مجانسات الأنسجة بالموجات فوق الصوتية

• المعالجة بالموجات فوق الصوتية طريقة آمنة وفعالة لتجنيس الأنسجة.
• تشمل تطبيقات الموجات فوق الصوتية تحضير الأنسجة والمعلقات، واستخلاص البروتينات وDNA/ RNA والمركبات الفعالة، بالإضافة إلى تنشيط / تعطيل الإنزيمات والخمائر.
• تتيح إمكانية التحكم الدقيق في المجانسات بالموجات فوق الصوتية من نوع المسبار تحضير عينات الأنسجة بصورة موثوقة.

تجنيس الأنسجة باستخدام مسابير الموجات فوق الصوتية

تجنيس الأنسجة عملية لتحضير العينات تُجهَّز فيها الخلايا الحيوانية والنباتية أو الكائنات الحية الدقيقة قبل استخلاص المواد الموجودة داخل الخلايا، مثل البروتينات أو DNA أو RNA. ويجب تمزيق الغشاء الخلوي لتحرير محتويات الخلية. وبعد تكسير الجدار الخلوي، تطفو الجزيئات الكبيرة الموجودة داخل الخلية في المحلول المنظِّم، فتُصبح العضيات والبروتينات وDNA/ RNA متاحة. وتُعد مجانسات الأنسجة وأجهزة تفكيك الخلايا بالموجات فوق الصوتية أدوات عالية الكفاءة لتفكيك الخلايا وتحللها واستخلاص محتوياتها.

مجانسات الأنسجة بالموجات فوق الصوتية مقارنةً بتقنيات التحلل البديلة

قد تتساءل عن تقنية تفكيك الخلايا ومعدات تجنيس الأنسجة التي تُعد الخيار الأفضل لمختبرك. وفيما يلي بعض الحجج المؤيدة للتحلل وتجنيس الأنسجة بالموجات فوق الصوتية، إذ تتمتع المعالجة بالموجات فوق الصوتية بمزايا عديدة مقارنةً بطرق التجنيس البديلة:

• الكفاءة: التجنيس بالموجات فوق الصوتية طريقة سريعة وفعالة لتفكيك الأنسجة والخلايا. وتعمل مجانسات الأنسجة بالموجات فوق الصوتية وفق مبدأ التجويف الصوتي. وهذه الطريقة عالية الكفاءة ويمكنها تفكيك الخلايا في غضون ثوانٍ. وبما أن مستوى الشدة قابل للضبط من منخفض إلى مرتفع، فإن المعالجة بالموجات فوق الصوتية فعالة على نحو خاص للأنسجة الصلبة أو الليفية التي يصعب تجنيسها بطرق أخرى.



