوتية تقترن بوسط العينة عبر جدران القوارير، تظل القوارير مغلقة أثناء المعالجة. وبذلك يُتجنب فقدان العينات والتلوث المتبادل تمامًا.

القوارير والأنابيب الملائمة لجهاز VialTweeter

يُناسب VialTweeter استيعاب 10 أنابيب شائعة مخروطية أو مستديرة القاع، مثل أنابيب Eppendorf وأنابيب الطرد المركزي وقوارير الحفظ بالتبريد وأنواع مختلفة من قوارير NUNC، ويمكن تخصيص الثقوب لتلائم أحجامًا أخرى من القوارير والأنابيب عند الطلب. يُرجى إبلاغنا بنوع أنابيب الاختبار التي ترغبون في استخدامها حتى نتمكن من تعديل VialTweeter الخاص بكم وفقًا لذلك. أما لأنابيب الاختبار الأكبر، مثل أنابيب Falcon، وغيرها من حاويات الاختبار والكؤوس والأوعية، فيُعد VialPress حلًا ملائمًا.
اقرؤوا المزيد عن طراز VialTweeter VT26dxx المخصص لحجم أنبوب الاختبار الذي تستخدمونه، مثل أنابيب Falcon!

VialTweeter مع VialPress

مع أن VialTweeter نفسه، بثقوبه الـ10 المخصصة للأنابيب، يُعد بالفعل جهازًا فريدًا وعالي الكفاءة يعمل بالموجات فوق الصوتية، فإن إضافة VialPress تجعل VialTweeter أكثر تنوعًا في الاستخدام وأكثر مرونة في التشغيل. وVialPress ملحق لجهاز VialTweeter يتكون من قضيب تثبيت بالمشبك يتيح تثبيت أنابيب عينات أكبر، مثل أنابيب Falcon، أو كؤوس اختبار أخرى صغيرة إلى متوسطة الحجم، على مقدمة VialTweeter. وتُظهر الصورة على اليسار VialTweeter وهو يستوعب 10 قوارير Eppendorf داخل الكتلة، بينما يُثبت VialPress أنبوب اختبار أكبر على المقدمة لمعالجته بالموجات فوق الصوتية. ويمكن لجهاز VialPress استيعاب ما يصل إلى 5 أنابيب اختبار أكبر لإجراء معالجة مكثفة بالموجات فوق الصوتية.

بروتوكولات تحضير العينات باستخدام VialTweeter

يُستخدم VialTweeter على نطاق واسع لمعالجة العينات البيولوجية بالموجات فوق الصوتية. وقبل التحليل، يجب تحضير العينات للتحليلات والاختبارات الكيميائية الحيوية أو الفيزيائية الحيوية، مثلًا عن طريق التحلل، وتجانس الأنسجة، واستخلاص البروتينات، وقص DNA / RNA، وإزالة الغازات، وغيرها. وينفذ VialTweeter هذه العمليات بالموجات فوق الصوتية بصورة موثوقة، ويُعطي نتائج قابلة للتكرار. ومن التطبيقات الشائعة لجهاز VialTweeter تحلل/تفكيك خلايا أنسجة الثدييات، البشرية والحيوانية، وكذلك الخلايا البكتيرية والجسيمات الفيروسية. وتشمل العينات البيولوجية التي عولجت بنجاح باستخدام VialTweeter الخلايا الظهارية للرئة البشرية، والخلايا الجذعية المكوِّنة للدم، وخلايا ابيضاض الدم النخاعي، Escherichia coli, Bacillus subtilis, Bacillus anthracis, Francisella tularensis, Yersinia pestis, Streptococcus pyogenes, Caulobacter crescentus, Mycoplasma pneumoniae، والمتفطرات، ومُعقَّد Mycobacterium tuberculosis ‏(MTBC)، والعديد من الخلايا البكتيرية والنباتية والميكروبية الأخرى.
يمكنكم الاطلاع أدناه على بضعة بروتوكولات مختارة تستخدم VialTweeter.

