Miniaturisering af assays muliggjort af sonikering med høj prøvekapacitet
Miniaturisering af assays er en afgørende tendens inden for moderne biovidenskabelig forskning. Efterhånden som laboratorier søger at behandle flere prøver og samtidig reducere reagensforbruget og forsøgsomkostningerne, erstatter mindre reaktionsvolumener og mikropladebaserede arbejdsgange i stigende grad traditionelle rørbaserede assays. Denne udvikling mod miniaturisering af assays gør det muligt for forskere at fremskynde udviklingen af assays, forkorte forsøgsforløb og generere mere robuste datasæt gennem højere prøvetæthed.
Udfordringer ved miniaturisering af assays
Miniaturiserede assays medfører også tekniske udfordringer. Arbejde med små prøvevolumener i mikroplader med høj brøndtæthed kræver meget ensartet prøveforberedelse i alle brønde. Variationer i behandlingsbetingelserne kan hurtigt føre til uensartede resultater, især i arbejdsgange, der omfatter celleopbrydning, nukleinsyreekstraktion, proteinisolering eller dispersion af nanopartikler. Det bliver derfor afgørende at sikre ensartet behandling af alle prøver for at opretholde datapålideligheden og forsøgenes reproducerbarhed.
Overvind udfordringerne ved miniaturisering af assays med UIP400MTP
Mikropladesonikatoren UIP400MTP imødekommer disse udfordringer ved at muliggøre sonikering med høj prøvekapacitet direkte i standardmultibrøndsplader. I stedet for at behandle prøverne enkeltvis tilfører systemet ultralydsenergi samtidigt over hele mikropladen. Denne tilgang sikrer ensartede sonikeringsbetingelser i hver brønd og øger samtidig behandlingshastigheden markant. Dermed kan forskere integrere ultralydsbaseret prøveforberedelse problemfrit i moderne arbejdsgange med høj prøvekapacitet.
Ultralydsbehandling har længe været en gennemprøvet teknik i biovidenskabelige laboratorier. Ultralyd opbryder effektivt cellemembraner, fragmenterer DNA, ekstraherer intracellulære biomolekyler og dispergerer partikler. Konventionelle sonikeringsmetoder kræver dog ofte probebaserede systemer eller behandling af ét rør ad gangen, hvilket kan begrænse prøvekapaciteten ved arbejde med et stort antal prøver. Derimod gør UIP400MTP det muligt for laboratorier at behandle hele mikroplader på én gang, hvilket eliminerer behovet for gentagen håndtering af enkeltprøver og muliggør fuldt skalerbare arbejdsgange.
Fordelene ved mikropladesonikatoren UIP400MTP
En central fordel ved UIP400MTP er dens evne til at sikre en ensartet fordeling af ultralydsenergi i alle mikropladens brønde. Ensartede sonikeringsbetingelser er afgørende for at opretholde reproducerbarheden i assays med høj prøvekapacitet, især når hundredvis af prøver sammenlignes i ét enkelt forsøg. Ved at behandle alle brønde samtidigt med identiske parametre sikrer UIP400MTP, at hver prøve udsættes for de samme behandlingsbetingelser.
Denne funktion understøtter en bred vifte af biovidenskabelige anvendelser, der bygger på kontrolleret ultralydsbehandling. Forskere bruger sonikering med høj prøvekapacitet til opgaver såsom:
- cellelyse og solubilisering af celler til molekylær analyse
- DNA- og RNA-ekstraktion fra biologiske prøver
- DNA-fragmentering til genomiske arbejdsgange
- proteinekstraktion til proteomik og biokemiske undersøgelser
- biblioteksforberedelse til næste generations sekventering (NGS)
- dispersion af nanopartikler i nanobioteknologisk forskning
- løsrivelse af celler eller biofilm fra overflader
Da ultralydsbehandlingen udføres ensartet over hele pladen, minimeres forsøgsvariationen, og efterfølgende analytiske arbejdsgange får større pålidelighed.