• تجنب التلوث المتبادل: تقدم Hielscher مجانسات قوية للأنسجة بالموجات فوق الصوتية تُحضِّر العينة من خلال معالجة غير مباشرة بالموجات فوق الصوتية. فمن خلال UIP400MTP (المثالي لألواح المعايرة الدقيقة والألواح متعددة الآبار)، وكذلك VialTweeter و CupHorn (المثاليين للقوارير والأنابيب والكؤوس المخبرية)، تقدم Hielscher معدات لتفكيك الخلايا بالموجات فوق الصوتية تتيح التجنيس دون تلامس، مما يقلل خطر التلوث المتبادل بين العينات. كما يقلل ذلك إلى أدنى حد خطر إدخال ملوثات من أسطح الطحن أو معدات التجنيس الأخرى.
• المرونة: يمكن استخدام التجنيس بالموجات فوق الصوتية مع عينات متنوعة الأحجام والحجوم، بدءًا من الحجوم الصغيرة وصولًا إلى عينات الأنسجة الكبيرة. كما يناسب التجنيس بالموجات فوق الصوتية مجموعة واسعة من أنواع العينات، بما فيها الأنسجة النباتية والأنسجة الحيوانية والمزارع الميكروبية. ويمكن ضبط شدة المعالجة بالموجات فوق الصوتية ومدتها لتحسين مستوى التفكيك لمختلف أنواع الأنسجة.
• قابلية إعادة إنتاج النتائج: يوفر التجنيس بالموجات فوق الصوتية نتائج متسقة ويتيح التحكم الدقيق في معلمات التجنيس، مثل القدرة الخارجة ومدة المعالجة بالموجات فوق الصوتية. ويساعد ذلك على ضمان قابلية إعادة إنتاج البيانات التجريبية ودقتها.
• الحفاظ على الجزيئات الحيوية: المعالجة بالموجات فوق الصوتية من نوع المسبار معالجة غير حرارية. وهذا يعني أن تأثيرها لا يعتمد على الحرارة. ومع ذلك، تولد كل معالجة ميكانيكية حرارة وفقًا للقانون الثاني للديناميكا الحرارية. ويعني ذلك أن العينة تصبح أكثر دفئًا مع إطالة مدة المعالجة بالموجات فوق الصوتية. وتُجهَّز أجهزة المعالجة بالموجات فوق الصوتية المتطورة من Hielscher بمستشعرات لدرجة الحرارة وبرمجيات ذكية لمراقبتها. وتتيح خيارات التبريد المتقدمة منع التحلل الحراري وتساعد على الحفاظ على نشاط الجزيئات الحيوية الحساسة للحرارة، مثل الإنزيمات والبروتينات.
• توفير الوقت: تتيح الكفاءة العالية للمعالجة بالموجات فوق الصوتية من نوع المسبار تجنيس الأنسجة بسرعة، مما يوفر الوقت مقارنةً بطرق أخرى تتطلب معالجة مادية أكثر كثافة للأنسجة.

يوفر تجنيس الأنسجة بالموجات فوق الصوتية مزايا عديدة مقارنةً بطرق التجنيس البديلة. ولذلك تُعد مجانسات الأنسجة بالموجات فوق الصوتية التقنية المفضلة لتفكيك الخلايا في تطبيقات بحثية وصناعية متنوعة.

مثال على بروتوكول لتجنيس الأنسجة باستخدام مسبار للموجات فوق الصوتية:

تُسهِّل أجهزة المعالجة بالموجات فوق الصوتية تجنيس الأنسجة بفضل سهولة التشغيل وسرعة إجراء التجنيس. وفي الوقت نفسه، يمكن التحكم الدقيق في معلمات عملية المعالجة بالموجات فوق الصوتية ومراقبتها، مما يجعل النتائج موثوقة وقابلة لإعادة الإنتاج.
 
المواد:

• عينة نسيج (مثل الكبد أو الدماغ أو العضلات)
• محلول منظِّم (مثل PBS أو Tris-HCl)
• مزيج مثبطات البروتياز
• مجانس بالموجات فوق الصوتية (من نوع المسبار)
• ثلج
• أنابيب الطرد المركزي الدقيق
• ماصات

بروتوكول تجنيس الأنسجة بالموجات فوق الصوتية:

ملاحظة: قد يلزم تحسين مدة المعالجة بالموجات فوق الصوتية وشدتها بحسب نوع النسيج وعمره وحالته الصحية، وكذلك التطبيقات اللاحقة المحددة. ومن المهم أيضًا اختيار المحلول المنظِّم ومثبطات البروتياز والإضافات الأخرى بعناية لتحسين مردود المادة المجنَّسة وجودتها.