تحلل E.Coli باستخدام VialTweeter لتحديد الغلوتاثيون داخل الجسم الحي

نُمّيت بكتيريا Escherichia coli من السلالة MG1655 في وسط MOPS الأدنى بحجم إجمالي قدره 200ml حتى بلغت قيمة A600 مقدار 0.5. وقُسمت المزرعة إلى مزارع بحجم 50-ml لمعالجة الإجهاد. وبعد 15 min من الحضانة مع الأليسين بتركيز 0.79 mM، أو الدياميد بتركيز 1 mM، أو ثنائي ميثيل السلفوكسيد بوصفه ضابطًا، جُمعت الخلايا عند 4,000g ودرجة حرارة 4°C لمدة 10 min. وغُسلت الخلايا مرتين بمحلول KPE المنظِّم قبل إعادة تعليق الرواسب في 700µl من محلول KPE المنظِّم. ولإزالة البروتينات، أُضيف 300µl من حمض السلفوساليسيليك بتركيز 10% (w/v) قبل تفكيك الخلايا بالمعالجة بالموجات فوق الصوتية (3 x 1 min؛ جهاز المعالجة بالموجات فوق الصوتية VialTweeter). وجُمعت السوائل الطافية بعد الطرد المركزي (30 min، 13,000g، 4°C). وخُفضت تراكيز حمض السلفوساليسيليك إلى 1% بإضافة 3 أحجام من محلول KPE المنظِّم. وأُجريت قياسات الغلوتاثيون الكلي وGSSG كما وُصف أعلاه. وحُسبت تراكيز الغلوتاثيون الخلوي بالاستناد إلى حجم خلايا E. coli البالغ 6.7×10-15 لتر وكثافة خلوية بقيمة A600 تبلغ 0.5 (تعادل 1×108 خلية لكل ml-1 من المزرعة). وحُسبت تراكيز GSH بطرح 2[GSSG] من الغلوتاثيون الكلي. (Müller et al. 2016)

تجزئة لُييفات ألفا-سينوكلين باستخدام VialTweeter

يُستخدم جهاز المعالجة بالموجات فوق الصوتية VialTweeter على نطاق واسع لتجزئة لُييفات ألفا-سينوكلين وأشرطته بصورة موثوقة وفعالة. انقروا هنا للاطلاع على أوصاف وبروتوكولات ومراجع مفصلة لتجزئة ألفا-سينوكلين باستخدام VialTweeter!

تحلل الخلايا باستخدام VialTweeter قبل قياس طيف الامتصاص الذري بفرن الغرافيت

عُرضت Bacillus subtilis 168 (trpC2) لإجهاد المضادات الحيوية لمدة 15 min، ثم جُمعت الخلايا عند 3,320 x g، وغُسلت خمس مرات بمحلول 100 mM Tris/1 mM EDTA عند pH 7.5، وأُعيد تعليقها في 10 mM Tris عند pH 7.5، وفُككت بالمعالجة بالموجات فوق الصوتية في جهاز Hielscher VialTweeter. (Wenzel et al. 2014)

تحضير العينات باستخدام VialTweeter قبل قياس طيف الكتلة

أُعيد تعليق الرواسب الخلوية المجففة بالتجميد للخلايا الجذعية/السلفية البشرية المكوِّنة للدم CD34􏰀 في 10µ􏰇l (200µl للتحضير الجماعي لخلايا HEK293 من أجل سلسلة تخفيف الببتيدات) من اليوريا بتركيز 8 M في هيدروجين كربونات الأمونيوم بتركيز 100 mM، وحُللت بمساعدة المعالجة بالموجات فوق الصوتية باستخدام Hielscher VialTweeter بسعة اهتزاز قدرها 60%، ودورة قدرها 60%، ومدة 20s لثلاث مرات، مع تبريد على الثلج بين المرات. (Amon et al. 2019)

