Nahraďte seškrabávání buněk vysokokapacitním sonikátorem UIP400MTP

Uvolňování a extrakce adherentních buněčných linií z vícejamkových destiček pro multiomickou analýzu je v laboratořích každodenním úkolem. Vysokokapacitní uvolňování buněk pomocí sonikátoru pro vícejamkové destičky UIP400MTP nahrazuje ruční seškrabávání buněk, což vede k vyšším výtěžkům RNA, celkových lipidů a celkových polárních metabolitů. Nová metoda integruje sonikátor Hielscher UIP400MTP s pracovní stanicí pro manipulaci s kapalinami Beckman Coulter i7, což umožňuje vysokokapacitní, reprodukovatelné a efektivní zpracování buněk pro extrakci RNA, metabolitů a lipidů. Představená metoda předčí tradiční metody ručního seškrabávání buněk tím, že dosahuje lepší reprodukovatelnosti a výtěžku u různých typů buněk a za různých experimentálních podmínek.

Zefektivněte uvolňování buněk pomocí sonikátoru pro mikrodestičky UIP400MTP

Systémy adherentních buněčných kultur hrají zásadní roli v toxikologickém a biomedicínském výzkumu. V této souvislosti se Cruchley-Fuge et al. (2024) zabývali významnou výzvou v projektu PrecisionTox, zaměřeném na využití omických technologií pro hodnocení chemické nebezpečnosti. Cílem projektu byla vysokokapacitní analýza tisíců vzorků ošetřených různými chemickými látkami. Aby vědci tento požadavek splnili, vyvinuli automatizovaný pracovní postup kombinující sonikátor UIP400MTP se zavedenými protokoly dvoufázové extrakce pro analýzu kapalinovou chromatografií s hmotnostní spektrometrií (LC-MS). Jejich studie hodnotí účinnost sonikátoru pro vícejamkové destičky UIP400MTP při uvolňování adherentních buněk ve srovnání s ručním seškrabáváním a dalšími tradičními metodami.

Zefektivnění multiomiky: automatizovaná extrakce adherentních buněk pomocí UIP400MTP

Výzkumný tým Laury Cruchley-Fuge z University of Birmingham použil tři lidské buněčné linie: HepG2 (buňky rakoviny jater), HepaRG (diferencované buňky podobné hepatocytům) a H295R (buňky rakoviny nadledvin). Tyto buňky byly kultivovány na 24jamkových a 96jamkových destičkách a vystaveny testovaným chemickým látkám, jako je aflatoxin B1 a forskolin.

Experimentální uspořádání:

Fáze 1: Optimalizace nastavení výkonu sonikátoru UIP400MTP a srovnání s ručním seškrabáváním buněk a ultrazvukovými vodními lázněmi. K hodnocení výtěžnosti RNA, metabolitů a lipidů byly použity buňky HepG2.
Fáze 2: Integrace UIP400MTP do pracovního postupu dvoufázové extrakce s využitím systému Beckman Coulter i7. Validace byla provedena na buňkách HepaRG a H295R.

Pracovní postup extrakce: Pracovní postup zahrnoval expozici chemickým látkám ve vícejamkových destičkách, uvolnění buněk pomocí UIP400MTP a dvoufázovou extrakci metodou Bligh & Dyer (B&D). Analýza LC-MS lipofilních a polárních sloučenin byla provedena na přístroji Thermo Scientific Orbitrap Exploris 120. Metoda B&D, zlatý standard pro kvantifikaci lipidů, zahrnuje dvoustupňovou extrakci methanolem, chloroformem a vodou, po níž následuje kvantifikace lipidů v chloroformové fázi.

Sonikátor pro mikrodestičky UIP400MTP usnadňuje uvolňování adherentních buněčných linií z vícejamkových destiček a Petriho misek

Výsledky:

Fáze 1: Optimální podmínky sonikace byly stanoveny při 60% výkonu.
UIP400MTP poskytl nejvyšší výtěžnost RNA s mimořádnou reprodukovatelností ve srovnání s ručním seškrabáváním a ultrazvukovými lázněmi.
Výtěžnost polárních metabolitů byla u všech metod konzistentní, zatímco výtěžnost lipidů byla s UIP400MTP výrazně lepší.
Fáze 2: Validace na buňkách HepaRG a H295R prokázala vysokou reprodukovatelnost lipidomických a metabolomických dat, jak ukazovala těsně seskupená skóre PCA.
Ošetření aflatoxinem B1 a forskolinem byla účinně odlišena od kontrol, což podtrhuje citlivost a spolehlivost metody.

„Sonikační zařízení Hielscher UIP400MTP poskytuje vysoce kvalitní a reprodukovatelný alternativní přístup ke ‚zlatému standardu‘ ručního seškrabávání buněk, což vede k vyšším výtěžkům RNA, celkových lipidů a celkových polárních metabolitů.“ (Cruchley-Fuge et al., 2024)

Cruchley-Fuge et al. zdůrazňují výhody sonikátoru UIP400MTP pro zpracování adherentních buněk. Tím, že tato metoda nahrazuje ruční seškrabávání, zvyšuje reprodukovatelnost, kapacitu zpracování a výtěžek, což z ní činí neocenitelný nástroj pro rozsáhlé studie, jako je PrecisionTox. Integrace UIP400MTP do automatizovaných pracovních postupů nejen snižuje variabilitu, ale také zefektivňuje pracné procesy a umožňuje získávání vysoce kvalitních multiomických dat.