Et andet vigtigt aspekt ved miniaturisering af assays er den stigende anvendelse af laboratorieautomatisering og robotarbejdsstationer. Automatiserede væskehåndteringssystemer og integrerede robotplatforme gør det muligt for laboratorier at behandle et stort antal prøver med minimal manuel indgriben. For at understøtte disse miljøer skal laboratorieudstyr være designet til problemfri integration i automatiserede systemer.
Integration i automatiserede laboratoriearbejdsstationer
UIP400MTP blev udviklet med dette krav for øje. Dens enkle konstruktionsdesign, kompakte pladsbehov og meget robuste kabinet gør det nemt at integrere den i automatiserede laboratoriearbejdsstationer. Systemet kan integreres i robotbaserede arbejdsgange sammen med automatiserede væskehåndteringsenheder, mikropladelæsere og andre analyseinstrumenter med høj prøvekapacitet. Denne kompatibilitet gør den særligt velegnet til laboratorier, der udfører automatiserede celleassays, genomiske arbejdsgange eller screeningsforsøg, hvor reproducerbarhed og skalerbarhed er afgørende. Læs mere om integrationen af UIP400MTP i automatiserede væskehåndteringssystemer!
| Sonikator: Vigtige fordele ved robotautomatisering | Hvorfor det er vigtigt |
| Understøttelse af standardplader | Fungerer med SBS-formater, som robotter allerede håndterer. |
| Høj prøvekapacitet | Parallel sonikering reducerer cyklustiderne. |
| Fjernstyring og logning | Muliggør drift uden opsyn og sporbarhed. |
| Kontaktfri sonikering | Lavere kontamineringsrisiko og bedre pladeforsegling. |
| Temperaturstyring | Bevarer prøvernes integritet under automatiserede kørsler. |
| Skalerbar på tværs af brøndformater | Imødekommer skiftende behov for prøvekapacitet i automatiseringen. |
Kompatibilitet med laboratoriesoftware
Ud over mekanisk integration understøtter UIP400MTP digital tilslutning til automatiseret styring og dataudveksling. Moderne laboratoriemiljøer er i stigende grad afhængige af netværksforbundne instrumenter, der kan fjernstyres, overvåges og integreres i laboratorieinformationssystemer. Mikropladesonikatoren har derfor flere veldokumenterede, åbne grænseflader, der letter kommunikationen med automatiseringsplatforme og styringssoftware.
Vigtige kommunikations- og integrationsfunktioner omfatter:
- fjernstyring via XML- og JSON-baserede kommunikationsprotokoller
- kompatibilitet med ModBUS til automatiseringssystemer i industri og laboratorier
- SYSLOG-understøttelse til hændelseslogning og systemovervågning
Disse grænseflader baseret på åbne standarder gør det muligt for laboratorier at integrere UIP400MTP i komplekse automatiserede arbejdsgange og digitale laboratorieinfrastrukturer. Dermed kan forskere implementere fuldt automatiserede processer, hvor sonikering af mikroplader bliver et integreret trin i et større forsøgsforløb.
Avanceret biovidenskab og forskning med assay-sonikatoren
Efterhånden som biovidenskabelig forskning fortsat bevæger sig mod højere prøvekapacitet, mindre reaktionsvolumener og automatiserede arbejdsgange, bliver teknologier, der understøtter miniaturisering af assays, stadig vigtigere. Pålidelig prøveforberedelse er fortsat en nøglefaktor for vellykkede forsøg, især når hundredvis eller tusindvis af prøver skal behandles under identiske betingelser.
Ved at muliggøre sonikering med høj prøvekapacitet og ensartet energifordeling over hele mikroplader giver UIP400MTP forskere et effektivt værktøj til skalerbar og reproducerbar prøveforberedelse. Dens design til automatisering, digitale tilslutningsmuligheder og kompatibilitet med standardmikroplader gør den til en ideel løsning for laboratorier, der ønsker at effektivisere udviklingen af assays og samtidig opretholde videnskabelig stringens.
