Ултразвукови хомогенизатори за тъкани

• Ултразвуковата обработка е безопасен и ефективен метод за хомогенизиране на тъкани.
• Ултразвуковите приложения включват подготовката на тъкани и суспензии, екстракцията на протеини, ДНК/ РНК и активни съединения, както и активирането / инактивирането на ензими и дрожди.
• Възможността за прецизно управление на ултразвуковите хомогенизатори със сонда позволява надеждна подготовка на тъканни проби.

Хомогенизиране на тъкани с ултразвукови сонди

Хомогенизирането на тъкани е процес на подготовка на проби, при който животински и растителни клетки или микроорганизми се подготвят преди екстракцията на вътреклетъчни вещества като протеини, ДНК или РНК. Клетъчната мембрана трябва да бъде разкъсана, за да се освободи клетъчното съдържимо. След разрушаването на клетъчната стена вътреклетъчните макромолекули се намират свободно в буферния разтвор, така че органелите, протеините и ДНК/ РНК стават достъпни. Ултразвуковите хомогенизатори за тъкани и апаратите за разрушаване на клетките са много ефективни средства за разрушаване на клетките, лизис и екстракция.

Ултразвукови хомогенизатори за тъкани в сравнение с алтернативни техники за лизис

Може би се питате коя техника за разрушаване на клетките и кое оборудване за хомогенизиране на тъкани са най-добрият избор за вашата лаборатория. По-долу ще намерите няколко аргумента в полза на ултразвуковия лизис и хомогенизирането на тъкани, тъй като ултразвуковата обработка има редица предимства пред алтернативните методи за хомогенизиране:

• Ефективност: Ултразвуковото хомогенизиране е бърз и ефективен метод за разрушаване на тъкани и клетки. Ултразвуковите хомогенизатори за тъкани работят на принципа на акустичната кавитация. Този метод е високоефективен и може да разруши клетките за секунди. Тъй като интензивността може да се регулира от ниска до висока, ултразвуковата обработка е особено ефективна за твърди или влакнести тъкани, които трудно се хомогенизират с други методи.



• Избягване на кръстосано замърсяване: Hielscher предлага мощни ултразвукови хомогенизатори за тъкани, които подготвят пробата чрез непряка ултразвукова обработка. С UIP400MTP (идеален за микротитърни и многоямкови плаки), както и с VialTweeter и CupHorn (идеални за флакони, епруветки и бехерови чаши), Hielscher предлага ултразвуково оборудване за разрушаване на клетките чрез безконтактно хомогенизиране, което намалява риска от кръстосано замърсяване между пробите. То също така свежда до минимум риска от внасяне на замърсители от смилащите повърхности или друго оборудване за хомогенизиране.
• Гъвкавост: Ултразвуковото хомогенизиране може да се използва за проби с различни размери и обеми – от малки обеми до големи тъканни проби. Освен това ултразвуковото хомогенизиране е подходящо за широк спектър от видове проби, включително растителни тъкани, животински тъкани и микробни култури. Интензивността и продължителността на ултразвуковата обработка могат да се регулират, за да се оптимизира степента на разрушаване за различни видове тъкани.
• Възпроизводимост: Ултразвуковото хомогенизиране осигурява постоянни резултати и позволява прецизен контрол на параметрите на хомогенизирането, като изходната мощност и времето за ултразвукова обработка. Това спомага за осигуряване на възпроизводимост и точност на експерименталните данни.
• Запазване на биомолекулите: Ултразвуковата обработка със сонда е нетермична обработка. Това означава, че въздействието ѝ не се основава на топлина. Въпреки това всяка механична обработка генерира топлина в съответствие с втория закон на термодинамиката. Това означава, че пробата се затопля при по-продължителна ултразвукова обработка. Съвременните ултразвукови апарати на Hielscher са оборудвани с температурни сензори и интелигентен софтуер за наблюдение на температурата. Усъвършенстваните възможности за охлаждане позволяват да се предотврати термичното разграждане и спомагат за запазване на активността на чувствителните към топлина биомолекули, като ензими и протеини.
• Спестяване на време: Високата ефективност на ултразвуковата обработка със сонда позволява бързо хомогенизиране на тъканите, което спестява време в сравнение с други методи, изискващи по-продължителни физически манипулации с тъканта.

Ултразвуковото хомогенизиране на тъкани предлага редица предимства пред алтернативните методи за хомогенизиране. Ето защо ултразвуковите хомогенизатори за тъкани са предпочитаната техника за разрушаване на клетките в различни изследователски и промишлени приложения.

Примерен протокол за хомогенизиране на тъкани с ултразвукова сонда:

Ултразвуковите апарати улесняват хомогенизирането на тъкани чрез лесна работа и бърза процедура за хомогенизиране. Същевременно параметрите на ултразвуковия процес могат да се контролират и наблюдават прецизно, така че резултатите да са надеждни и възпроизводими.
 
Материали:

• Тъканна проба (напр. черен дроб, мозък, мускул)
• Буфер (напр. PBS, Tris-HCl)
• Коктейл от протеазни инхибитори
• Ултразвуков хомогенизатор (със сонда)
• Лед
• Микроцентрофужни епруветки
• Пипети

Протокол за ултразвуково хомогенизиране на тъкани:

Забележка: Възможно е да се наложи оптимизиране на продължителността и интензивността на ултразвуковата обработка в зависимост от вида, възрастта и здравословното състояние на тъканта, както и от конкретните последващи приложения. Важно е също внимателно да се подберат буферът, протеазните инхибитори и другите добавки, за да се оптимизират добивът и качеството на хомогената.