المزايا الرئيسية لمجانسات الأنسجة بالموجات فوق الصوتية من Hielscher

• طحن وتجنيس وتحلل وتفكيك للخلايا أو استخلاص سريع وفعال بواسطة التجويف القوي بالموجات فوق الصوتية
• استخدام وتشغيل سهلان وبديهيان (اختر الإصدار التناظري أو الرقمي)
• سهولة تنظيف الأسطح الملامسة للمنتج بشطف السونوترود أثناء المعالجة بالموجات فوق الصوتية (CIP التنظيف في المكان/ SIP التعقيم في المكان)
• صندوق للحماية من الضوضاء (صندوق الحماية من الضوضاء الخاص بالأجهزة المخبرية مصنوع بالكامل من زجاج الأكريليك لإتاحة الرؤية الكاملة من أي زاوية)
• تحكم كامل في معلمات العملية عبر شاشة لمس رقمية على الجهاز (أجهزة المعالجة بالموجات فوق الصوتية الرقمية) أو مقياس قدرة (للأجهزة التناظرية)
• تحكم مدمج في درجة الحرارة (مهم لعينات الأنسجة الحساسة للحرارة وغير المستقرة)
• يمكن تحديد فترات التوقف المؤقت أثناء التجنيس بصورة فردية وضبطها مسبقًا في القائمة الرقمية
• جميع الأجهزة الرقمية مزودة بتسجيل تلقائي للبيانات (على بطاقة SD/USB-ComboCard مدمجة)، ومستشعر درجة حرارة قابل للتوصيل، وإمكانية التحكم عن بُعد عبر المتصفح.
• معالجة عينات متعددة باستخدام VialTweeter, CupHorn أو باستخدام سونوترودات ذات 4 أو 8 أصابع (مثلًا لدمجها في عمليات الروبوتات المخبرية)
• للتطبيقات على النطاق الصغير والنطاق الكبير

يعطي الجدول أدناه مؤشرًا على قدرة المعالجة التقريبية لمجانسات الأنسجة بالموجات فوق الصوتية لدينا لتفكيك الخلايا وتحللها واستخلاص محتوياتها:

اعثر على مجانس الأنسجة بالموجات فوق الصوتية الأمثل لتطبيقك

تتوفر مجانسات الأنسجة بالموجات فوق الصوتية من Hielscher بقدرة خرج للموجات فوق الصوتية تتراوح بين 50W و16,000W (16kW).
يُقدِّر العاملون في المختبرات سهولة التشغيل وبديهيته في المجانسات المخبرية بالموجات فوق الصوتية من Hielscher. وبحسب المتطلبات المحددة، تتوفر أجهزة Hielscher بتحكم رقمي أو تناظري.

1. VialTweeter هو مجانس قوي بالموجات فوق الصوتية يتيح المعالجة المتزامنة لما يصل إلى 10 قوارير أو أنابيب اختبار بالموجات فوق الصوتية بالشدة نفسها. وبفضل المعالجة غير المباشرة بالموجات فوق الصوتية، يُمنع التلوث المتبادل وفقدان العينات منعًا كاملًا. ويُقلَّل التنظيف والتطهير إلى الحد الأدنى بفضل استخدام قوارير أحادية الاستعمال. ويمكن تعقيم السونوترود الكتلي بالأوتوكلاف.
2. جهاز معالجة الألواح بالموجات فوق الصوتية UIP400MTP مثالي عند العمل بألواح المعايرة الدقيقة والألواح متعددة الآبار، مثل الألواح ذات 96 بئرًا. ما عليك سوى وضع اللوح متعدد الآبار أو طبق بتري في UIP400MTP لتُعالج جميع العينات بالموجات فوق الصوتية بصورة متجانسة. ومع جهاز معالجة الألواح بالموجات فوق الصوتية UIP400MTP، تصبح معالجة العينات بمعدل معالجة مرتفع بسيطة وفعالة!
3. ضمن مجموعة أجهزة المعالجة المخبرية بالموجات فوق الصوتية من نوع المسبار، يمكن اختيار مجانسات بقدرات 50 واط و100 واط و200 واط و400 واط.
   UP50H (50W)
   UP100H (100W)
   UP200Ht / UP200St (200W)
   UP400St (400W)

