Ultrazvučni homogenizatori tkiva

• Ultrazvučna obrada (sonikacija) je siguran i efikasan način homogenizacije tkiva.
• Ultrazvučne primjene uključuju pripremu tkiva i suspenzija, ekstrakciju proteina, DNK/ RNK i aktivnih spojeva, kao i aktivaciju / inaktivaciju enzima i kvasaca.
• Precizna kontrolabilnost ultrazvučnih homogenizatora sondnog tipa omogućava pouzdanu pripremu uzoraka tkiva.

Homogenizacija tkiva pomoću ultrazvučnih sondi

Homogenizacija tkiva je proces pripreme uzoraka u kojem se životinjske i biljne ćelije ili mikroorganizmi pripremaju prije ekstrakcije intracelularnih tvari, kao što su proteini, DNK ili RNK. Ćelijska membrana mora biti razorena kako bi se oslobodio sadržaj ćelije. Nakon razgradnje ćelijskog zida intracelularne makromolekule plutaju u puferskoj otopini, tako da organele, proteini i DNK/ RNK postaju dostupni. Ultrazvučni homogenizatori tkiva i uređaji za razgradnju ćelija vrlo su efikasni alati za razgradnju ćelija, lizu i ekstrakciju.

Ultrazvučni homogenizatori tkiva naspram alternativnih tehnika lize

Možda se pitate koja tehnika razgradnje ćelija i koja oprema za homogenizaciju tkiva je najbolja opcija za vaš laboratorij. U nastavku možete pronaći nekoliko argumenata koji govore u prilog ultrazvučnoj lizi i homogenizaciji tkiva, jer ultrazvučna obrada (sonikacija) ima nekoliko prednosti u odnosu na alternativne metode homogenizacije:

• Efikasnost: Ultrazvučna homogenizacija je brza i efikasna metoda razgradnje tkiva i ćelija. Ultrazvučni homogenizatori tkiva koriste radni princip akustične kavitacije. Ova metoda je vrlo efikasna i može razgraditi ćelije u roku od nekoliko sekundi. Budući da se nivo intenziteta može podešavati od blagog do intenzivnog, sonikacija je posebno efikasna za tvrda ili vlaknasta tkiva koja je teško homogenizirati drugim metodama.



• Izbjegavanje unakrsne kontaminacije: Hielscher nudi moćne ultrazvučne homogenizatore tkiva koji pripremaju uzorak indirektnom ultrazvučnom obradom. Uz UIP400MTP (idealan za mikrotitarske i višejažične ploče), kao i VialTweeter i CupHorn (idealan za bočice, epruvete i čaše) Hielscher nudi ultrazvučnu opremu za razgradnju ćelija za homogenizaciju bez kontakta, što smanjuje rizik od unakrsne kontaminacije između uzoraka. Također smanjuje rizik od unošenja kontaminanata s površina za usitnjavanje ili iz druge opreme za homogenizaciju.
• Fleksibilnost: Ultrazvučna homogenizacija može se koristiti s različitim veličinama i volumenima uzoraka, od malih volumena do velikih uzoraka tkiva. Osim toga, ultrazvučna homogenizacija je pogodna i za širok raspon vrsta uzoraka, uključujući biljna tkiva, životinjska tkiva i mikrobne kulture. Intenzitet i trajanje ultrazvučne obrade mogu se podešavati kako bi se optimizirao stepen razgradnje za različite vrste tkiva.
• Reproducibilnost: Ultrazvučna homogenizacija daje konzistentne rezultate i omogućava preciznu kontrolu parametara homogenizacije, kao što su izlazna snaga i trajanje sonikacije. To pomaže osigurati reproducibilnost i tačnost eksperimentalnih podataka.
• Očuvanje biomolekula: Ultrazvučna obrada (sonikacija) sondnog tipa je netermički tretman. To znači da njen učinak ne počiva na toplini. Međutim, svaki mehanički tretman stvara toplinu u skladu s drugim zakonom termodinamike. To znači da se uzorak zagrijava tokom dužih vremena sonikacije. Najsavremeniji ultrazvučni uređaji kompanije Hielscher opremljeni su temperaturnim senzorima i pametnim softverom za praćenje temperature. Sofisticirane opcije hlađenja omogućavaju sprječavanje toplinske degradacije i pomažu očuvanju aktivnosti biomolekula osjetljivih na toplinu, kao što su enzimi i proteini.
• Ušteda vremena: Visoka efikasnost ultrazvučne obrade sondnog tipa omogućava brzu homogenizaciju tkiva, čime se štedi vrijeme u poređenju s drugim metodama koje zahtijevaju opsežniju fizičku manipulaciju tkivom.

