Заменете остъргването на клетки с ултразвуковия апарат UIP400MTP с висок капацитет за обработка
Отделянето и екстракцията на адхерентни клетъчни линии от многоямкови плаки за мултиомикс анализ са ежедневна задача в лабораториите. Отделянето на клетки с висок капацитет за обработка с помощта на ултразвуковия апарат за многоямкови плаки UIP400MTP заменя ръчното остъргване на клетки и води до по-високи добиви на РНК, общи липиди и общи полярни метаболити. Нов метод интегрира ултразвуковия апарат Hielscher UIP400MTP с работната станция за обработка на течности Beckman Coulter i7, като позволява възпроизводима и ефективна обработка на клетки с висок капацитет за екстракция на РНК, метаболити и липиди. Представеният метод превъзхожда традиционните методи за ръчно остъргване на клетки, като постига по-добра възпроизводимост и по-висок добив при различни типове клетки и експериментални условия.
Оптимизирайте отделянето на клетки с ултразвуковия апарат за микроплаки UIP400MTP
Системите за култивиране на адхерентни клетки играят ключова роля в токсикологичните и биомедицинските изследвания. В този контекст Cruchley-Fuge и съавт. (2024) разглеждат значително предизвикателство в проекта PrecisionTox, насочен към използването на омикс технологии за оценка на опасностите от химични вещества. Проектът има за цел анализ с висок капацитет за обработка на хиляди проби, третирани с разнообразни химични вещества. За да отговорят на тази потребност, изследователите разработват автоматизиран работен процес, съчетаващ ултразвуковия апарат UIP400MTP с утвърдени протоколи за двуфазна екстракция за анализ чрез течна хроматография–масспектрометрия (LC-MS). Тяхното проучване оценява ефективността на ултразвуковия апарат за многоямкови плаки UIP400MTP при отделянето на адхерентни клетки в сравнение с ръчното остъргване и други традиционни методи.
Оптимизиране на мултиомикс анализа: автоматизирана екстракция на адхерентни клетки с UIP400MTP
Изследователският екип на Laura Cruchley-Fuge от University of Birmingham използва три човешки клетъчни линии: HepG2 (ракови клетки на черния дроб), HepaRG (диференцирани хепатоцитоподобни клетки) и H295R (ракови клетки на надбъбречната жлеза). Тези клетки са култивирани в 24-ямкови и 96-ямкови плаки и са изложени на изпитвани химични вещества като aflatoxin B1 и форсколин.
Експериментален дизайн:
- Фаза 1: Оптимизиране на настройките за мощност на ултразвуковия апарат UIP400MTP и сравнение с ръчно остъргване на клетки и ултразвукови водни вани. Клетки HepG2 са използвани за оценка на извличането на РНК, метаболити и липиди.
- Фаза 2: Интегриране на UIP400MTP в работен процес за двуфазна екстракция с използване на системата Beckman Coulter i7. Валидирането е проведено с клетки HepaRG и H295R.
Работен процес за екстракция: Работният процес включва излагане на химични вещества в многоямкови плаки, отделяне на клетки с UIP400MTP и двуфазна екстракция по метода на Bligh & Dyer (B&D). LC-MS анализът на липофилни и полярни съединения е извършен с Thermo Scientific Orbitrap Exploris 120. Методът B&D, златен стандарт за количествено определяне на липиди, включва двустъпкова екстракция с метанол, хлороформ и вода, последвана от количествено определяне на липидите в хлороформната фаза.
Ултразвуковият апарат за микроплаки UIP400MTP улеснява отделянето на адхерентни клетъчни линии от многоямкови плаки и петриеви блюда
Резултати:
- Фаза 1: Оптималните условия за ултразвукова обработка са установени при 60% мощност.
UIP400MTP осигурява най-високо извличане на РНК с изключителна възпроизводимост в сравнение с ръчното остъргване и ултразвуковите вани.
Извличането на полярни метаболити е сходно при различните методи, докато извличането на липиди е значително по-добро с UIP400MTP. - Фаза 2: Валидирането с клетки HepaRG и H295R показва висока възпроизводимост на липидомните и метаболомните данни, за което свидетелстват плътно групираните стойности на главните компоненти при PCA.
