Метаболомика, улеснена чрез ултразвукова обработка с висок капацитет за обработка на проби
Метаболомиката е изследователска област, която използва техники с висок капацитет за обработка на проби за характеризиране и количествено определяне на малки молекули в различни биологични течности, като урина, серум, плазма, фекалии и слюнка, разкривайки уникални метаболитни сигнатури. Ултразвуковият апарат UIP400MTP с висок капацитет за обработка на проби, предназначен за многоямкови плаки, е мощен инструмент за лизиране на клетките в тези проби, улесняващ освобождаването на метаболити за последващ анализ. Този прецизен и надежден подход е съществен за метаболомиката, при която точният дизайн на изследването, внимателната подготовка на пробите, оптимизираната конфигурация на платформата, цялостният анализ на данните и съдържателната биологична интерпретация са от първостепенно значение. Метаболомиката използва както таргетирани подходи, насочени към конкретни класове молекули като въглехидрати, липиди и аминокиселини, така и нетаргетирани техники, които осигуряват широк преглед на метаболитните профили в дадена проба, разкривайки сложността на метаболитната сигнализация.
Подготовка на проби с висок капацитет за обработка с ултразвуковия апарат за 96-ямкови плаки UIP400MTP
Използването на безконтактния ултразвуков апарат UIP400MTP в комбинация с 96-ямкови плаки е ефективен метод за хомогенизация и екстракция на метаболити с висок капацитет за обработка на проби. Тази конфигурация избягва директния контакт с пробата, като намалява риска от кръстосано замърсяване при едновременната обработка на множество проби.
Протокол стъпка по стъпка за хомогенизация с ултразвуковия апарат за 96-ямкови плаки UIP400MTP
- Подготовка на проби за метаболомика
Поставяне на пробите: Разпределете всяка проба (напр. фекалии, чревна тъкан или съдържимо на чревния лумен) в отделни ямки на 96-ямкова плака или микроплака.
Разтворител: Органичните разтворители, като метанол, етанол, ацетонитрил, хлороформ и техните (водни) смеси, са съществени за екстракцията на метаболити, като подпомагат освобождаването на вътреклетъчни метаболити от клетъчната матрица. Използвайте 100–300 µL разтворител на ямка, като осигурите достатъчен обем за пълното потапяне на пробата.
Вътрешни стандарти: По желание добавете вътрешни стандарти във всяка ямка за нормализация при последващия метаболомен анализ. - Подготовка на средата за предаване на ултразвукова енергия
Ниво на водата: Поставете 96-ямковата плака върху платформата за ултразвукова обработка, напълнена с вода (средата за предаване на ултразвукова енергия), както е описано в ръководството. - Конфигуриране на параметрите на UIP400MTP
Настройки на мощността: Регулирайте ултразвуковата амплитуда до 50–80% от максималната мощност за ефективна хомогенизация.
Импулсен режим: Настройте цикъла на ултразвукова обработка с редуващи се импулси (напр. 30 секунди ВКЛ., 30 секунди ИЗКЛ.), за да осигурите охлаждане и да предотвратите прегряването на пробите.
Общо време: 4–10 минути, в зависимост от сложността и устойчивостта на пробата.
Контрол на температурата: Използвайте лабораторен охладител, за да поддържате водата при 4–8°C по време на ултразвуковата обработка и да защитите чувствителните към топлина метаболити. - Процес на ултразвукова обработка
Стартирайте UIP400MTP за изпълнение на циклите на ултразвукова обработка.
Наблюдавайте процеса чрез интерфейса на UIP400MTP.
Кавитационният ефект ще хомогенизира пробите и ще лизира клетките в ямките, освобождавайки вътреклетъчните метаболити в разтворителя. - След ултразвуковата обработка
Центрофугиране: След ултразвуковата обработка прехвърлете съдържанието на плаката в епруветки за събиране, ако е необходимо. Центрофугирайте при 4 000–6 000 × g за 10 минути, за да утаите неразтворимите остатъци и клетъчния материал.