تطبيقات مجانسات الأنسجة بالموجات فوق الصوتية واستخداماتها

تُستخدم المجانسات بالموجات فوق الصوتية عادةً لطحن الأنسجة وتفكيك الخلايا وتحللها وتجنيس العينات البيولوجية قبل استخلاص المواد الموجودة داخل الخلايا على المستوى الجزيئي. ومن خلال المعالجة المنضبطة للعينات بالموجات فوق الصوتية، يمكن تنفيذ جميع الخطوات من التحلل إلى الاستخلاص والتجنيس باستخدام جهاز تفكيك الخلايا بالموجات فوق الصوتية نفسه.
تكمن الميزة الكبيرة للمجانسات بالموجات فوق الصوتية في سهولة ضبط القدرة المدخلة وشدة المعالجة بالموجات فوق الصوتية. وتتيح أجهزة تفكيك الخلايا بالموجات فوق الصوتية (أجهزة التحلل) من Hielscher التحكم في شدة المعالجة بالموجات فوق الصوتية بضبط السعة من 20% إلى 100%.
وبدلًا من التشغيل المستمر، يمكن ضبط المجانس بالموجات فوق الصوتية على نمط التشغيل الدوري، مثلًا لمعالجة الأنسجة الحساسة للحرارة بالموجات فوق الصوتية. وتعني المعالجة بالموجات فوق الصوتية في النمط النبضي أن جهاز المعالجة بالموجات فوق الصوتية يولد موجات فوق صوتية عالية الشدة في دورات منتظمة. ويمكن للمستخدم ضبط مدة فترة المعالجة بالموجات فوق الصوتية ووقت الراحة كلًّا على حدة.
أثناء المعالجة النبضية بالموجات فوق الصوتية، يمكن للمادة المعالَجة بالموجات فوق الصوتية أن تعود إلى حالة السكون خلال فترة الراحة، ويمكن أن تبرد العينة (باستخدام وقت الراحة لتبديد الحرارة). وبذلك يمكن ضبط شدة المعالجة بدقة بما يتناسب مع النسيج، ويُقلَّل التسخين غير المرغوب فيه للعينة.
تتميز مجانسات الأنسجة بالموجات فوق الصوتية بالمتانة وسهولة الاستخدام، وتنتج نتائج موثوقة تضمن قابلية إعادة الإنتاج بفضل التحكم الكامل في جميع معلمات العملية المهمة.
تشمل مجالات التطبيقات الشائعة لطحن الأنسجة وتفكيك الخلايا وتحللها والاستخلاص والتجنيس بالموجات فوق الصوتية المختبرات البيولوجية والصيدلانية، وعلم الأحياء الدقيقة، وأبحاث البروتيوم والجينوم (مثل تحرير البروتينات قبل اللطخة الغربية واختبار الممتز المناعي المرتبط بالإنزيم ELISA)، وكذلك إنتاج المستخلصات النباتية والمركبات الفعالة حيويًا للصناعات الغذائية والدوائية وصناعة مستحضرات التجميل.

• انقر هنا للاطلاع على توصيات محددة بشأن عمليات تحضير العينات وتجنيس الأنسجة والتحلل والاستخلاص (مثل الخلايا والبكتيريا والأبواغ والمركبات الفعالة)!
• اقرأ هنا لماذا تُعد أجهزة المعالجة بالموجات فوق الصوتية أداة لا غنى عنها لأبحاث البروتيوم!
• تعرَّف على كيفية تسهيل المعالجة بالموجات فوق الصوتية لأعمال أبحاث الجينوم!

المؤلفات / المراجع

• Nico Böhmer, Andreas Dautel, Thomas Eisele, Lutz Fischer (2012): Recombinant expression, purification and characterisation of the native glutamate racemase from Lactobacillus plantarum NC8. Protein Expr Purif. 2013 Mar;88(1):54-60.
• Brandy Verhalen, Stefan Ernst, Michael Börsch, Stephan Wilkens (2012): Dynamic Ligand-induced Conformational Rearrangements in P-glycoprotein as Probed by Fluorescence Resonance Energy Transfer Spectroscopy. J Biol Chem. 2012 Jan 6;287(2): 1112-27.
• Claudia Lindemann, Nataliya Lupilova, Alexandra Müller, Bettina Warscheid, Helmut E. Meyer, Katja Kuhlmann, Martin Eisenacher, Lars I. Leichert (2013): Redox Proteomics Uncovers Peroxynitrite-Sensitive Proteins that Help Escherichia coli to Overcome Nitrosative Stress. J Biol Chem. 2013 Jul 5; 288(27): 19698–19714.
• Elahe Motevaseli, Mahdieh Shirzad, Seyed Mohammad Akrami, Azam-Sadat Mousavi, Akbar Mirsalehian, Mohammad Hossein Modarressi (2013): Normal and tumour cervical cells respond differently to vaginal lactobacilli, independent of pH and lactate. ed Microbiol. 2013 Jul; 62(Pt 7):1065-1072.