Третиранията с aflatoxin B1 и форсколин са ефективно разграничени от контролите, което подчертава чувствителността и надеждността на метода.
Ултразвуков апарат за микроплаки UIP400MTP за отделяне на клетки с висок капацитет за обработка
„Ултразвуковият апарат Hielscher UIP400MTP предоставя висококачествен и възпроизводим алтернативен подход на „златния стандарт“ на ръчното остъргване на клетки, като води до по-високи добиви на РНК, общи липиди и общи полярни метаболити.“ (Cruchley-Fuge и съавт., 2024)
Cruchley-Fuge и съавт. подчертават предимствата на ултразвуковия апарат UIP400MTP при обработката на адхерентни клетки. Като заменя ръчното остъргване, този метод подобрява възпроизводимостта, капацитета за обработка и добива, което го прави безценен инструмент за мащабни проучвания като PrecisionTox. Интегрирането на UIP400MTP в автоматизирани работни процеси не само намалява вариабилността, но и оптимизира трудоемките процеси, като позволява получаването на висококачествени мултиомикс данни.
Работата на Cruchley-Fuge и съавт. (2024) улеснява и оптимизира обработката на адхерентни клетъчни култури за мултиомикс анализ. Интегрирането на ултразвуковия апарат UIP400MTP с автоматизирани работни процеси осигурява постоянна и ефективна подготовка на пробите, което го прави идеално подходящ за токсикологични изследвания с висок капацитет за обработка.
Проектиране, производство и консултации – качество, произведено в Германия
Ултразвуковите апарати Hielscher са добре известни със своите най-високи стандарти за качество и проектиране. Здравината и лесната работа позволяват безпроблемното интегриране на нашите ултразвукови апарати в промишлени съоръжения. Ултразвуковите апарати Hielscher се справят лесно с тежки условия и взискателни работни среди.
Hielscher Ultrasonics е компания, сертифицирана по ISO, и поставя специален акцент върху високопроизводителните ултразвукови апарати, отличаващи се с най-съвременна технология и удобство за потребителя. Разбира се, ултразвуковите апарати Hielscher са в съответствие с CE и отговарят на изискванията на UL, CSA и RoHs.
Литература / Източници
- FactSheet UIP400MTP Multi-well Plate Sonicator – Non-Contact Sonicator – Hielscher Ultrasonics
- Lauren E. Cruchley-Fuge, Martin R. Jones, Ossama Edbali, Gavin R. Lloyd, Ralf J. M. Weber, Andrew D. Southam, Mark R. Viant (2024): Automated extraction of adherent cell lines from 24-well and 96-well plates for multi-omics analysis using the Hielscher UIP400MTP sonicator and Beckman Coulter i7 liquid handling workstation. Metabomeeting 2024, University of Liverpool, 26-28th November 2024.
- Dreyer J., Ricci G., van den Berg J., Bhardwaj V., Funk J., Armstrong C., van Batenburg V., Sine C., VanInsberghe M.A., Marsman R., Mandemaker I.K., di Sanzo S., Costantini J., Manzo S.G., Biran A., Burny C., Völker-Albert M., Groth A., Spencer S.L., van Oudenaarden A., Mattiroli F. (2024): Acute multi-level response to defective de novo chromatin assembly in S-phase. Molecular Cell 2024.
- Mochizuki, Chika; Taketomi, Yoshitaka; Irie, Atsushi; Kano, Kuniyuki; Nagasaki, Yuki; Miki, Yoshimi; Ono, Takashi; Nishito, Yasumasa; Nakajima, Takahiro; Tomabechi, Yuri; Hanada, Kazuharu; Shirouzu, Mikako; Watanabe, Takashi; Hata, Kousuke; Izumi, Yoshihiro; Bamba, Takeshi; Chun, Jerold; Kudo, Kai; Kotani, Ai; Murakami, Makoto (2024): Secreted phospholipase PLA2G12A-driven lysophospholipid signaling via lipolytic modification of extracellular vesicles facilitates pathogenic Th17 differentiation. BioRxiv 2024.