Събиране на супернатанта: Внимателно прехвърлете супернатанта от всяка ямка в нови епруветки или плаки за анализ.
Сушене по желание: Ако е необходимо концентриране, изсушете супернатантите с вакуумен концентратор (напр. SpeedVac), след което ги разтворете отново в малък обем от подходящия разтворител.
Възползвайте се от високия капацитет за обработка на проби на ултразвуковия апарат за многоямкови плаки UIP400MTP и улеснете своите метаболомни изследвания и анализи!
Ултразвуков апарат UIP400MTP с висок капацитет за обработка на проби за метаболомни изследвания в многоямкови плаки, 96-ямкови плаки, епруветки и петриеви панички.
Принцип на безконтактната ултразвукова обработка с UIP400MTP
UIP400MTP подава ултразвукови вълни към ямките на 96-ямкова плака непряко чрез среда за предаване на ултразвукова енергия (напр. вода). Тези вълни създават кавитация, която разрушава клетките и освобождава метаболити без физически контакт между сондата на ултразвуковия апарат и пробата.
„Пиша ви, за да ви благодаря за чудесния ни опит с използването на вашия ултразвуков апарат UIP400MTP за равномерен и възпроизводим бактериален лизис на проби от фекален микробиом. Разширяваме границите на технологията за лизис с висок капацитет за обработка на проби и вашият апарат е много подходящ за тази задача. Някои от основните предимства са:
- Лесна работа – апаратът е лесен за използване, а персонализирането е лесно чрез опциите в менюто
- Висок капацитет за обработка на проби – отличен за работа с плаки, с 96 проби едновременно
- Равномерна ултразвукова обработка на всички съдове – устройството успя да осигури еднаква степен на ултразвукова обработка във всички ямки, което беше решаващо за нашето приложение
- Подкрепа от екипа на Hielscher – подкрепата беше отлична, винаги бяхте насреща при обучението ни, за да отговорите на въпросите ни и да разрешите проблемите, с предложения, които ни помогнаха да постигнем целта си.
Благодарим ви отново за помощта и съдействието, докато работехме по оптимизирането на нашите протоколи.“
Mark D. Driscoll, Ph.D. – Главен научен директор – Intus Biosciences
Ултразвуковият апарат за многоямкови плаки UIP400MTP улеснява подготовката на проби с висок капацитет за обработка, напр. при изследване и анализ на метаболити.
Основни характеристики на ултразвуковия апарат за многоямкови плаки UIP400MTP
| Ултразвукова обработка с висок капацитет за обработка на проби | Идеално подходящ за 96-ямкови и други многоямкови плаки, UIP400MTP позволява едновременна, еднаква ултразвукова обработка на множество проби, като значително съкращава времето за подготовка на пробите и увеличава капацитета за обработка при изпитвания с голям брой проби. |
| Използвайте многоямковата плака по ваш избор | UIP400MTP е проектиран за ултразвукова обработка на всякакви стандартни многоямкови плаки, PCR плаки или микротитърни плаки. Вие избирате най-подходящата плака за вашите експерименти. Тъй като UIP400MTP не изисква специфични за производителя консумативи, това ви спестява много пари! |
| Безконтактна ултразвукова обработка | Ултразвуковият апарат за многоямкови плаки UIP400MTP прилага интензивен ултразвук, без да се въвежда каквото и да било в пробата. Можете да обработвате с ултразвук запечатани многоямкови плаки, затворени съдове и флакони. Hielscher ви доставя персонализирани държачи за проби за всякакви нестандартни флакони или съдове. |
| Прецизност и контрол | Прецизното управление и интелигентният софтуер ви позволяват да настроите ултразвуковите параметри така, че да отговарят оптимално на конкретните ви нужди за обработка. Получавате максимална ефективност и резултатност на ултразвуковата обработка за всеки експеримент. |
| Контрол на температурата | Задайте конкретна температура за вашата ултразвукова обработка. Ултразвуковият апарат за плаки UIP400MTP може да следи температурата на пробите и да регулира ултразвуковата обработка съответно. Рециркулираща охлаждаща течност охлажда всяка ямка в плаката за прецизен контрол на температурата. |