Ultrazvučna homogenizacija tkiva nudi nekoliko prednosti u odnosu na alternativne metode homogenizacije. Zbog toga su ultrazvučni homogenizatori tkiva preferirana tehnika razgradnje ćelija u raznim istraživačkim i industrijskim primjenama.

Primjer protokola za homogenizaciju tkiva pomoću ultrazvučne sonde:

Ultrazvučni uređaji olakšavaju homogenizaciju tkiva jednostavnim rukovanjem i brzim postupkom homogenizacije. Istovremeno se ultrazvučni procesni parametri mogu precizno kontrolirati i pratiti, tako da su rezultati pouzdani i reproducibilni.

Materijali:

• Uzorak tkiva (npr. jetra, mozak, mišić)
• Pufer (npr. PBS, Tris-HCl)
• Koktel inhibitora proteaza
• Ultrazvučni homogenizator (sondnog tipa)
• Led
• Mikrocentrifugalne epruvete
• Pipete

Protokol za ultrazvučnu homogenizaciju tkiva:

Napomena: Trajanje i intenzitet sonikacije možda će biti potrebno optimizirati ovisno o vrsti tkiva, starosti i zdravstvenom stanju, kao i o specifičnim narednim primjenama. Također je važno pažljivo odabrati pufer, inhibitore proteaza i druge aditive kako bi se optimizirali prinos i kvalitet homogenata.

Glavne prednosti Hielscher ultrazvučnih homogenizatora tkiva

• brzo i efikasno usitnjavanje, homogenizacija, liza i razgradnja ćelija ili ekstrakcija moćnom ultrazvučnom kavitacijom
• jednostavna i intuitivna upotreba i rukovanje (odaberite analognu ili digitalnu verziju)
• jednostavno čišćenje površina u kontaktu s proizvodom ispiranjem sonotrode tokom sonikacije (CIP čišćenje na mjestu / SIP sterilizacija na mjestu)
• kutija za zaštitu od zvuka (kutija za zaštitu od zvuka za laboratorijske uređaje u potpunosti je izrađena od akrilnog stakla radi potpune vidljivosti iz svakog ugla)
• potpuna kontrola nad procesnim parametrima putem digitalnog zaslona osjetljivog na dodir na uređaju (digitalni ultrazvučni uređaji) ili mjerača snage (za analogne uređaje)
• integrirana kontrola temperature (važno za uzorke tkiva osjetljive na toplinu, labilne)
• pauze u toku homogenizacije mogu se pojedinačno definirati i unaprijed podesiti u digitalnom meniju
• svi digitalni uređaji opremljeni su automatskim bilježenjem podataka (na integriranoj SD/USB-ComboCard kartici), priključivim temperaturnim senzorom i daljinskim upravljanjem putem preglednika.
• obrada više uzoraka pomoću VialTweeter, CupHorn ili upotrebom sonotroda s 4 ili 8 prstiju (npr. za integraciju u procese laboratorijskih robota)
• za primjene malih i velikih razmjera

Tabela u nastavku daje okvirnu informaciju o približnom kapacitetu obrade naših ultrazvučnih homogenizatora tkiva za dezintegraciju ćelija, lizu i ekstrakciju:

Pronađite optimalan ultrazvučni homogenizator tkiva za vašu primjenu

Hielscher ultrazvučni homogenizatori tkiva dostupni su s rasponom ultrazvučne izlazne snage između 50W i 16.000W (16kW).
Laboratorijsko osoblje oduševljeno je jednostavnim i intuitivnim rukovanjem Hielscher ultrazvučnim laboratorijskim homogenizatorima. Ovisno o specifičnim zahtjevima, Hielscher uređaji dolaze s digitalnom ili analognom kontrolom.