- Cosenza-Contreras M, Seredynska A, Vogele D, Pinter N, Brombacher E, Cueto RF, Dinh TJ, Bernhard P, Rogg M, Liu J, Willems P, Stael S, Huesgen PF, Kuehn EW, Kreutz C, Schell C, Schilling O. (2024): TermineR: Extracting information on endogenous proteolytic processing from shotgun proteomics data. Proteomics. 2024.
- De Oliveira A, Cataneli Pereira V, Pinheiro L, Moraes Riboli DF, Benini Martins K, Ribeiro de Souza da Cunha MDL (2016): Antimicrobial Resistance Profile of Planktonic and Biofilm Cells of Staphylococcus aureus and Coagulase-Negative Staphylococci. International Journal of Molecular Sciences 17(9):1423; 2016.
- Martins KB, Ferreira AM, Pereira VC, Pinheiro L, Oliveira A, Cunha MLRS (2019): In vitro Effects of Antimicrobial Agents on Planktonic and Biofilm Forms of Staphylococcus saprophyticus Isolated From Patients With Urinary Tract Infections. Frontiers in Microbiology 2019.
Често задавани въпроси
Какво представлява отделянето на клетки?
В изследователската работа отделянето на клетки се отнася до процеса на отделяне на адхерентни клетки от повърхността на съд за култивиране или субстрат. Това обикновено се прави за събиране на клетки за последващи приложения като анализ, субкултивиране или криоконсервация. Отделянето може да се постигне с ензимни методи (напр. трипсин), химични агенти (напр. EDTA), механични методи (напр. остъргване) или физични техники като ултразвукова обработка, в зависимост от типа клетки и изискванията на изследването.
Как се отделят адхерентни клетки?
Отделянето на адхерентни клетки чрез ултразвукова обработка включва прилагане на фокусирани ултразвукови вълни за нарушаване на адхезията между клетките и повърхността в контролирана среда. По-конкретно, ултразвуковият апарат за микроплаки UIP400MTP постига това чрез генериране на локализирани механични вибрации, които разрушават връзките между клетките и повърхността за култивиране. Основните стъпки включват:
- Подготовка: Клетките се отглеждат в многоямкови плаки и могат да бъдат изложени на определени химични вещества като част от експерименталния дизайн.
- Ултразвукова обработка: Ултразвуковият апарат UIP400MTP се програмира с оптимизирани настройки (напр. 60% мощност), за да осигури ефективно отделяне, без да уврежда клетките или да нарушава целостта на биомолекулите.
- Контрол на температурата: Устройството поддържа стабилна температура, за да предотврати предизвикано от топлина разграждане на клетки или молекули по време на процеса.
- След отделянето: Отделените клетки се подлагат на последващи протоколи за екстракция, като двуфазния метод на Bligh & Dyer, за извличане на РНК, липиди и метаболити.
Този метод превъзхожда ръчното остъргване благодарение на своята автоматизация, възпроизводимост и способност за ефективна обработка на проби с висок капацитет.
Какво представлява отделянето на клетки без увреждане?
Отделянето на клетки без увреждане се отнася до процеса на отделяне на адхерентни клетки от техния субстрат, без да се нарушават жизнеспособността, целостта или функционалността на клетките. То се постига с щадящи методи като контролирана ултразвукова обработка или разтвори без ензими.
Избягването на разрушаването на клетките е от решаващо значение за запазването на техните структурни и молекулни характеристики, които са съществени за точността на последващи приложения като мултиомикс анализ, функционални изследвания или терапевтична употреба. Увредените клетки могат да освободят вътреклетъчно съдържание, което потенциално може да изкриви експерименталните резултати или да влоши качеството на пробите.
Какво е предимството на отделянето на клетки без ензими?
Отделянето на клетки без ензими предлага няколко предимства, включително запазване на белтъците и рецепторите на клетъчната повърхност, поддържане на жизнеспособността на клетките и избягване на потенциално ензимно увреждане на биомолекулите. Този подход е особено полезен за чувствителни последващи приложения, като проточна цитометрия, протеомика или функционални изследвания, при които ензимните изменения биха могли да влошат качеството на данните или експерименталните резултати. Освен това методите без ензими често са по-възпроизводими и могат да бъдат адаптирани към работни процеси с висок капацитет за обработка.
Hielscher Ultrasonics произвежда високопроизводителни ултразвукови хомогенизатори от лабораторен до промишлен мащаб.