Основни предимства на ултразвуковите хомогенизатори за тъкани на Hielscher

• бързо и ефективно смилане, хомогенизиране, лизис и разрушаване на клетките или екстракция чрез мощна ултразвукова кавитация
• лесна и интуитивна употреба и работа (изберете аналоговата или цифровата версия)
• лесно почистване на повърхностите в контакт с продукта чрез промиване на сонотрода по време на ултразвукова обработка (CIP почистване на място/ SIP стерилизация на място)
• шумозащитна кутия (шумозащитната кутия за лабораторните устройства е изработена изцяло от акрилно стъкло за пълна видимост от всеки ъгъл)
• пълен контрол върху параметрите на процеса чрез цифров сензорен дисплей на устройството (цифрови ултразвукови апарати) или измервател на мощността (за аналогови устройства)
• интегриран контрол на температурата (важен за чувствителни към топлина, лабилни тъканни проби)
• паузите в процеса на хомогенизиране могат да се определят индивидуално и да се задават предварително в цифровото меню
• всички цифрови устройства са оборудвани с автоматично записване на данни (върху интегрирана SD/USB-ComboCard), включваем температурен сензор и дистанционно управление чрез браузър.
• обработка на множество проби с VialTweeter, CupHorn или чрез използване на сонотроди с 4 или 8 пръста (напр. за интегриране в процеси с лабораторни роботи)
• за приложения в малък и голям мащаб

Таблицата по-долу дава представа за приблизителния капацитет за обработка на нашите ултразвукови хомогенизатори за тъкани при разрушаване на клетките, лизис и екстракция:

Намерете оптималния ултразвуков хомогенизатор за тъкани за вашето приложение

Ултразвуковите хомогенизатори за тъкани на Hielscher се предлагат с изходна ултразвукова мощност в диапазона от 50W до 16 000W (16kW).
Лабораторните специалисти са доволни от лесната и интуитивна работа с ултразвуковите лабораторни хомогенизатори на Hielscher. В зависимост от конкретните изисквания устройствата на Hielscher се предлагат с цифрово или аналогово управление.

1. VialTweeter е мощен ултразвуков хомогенизатор, който позволява едновременна ултразвукова обработка на до 10 флакона или епруветки с еднаква интензивност. Благодарение на непряката ултразвукова обработка кръстосаното замърсяване и загубата на проба се избягват напълно. Почистването и санитарната обработка се свеждат до минимум благодарение на използването на флакони за еднократна употреба. Блоковият сонотрод може да се автоклавира.
2. Ултразвуковият апарат за плаки UIP400MTP е идеален, когато работите с микротитърни и многоямкови плаки, като плаки с 96 ямки. Просто поставете многоямковата плака или петриевата паничка в UIP400MTP и всички проби ще бъдат равномерно обработени с ултразвук. С ултразвуковия апарат за плаки UIP400MTP обработката на проби с висок капацитет става лесна и ефективна!
3. В гамата от лабораторни ултразвукови апарати със сонда могат да се изберат хомогенизатори с ултразвукова мощност 50, 100, 200 и 400 вата.
   UP50H (50W)
   UP100H (100W)
   UP200Ht / UP200St (200W)
   UP400St (400W)

Приложение и използване на ултразвукови хомогенизатори за тъкани

Ултразвуковите хомогенизатори обикновено се използват за смилане на тъкани, разрушаване на клетките и лизис, както и за хомогенизиране на биологични проби преди екстракцията на вътреклетъчни вещества на молекулно ниво. Чрез контролирана ултразвукова обработка на пробите всички етапи – от лизис до екстракция и хомогенизиране – могат да се извършват с един и същ ултразвуков апарат за разрушаване на клетките.
Голямото предимство на ултразвуковите хомогенизатори се състои в лесното регулиране на подаваната мощност и интензивността на ултразвуковата обработка. Ултразвуковите апарати за разрушаване на клетките (лизатори) на Hielscher позволяват контрол на интензивността на ултразвуковата обработка чрез регулиране на амплитудата от 20% до 100%.
Като алтернатива на непрекъснатата работа ултразвуковият хомогенизатор може да се настрои в цикличен режим, напр. за ултразвукова обработка на чувствителни към топлина тъкани. Ултразвуковата обработка в импулсен режим означава, че ултразвуковият апарат генерира ултразвукови вълни с висока интензивност в периодични цикли. Продължителността на периода на ултразвукова обработка и времето за пауза могат да се задават индивидуално от потребителя.
При импулсна ултразвукова обработка, по време на паузата обработваният с ултразвук материал може да се върне в състояние на покой, а пробата може да се охлади (като времето за пауза се използва за отвеждане на топлината). Така интензивността на обработката може да се настрои точно според тъканта и нежеланото нагряване на пробата се намалява.
Ултразвуковите хомогенизатори за тъкани са здрави и лесни за употреба, като същевременно дават надеждни резултати и осигуряват възпроизводимост благодарение на пълния контрол върху всички важни параметри на процеса.
Обичайните области на приложение на ултразвуковото смилане на тъкани, разрушаването на клетките, лизиса, екстракцията и хомогенизирането включват биологични и фармацевтични лаборатории, микробиологията, протеомните и геномните изследвания (напр. освобождаване на протеини преди Western blotting и ензимно-свързан имуносорбентен анализ ELISA), както и производството на растителни екстракти и биоактивни съединения за хранителната, фармацевтичната и козметичната промишленост.

• Щракнете тук за конкретни препоръки за процесите на подготовка на проби, хомогенизиране на тъкани, лизис и екстракция (напр. клетки, бактерии, спори, активни съединения)!
• Прочетете тук защо ултразвуковите апарати са незаменим инструмент за протеомни изследвания!
• Научете как ултразвуковата обработка улеснява геномните изследвания!

Литература / Източници

• 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.