1. VialTweeter je moćan ultrazvučni homogenizator koji omogućava istovremenu ultrazvučnu obradu do 10 bočica ili epruveta istim intenzitetom. Zahvaljujući indirektnoj sonikaciji, unakrsna kontaminacija i gubitak uzorka potpuno se izbjegavaju. Čišćenje i dezinfekcija svedeni su na minimum zahvaljujući upotrebi jednokratnih bočica. Blok sonotroda se može autoklavirati.
2. UIP400MTP Plate-Sonicator idealan je kada radite s mikrotitarskim i višejažičnim pločama, kao što su ploče s 96 jažica. Jednostavno stavite višejažičnu ploču ili Petrijevu zdjelicu u UIP400MTP i svi uzorci se ravnomjerno soniciraju. Uz UIP400MTP Plate-Sonicator, obrada uzoraka visoke propusnosti postaje jednostavna i efikasna!
3. U ponudi laboratorijskih ultrazvučnih uređaja sondnog tipa homogenizatori se mogu odabrati sa 50 vati, 100 vati, 200 vati i 400 vati.
   UP50H (50W)
   UP100H (100W)
   UP200Ht / UP200St (200W)
   UP400St (400W)

Primjena i upotreba ultrazvučnih homogenizatora tkiva

Ultrazvučni homogenizatori se obično koriste za usitnjavanje tkiva, razgradnju ćelija i lizu te homogenizaciju bioloških uzoraka prije ekstrakcije intracelularnih tvari u molekularnom rasponu. Kontroliranom ultrazvučnom obradom uzoraka svi koraci od lize do ekstrakcije i homogenizacije mogu se provesti pomoću istog ultrazvučnog uređaja za razgradnju ćelija.
Velika prednost ultrazvučnih homogenizatora leži u lako podesivom unosu snage i intenzitetu sonikacije. Hielscher ultrazvučni uređaji za razgradnju ćelija (lizeri) omogućavaju kontrolu intenziteta sonikacije podešavanjem amplitude od 20% do 100%.
Umjesto kontinuiranog rada, ultrazvučni homogenizator može se podesiti na ciklični režim, npr. za sonikaciju tkiva osjetljivog na toplinu. Sonikacija u impulsnom režimu znači da ultrazvučni uređaj generira ultrazvučne valove visokog intenziteta u periodičnim ciklusima. Trajanje perioda sonikacije i vrijeme mirovanja korisnik može podesiti pojedinačno.
Pri impulsnoj sonikaciji, tokom perioda mirovanja sonicirani materijal može se vratiti u stanje mirovanja, a uzorak se može ohladiti (korištenjem vremena mirovanja za odvođenje toplote). Na taj način se intenzitet obrade može precizno podesiti u skladu s tkivom, a neželjeno zagrijavanje uzorka se smanjuje.
Ultrazvučni homogenizatori tkiva su robusni i jednostavni za korištenje, a pritom daju pouzdane rezultate i osiguravaju reproducibilnost zahvaljujući potpunoj kontroli nad svim važnim procesnim parametrima.
Uobičajena područja primjene ultrazvučnog usitnjavanja tkiva, razgradnje ćelija, lize, ekstrakcije i homogenizacije nalaze se u biološkim i farmaceutskim laboratorijima, mikrobiologiji, proteomskim i genomskim istraživanjima (npr. oslobađanje proteina prije Western blota i enzimski vezanog imunosorbentnog testa ELISA), ali i u proizvodnji botaničkih ekstrakata i bioaktivnih spojeva za prehrambenu, farmaceutsku i kozmetičku industriju.

• Kliknite ovdje za specifične preporuke o procesu u vezi s pripremom uzoraka, homogenizacijom tkiva, lizom i ekstrakcijom (npr. ćelije, bakterije, spore, aktivni spojevi)!
• Pročitajte ovdje zašto su sonikatori nezamjenjiv alat za proteomska istraživanja!
• Saznajte kako sonikacija olakšava rad na genomskim istraživanjima!

Literatura / Reference

• 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.