På denne måde bidrager mikropladesonikatoren UIP400MTP til at forenkle en af de centrale udfordringer i moderne laboratoriearbejdsgange: at opnå ensartet prøveforberedelse af høj kvalitet i stadig mere miniaturiserede og automatiserede forsøgsmiljøer.
Sonikering af assays med høj prøvekapacitet med sonikatoren til 96-brøndsplader UIP400MTP
Litteratur / Referencer
- 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.
- 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.
- 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.
Ofte stillede spørgsmål
Hvad er et assay?
Et assay er en analytisk procedure, der bruges til kvalitativt at påvise eller kvantitativt at måle tilstedeværelsen, koncentrationen, aktiviteten eller den funktionelle effekt af et biologisk molekyle, en cellepopulation eller en biokemisk proces i en prøve. Assays er grundlæggende værktøjer inden for biovidenskab, biokemi og farmaceutisk forskning og gør det muligt for forskere at undersøge molekylære interaktioner, enzymaktivitet, genekspression, cellelevedygtighed og mange andre biologiske parametre under kontrollerede forsøgsbetingelser.
Hvilke assays er mest almindelige?
De mest almindelige assays inden for biovidenskabelig forskning omfatter enzymkoblede immunosorbentassays (ELISA) til påvisning af proteiner eller antistoffer, polymerasekædereaktion (PCR) og kvantitative PCR-assays (qPCR) til påvisning og kvantificering af nukleinsyrer, cellelevedygtighedsassays såsom MTT- eller resazurinassays, reportergenassays til undersøgelse af genregulering og enzymaktivitetsassays, der måler katalytiske reaktioner. Derudover anvendes assays til DNA/RNA-ekstraktion, proteinkvantificering (f.eks. Bradford- eller BCA-assays) og screeningsassays med høj prøvekapacitet i vid udstrækning inden for bioteknologi og lægemiddeludvikling.
Hvad er de 4 typer assays?
Assays inddeles ofte i fire hovedtyper ud fra det anvendte analytiske princip.
- Biokemiske assays måler aktiviteten eller koncentrationen af biomolekyler såsom enzymer, proteiner eller metabolitter i et kontrolleret reaktionsmiljø.
- Cellebaserede assays vurderer biologiske processer i levende celler, såsom celleproliferation, cytotoksicitet, signalveje eller genekspression.
- Immunoassays bruger antigen–antistof-interaktioner til at påvise specifikke proteiner eller biomarkører med høj specificitet.
- Bindingsassays analyserer interaktionen mellem molekyler, for eksempel ligand–receptor-binding eller protein–protein-interaktioner, hvilket er særligt vigtigt inden for lægemiddelopdagelse og farmakologiske undersøgelser.
Hvad er forskellen mellem et assay og en test?
Forskellen mellem et assay og en test ligger hovedsageligt i deres videnskabelige omfang og kontekst. Et assay er typisk en standardiseret analytisk procedure, der er udformet til at måle en specifik biologisk eller kemisk parameter med en defineret metodik, og som ofte anvendes inden for forskning, lægemiddeludvikling og kvalitetskontrol. En test er et bredere begreb, der henviser til enhver vurdering eller undersøgelse, som udføres for at fastslå tilstedeværelsen, tilstanden eller ydeevnen af noget. I videnskabelige og kliniske sammenhænge er mange diagnostiske tests baseret på assays, men begrebet “test” kan også henvise til ikke-analytiske vurderinger eller forenklede diagnostiske procedurer.
Er mikropladesonikatoren UIP400MTP egnet til prøveforberedelse med høj prøvekapacitet?
Ja, UIP400MTP er en fokuseret, kontaktfri sonikator, der effektiviserer arbejdsgange i mikroplader. UIP400MTP kan håndtere alle plader med 6, 12, 24, 48, 96 og 384 brønde og gør det nemt at forberede prøver med middelhøj og høj prøvekapacitet.
Læs mere om prøveforberedelse med middelhøj og høj prøvekapacitet ved hjælp af en fokuseret, kontaktfri sonikator!
Hielscher Ultrasonics fremstiller højtydende ultralydshomogenisatorer fra laboratoriestørrelse til industristørrelse.