Práce Cruchley-Fuge et al. (2024) usnadňuje a zefektivňuje zpracování adherentních buněčných kultur pro multiomickou analýzu. Integrace sonikátoru UIP400MTP s automatizovanými pracovními postupy zajišťuje konzistentní a efektivní přípravu vzorků, díky čemuž je ideálně vhodná pro vysokokapacitní toxikologický výzkum.

Hielscher UIP400MTP je nejvšestrannější sonikátor pro vaše vícejamkové destičky, PCR destičky nebo zkumavky se vzorky. S trvalým sonikačním výkonem 400 wattů je určen pro aplikace, jako jsou lýza buněk, emulgace, extrakce proteinů, fragmentace DNA / RNA, deaglomerace, extrakce ze vzorků FFPE, dispergace nanomateriálů nebo emulgace. UIP400MTP není ultrazvuková lázeň. Je to nádobková sonotroda s vysokou intenzitou pro cílenou sonikaci. Tento výkonný bezkontaktní sonikátor zajišťuje rovnoměrnou sonikaci ve všech jamkách vaší standardní vícejamkové destičky. Máte přesnou kontrolu nad amplitudou, výkonem a pulzním režimem. Integrovaný časovač a teplotní sonda zajišťují konzistentní výsledky. Sonikátor pro destičky UIP400MTP chladí vzorky pomocí vodní lázně s volitelnou externí chladicí jednotkou.

Design, výroba a poradenství – kvalita Made in Germany

Ultrazvukové přístroje Hielscher jsou proslulé svou nejvyšší kvalitou a standardy designu. Robustnost a snadná obsluha umožňují bezproblémovou integraci našich ultrazvukových přístrojů do průmyslových zařízení. Ultrazvukové přístroje Hielscher snadno zvládají drsné podmínky a náročná prostředí.

Společnost Hielscher Ultrasonics je certifikována podle ISO a klade zvláštní důraz na vysoce výkonné sonikátory vyznačující se nejmodernější technologií a uživatelskou přívětivostí. Ultrazvukové přístroje Hielscher jsou samozřejmě v souladu s CE a splňují požadavky UL, CSA a RoHs.

Související témata

Literatura / Reference

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.

Často kladené otázky

Co je uvolňování buněk?

Uvolňování buněk ve výzkumu označuje proces oddělení adherentních buněk od povrchu kultivační nádoby nebo substrátu. Obvykle se provádí za účelem získání buněk pro navazující aplikace, jako je analýza, subkultivace nebo kryokonzervace. Uvolnění lze dosáhnout pomocí enzymatických metod (např. trypsin), chemických činidel (např. EDTA), mechanických metod (např. seškrabávání) nebo fyzikálních technik, jako je sonikace, v závislosti na typu buněk a požadavcích výzkumu.

Jak se uvolňují adherentní buňky?

Uvolňování adherentních buněk pomocí sonikace zahrnuje aplikaci fokusovaných ultrazvukových vln k narušení adheze buněk k povrchu v kontrolovaném prostředí. Konkrétně sonikátor pro mikrodestičky UIP400MTP toho dosahuje generováním lokalizovaných mechanických vibrací, které rozrušují vazby mezi buňkami a kultivačním povrchem. Klíčové kroky zahrnují:

Příprava: Buňky se pěstují ve vícejamkových destičkách a v rámci experimentálního uspořádání mohou být vystaveny specifickým chemickým látkám.
Sonikace: Sonikátor UIP400MTP je naprogramován s optimalizovaným nastavením (např. 60% výkon), aby bylo zajištěno účinné uvolnění bez poškození buněk nebo narušení integrity biomolekul.
Řízení teploty: Přístroj udržuje stabilní teplotu, aby během procesu zabránil tepelně indukované degradaci buněk nebo molekul.
Po uvolnění: Uvolněné buňky jsou podrobeny navazujícím extrakčním protokolům, jako je dvoufázová metoda Bligh & Dyer, za účelem získání RNA, lipidů a metabolitů.

Tato metoda je lepší než ruční seškrabávání díky své automatizaci, reprodukovatelnosti a schopnosti efektivně zpracovávat vzorky ve vysoké kapacitě.

Co je uvolňování buněk bez poškození?

Uvolňování buněk bez poškození označuje proces oddělení adherentních buněk od jejich substrátu, aniž by byla narušena životaschopnost, integrita nebo funkčnost buněk. Dosahuje se ho pomocí šetrných metod, jako je řízená sonikace nebo bezenzymové roztoky.
Zabránění destrukci buněk je zásadní pro zachování strukturních a molekulárních vlastností buněk, které jsou nezbytné pro přesné navazující aplikace, jako je multiomická analýza, funkční testy nebo terapeutické použití. Poškozené buňky mohou uvolňovat intracelulární obsah, což může zkreslit experimentální výsledky nebo snížit kvalitu vzorku.

Jaká je výhoda bezenzymového uvolňování buněk?

Bezenzymové uvolňování buněk nabízí několik výhod, včetně zachování povrchových proteinů a receptorů buněk, udržení životaschopnosti buněk a zamezení možnému enzymatickému poškození biomolekul. Tento přístup je obzvláště přínosný pro citlivé navazující aplikace, jako je průtoková cytometrie, proteomika nebo funkční testy, kde by enzymatické změny mohly ohrozit kvalitu dat nebo výsledky experimentů. Bezenzymové metody jsou navíc často reprodukovatelnější a lze je přizpůsobit pro vysokokapacitní pracovní postupy.