بروتوكولات تحضير العينات باستخدام VialPress

جُونِس الخس الطازج (Lactuca sativa) في محلول HEPES المنظِّم بتركيز 0.5 M ‏(pH 8، ضُبط باستخدام KOH)، بنسبة 1 g من النبات بالوزن الطازج إلى 200 أو 100 أو 50 أو 20 mL من المحلول المنظِّم. وغُيرت نسبة كتلة النبات إلى حجم المحلول المنظِّم للحفاظ على الحجم الإجمالي للمجانس بين 3.5 و12 mL. وغُيرت نسبة كتلة النبات إلى حجم المحلول المنظِّم للحفاظ على الحجم الإجمالي للمجانس بين 3.5 و12 mL، مما أتاح التجانس باستخدام المسبار. ثم خضعت المجانسات لمعالجة غير مباشرة بالموجات فوق الصوتية باستخدام UP200St مع VialTweeter مزود بـ200xt VialPress ‏(Hielscher Ultrasonics GmbH، ألمانيا) لمدة 3 min ‏(نبض بنسبة 80% وقدرة بنسبة 100%). وأدى استخدام هذا الجهاز إلى تجنب التلوث. (Laughton et al. 2019)

تحكم موثوق في درجة الحرارة أثناء المعالجة بالموجات فوق الصوتية باستخدام VialTweeter

تُعد درجة الحرارة عاملًا حاسمًا يؤثر في العملية، وتكتسب أهمية خاصة عند معالجة العينات البيولوجية. ومثل جميع تقنيات تحضير العينات الميكانيكية، تُولد المعالجة بالموجات فوق الصوتية حرارة. ومع ذلك، يمكن التحكم جيدًا في درجة حرارة العينات عند استخدام VialTweeter. ونقدم لكم خيارات متنوعة لمراقبة درجة حرارة عيناتكم والتحكم فيها أثناء تحضيرها للتحليل باستخدام VialTweeter وVialPress.

1. مراقبة درجة حرارة العينة: معالج الموجات فوق الصوتية UP200St، الذي يُشغل VialTweeter، مزود ببرنامج ذكي ومستشعر درجة حرارة قابل للتوصيل. صِلوا مستشعر درجة الحرارة بجهاز UP200St وأدخلوا طرف المستشعر في أحد أنابيب العينات. ويمكنكم، عبر شاشة اللمس الرقمية الملونة، تحديد نطاق معين لدرجة الحرارة في قائمة UP200St لمعالجة عيناتكم بالموجات فوق الصوتية. وسيتوقف جهاز المعالجة بالموجات فوق الصوتية تلقائيًا عند بلوغ درجة الحرارة القصوى، ويظل متوقفًا حتى تنخفض درجة حرارة العينة إلى القيمة الدنيا لدرجة الحرارة ∆ المحددة. ثم تبدأ المعالجة بالموجات فوق الصوتية تلقائيًا من جديد. وتمنع هذه الميزة الذكية التدهور الناجم عن الحرارة.
2. يمكن تبريد كتلة VialTweeter مسبقًا. ضعوا كتلة VialTweeter، أي السونوترود فقط دون المحول!، في الثلاجة أو المجمد لتبريد كتلة التيتانيوم مسبقًا، مما يساعد على تأخير ارتفاع درجة حرارة العينة. وإذا أمكن، يمكن تبريد العينة نفسها مسبقًا أيضًا.
3. استخدموا الثلج الجاف للتبريد أثناء المعالجة بالموجات فوق الصوتية. استخدموا صينية ضحلة مملوءة بالثلج الجاف وضعوا VialTweeter على الثلج الجاف حتى تتبدد الحرارة بسرعة.

يستخدم العملاء في أنحاء العالم VialTweeter وVialPress في أعمال تحضير العينات اليومية في المختبرات البيولوجية والكيميائية الحيوية والطبية والسريرية. وبفضل البرنامج الذكي والتحكم في درجة الحرارة في معالج UP200St، يجري التحكم في درجة الحرارة بصورة موثوقة ويُتجنب تدهور العينات الناجم عن الحرارة. ويُعطي تحضير العينات بالموجات فوق الصوتية باستخدام VialTweeter وVialPress نتائج عالية الموثوقية وقابلة للتكرار!