| Регистриране на данни и дистанционно управление | Всяка серия на ултразвукова обработка може да се управлява от компютър. Не е необходима инсталация на софтуер. Можете да използвате стандартния си браузър (напр. Chrome, Firefox, Edge или Safari) на всяка операционна система (напр. MacOS, Windows, Android, iOS или Linux), за да управлявате и наблюдавате UIP400MTP дистанционно. Всяка серия на ултразвукова обработка създава подробен запис на ултразвуковата обработка за оценка и документиране. Файлът със записа е в непатентован CSV формат, който можете да отворите с предпочитаната си програма, напр. Microsoft Excel, Apple Numbers или OpenOffice Calc. |
| Здрав и надежден | Проектиран и произведен в Германия съгласно най-високите стандарти за качество, UIP400MTP е не само мощен, но и забележително издръжлив. Конструкцията му отговаря на промишлените стандарти и лесно издържа на натоварванията при ежедневна употреба във взискателна лабораторна среда. Можете да използвате UIP400MTP непрекъснато 24 часа, 7 дни в седмицата при дейности с висок капацитет за обработка на проби. |
- висока ефективност
- най-съвременна технология
- надеждност и здравина
- регулируемо, прецизно управление на процеса
- интелигентен софтуер
- интелигентни функции (напр. програмируемост, регистриране на данни, дистанционно управление)
- лесна и безопасна работа
- минимални изисквания за поддръжка
- CIP (почистване на място)
Проектиране, производство и консултации – качество, произведено в Германия
Ултразвуковите апарати на 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 на Hielscher лесно се справят с тежки условия и взискателни среди.
Hielscher Ultrasonics е компания, сертифицирана по ISO, която поставя специален акцент върху високопроизводителните ултразвукови апарати с най-съвременна технология и удобство за потребителя. Разбира се, ултразвуковите апарати на Hielscher съответстват на CE и отговарят на изискванията на UL, CSA и RoHs.
Безконтактен ултразвуков апарат UIP400MTP за подготовка на проби за метаболомика в микроплаки.
Литература / Източници
- FactSheet UIP400MTP Plate-Sonicator for High-Throughput Sample Preparation – English version – Hielscher Ultrasonics
- FactSheet UIP400MTP Plate-Sonicator für die High-Throughput Probenvorbereitung in 96-Well-Platten – deutsch – Hielscher Ultrasonics
- FactSheet UIP400MTP Multi-well Plate Sonicator – Non-Contact Sonicator – Hielscher Ultrasonics
- 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 за метаболомните изследвания
Какво представлява микробиомът?
Микробиомът обозначава съвкупната общност от микроорганизми, включително бактерии, вируси, гъби и археи, както и техния генетичен материал, които обитават определена среда, като човешкото тяло. Той играе решаваща роля за здравето на гостоприемника, като влияе върху метаболизма, имунната функция и защитата срещу патогени, а същевременно се формира под въздействието на фактори като хранене, начин на живот и околна среда.
Какво представлява метаболомиката?
Метаболомиката е цялостното изследване на метаболитите, които представляват малки молекули, образувани по време на метаболитни процеси в биологична система. Тя включва идентифицирането, количественото определяне и анализа на тези молекули с цел разбиране на клетъчните функции, метаболитните пътища и начина, по който те реагират на генетични, екологични или патологични промени.
Какво представлява метаболомът?
Метаболомът е пълният набор от малки молекули, или метаболити, присъстващи в биологична система, като клетка, тъкан или организъм, в даден момент. Той отразява биохимичната активност и физиологичното състояние на системата, предоставяйки информация за метаболизма и неговите взаимодействия с околната среда.
Hielscher Ultrasonics произвежда високопроизводителни ултразвукови хомогенизатори от лабораторни до промишлени размери.