التفاصيل التقنية لجهاز VialTweeter

VialTweeter هو سونوترود كتلي مصنوع من التيتانيوم يمكنه استيعاب ما يصل إلى 10 قوارير في الثقوب الموجودة داخل الكتلة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن تثبيت ما يصل إلى 5 أنابيب اختبار أكبر بالمشابك على مقدمة VialTweeter باستخدام VialPress. وقد صُمم VialTweeter بحيث تتوزع طاقة المعالجة بالموجات فوق الصوتية بالتساوي داخل كل قارورة مُدخلة لضمان نتائج معالجة موثوقة ومتجانسة. ويُكيِّف محور ارتكاز صغير سونوترود VialTweeter مع السطح غير المستوي ويُحاذي أنابيب الاختبار رأسيًا.

مزايا VialTweeter في لمحة

• معالجة مكثفة بالموجات فوق الصوتية لما يصل إلى 10 قوارير في وقت واحد
• معالجة غير مباشرة بالموجات فوق الصوتية بشدة عالية عبر جدار الوعاء إلى داخل العينة
• المعالجة غير المباشرة بالموجات فوق الصوتية تُجنب التلوث المتبادل وفقدان العينات
• نتائج قابلة للتكرار بفضل إمكانية ضبط سعة اهتزاز المعالجة بالموجات فوق الصوتية والتحكم فيها
• يتيح لكم VialPress معالجة أنابيب أكبر بالموجات فوق الصوتية
• سعة اهتزاز قابلة للضبط من 20 إلى 100%
• نمط نبض قابل للضبط من 0 إلى 100%
• قابل للتعقيم بالأوتوكلاف

يُشغل VialTweeter بواسطة UP200St، وهو معالج قوي للموجات فوق الصوتية بقدرة 200 واط. وUP200St مزود ببرنامج ذكي يتيح التحكم الدقيق في جميع المعلمات المهمة لعملية المعالجة بالموجات فوق الصوتية، مثل سعة الاهتزاز، ووقت المعالجة بالموجات فوق الصوتية، والنبض، ودرجة الحرارة. وهذا يجعل VialTweeter أداة موثوقة لتحقيق نتائج عمليات ناجحة وقابلة للتكرار في المختبرات البيولوجية والكيميائية الحيوية.
يمكن ضبط سعة الاهتزاز بين 20 و100%، مما يتيح تكييف شدة الموجات فوق الصوتية مع عينتكم. فعلى سبيل المثال، يتطلب قص DNA وRNA وتجزئتهما سعة اهتزاز أقل لمنع إنتاج قطع DNA صغيرة جدًا، بينما يتطلب تجانس أنسجة دماغ الفأر معالجة بالموجات فوق الصوتية بشدة عالية. اختاروا سعة الاهتزاز وشدة المعالجة بالموجات فوق الصوتية ومدتها المثالية عبر القائمة الذكية وسهلة الاستخدام في معالج UP200St. ويمكن الوصول بسهولة إلى القائمة والإعدادات وتشغيلها عبر شاشة لمس ملونة. وفي الإعدادات، يمكنكم ضبط معلمات المعالجة بالموجات فوق الصوتية مسبقًا، مثل سعة الاهتزاز، والنبض، ونمط الدورة، ومدة المعالجة بالموجات فوق الصوتية، وإجمالي الطاقة المدخلة، وحدود درجة الحرارة. وتُعد قابلية تكرار التجارب ونتائج الاختبارات أمرًا حاسمًا في البحث والإنتاج. وهذا يعني أن التسجيل الدقيق لظروف العملية وبروتوكولات المعالجة بالموجات فوق الصوتية بالغ الأهمية. ويكتب التسجيل التلقائي للبيانات جميع بيانات المعالجة بالموجات فوق الصوتية في ملف CSV على بطاقة SD مدمجة، مما يتيح لكم مراجعة عمليات المعالجة المختلفة ومقارنتها بسهولة. ويمكن الوصول بسهولة إلى جميع بيانات عملية المعالجة بالموجات فوق الصوتية ومشاركتها بصيغة ملف CSV.
تسعى Hielscher Ultrasonics إلى تزويدكم بتقنية متقدمة لتسهيل أعمالكم البحثية وتحسينها!