Zellablösung durch Ultraschall
Die Zellablösung durch Ultraschall ist eine hochwirksame und zuverlässige Technik zur Probenvorbereitung, die in verschiedenen Bereichen der Zellbiologie und Biotechnologie eingesetzt wird. Mithilfe von Ultraschallwellen löst das Ultraschallgerät UIP400MTP für Multiwell-Platten adhärente Zellen von Kulturoberflächen ab und bereitet Zellsuspensionen für nachfolgende Anwendungen vor. Die Ultraschallbehandlung bietet mehrere Vorteile gegenüber herkömmlichen enzymatischen, chemischen und mechanischen Ablösungstechniken und ist damit ein wertvolles Werkzeug für Forschende.
Prinzip der Zellablösung durch Ultraschall
Die Zellablösung durch Ultraschall beruht auf dem Einsatz von Leistungsultraschall, um die Wechselwirkungen zwischen den Zellen und dem Substrat, an dem sie haften, aufzubrechen. Ultraschallwellen erzeugen Mikroblasen, akustische Kavitation und Schwingungen im Kulturmedium. Dadurch entstehen mechanische Kräfte, die die Zellen schonend, aber wirksam ablösen. Dieser Prozess wird üblicherweise mit dem berührungslos arbeitenden Ultraschallgerät UIP400MTP für Multiwell-Platten durchgeführt.
Berührungslos arbeitendes Ultraschallgerät UIP400MTP zur Zellablösung
Die Ablösung von Zellen ist bei der Kultivierung adhärenter Zellen entscheidend. Obwohl die Trypsinierung die am häufigsten eingesetzte Technik ist, kann sie durch Schädigung der Zellmembran und der extrazellulären Matrix die Zellviabilität verringern. Um die Effizienz der Zellkultur zu verbessern, ist es wichtig, diese Schäden zu minimieren. Die Zellablösung durch Ultraschall ist eine hochwirksame und zuverlässige enzymfreie Technik. Damit ist das Ultraschallgerät UIP400MTP für Mikroplatten eine ausgezeichnete Alternative zur enzymbasierten Zellablösung. Bei der Ultraschallbehandlung werden akustische Kavitation und Bewegung in einem serumfreien Medium erzeugt, wodurch die Zellen schonend abgelöst werden, ohne sie zu schädigen.
Vergleich der Zellablösung durch Ultraschall mit herkömmlichen Techniken
| Vorteile | Ablösung durch Ultraschall | Enzymatische Ablösung | Chemische Ablösung |
|---|---|---|---|
| Zellviabilität | Hoch | Mittel | Variabel |
| Geschwindigkeit | Schnell (Minuten) | Mäßig (Minuten bis Stunden) | Variabel (Minuten bis Stunden) |
| Erhalt von Oberflächenmarkern | Ausgezeichnet | Können verändert werden | Können verändert werden |
| Skalierbarkeit | Hoch | Mittel | Variabel |
| Rückstandsfrei | Ja | Nein (Enzymrückstände) | Variabel (chemische Rückstände) |
| Gerätekosten | Einmalige Investition, keine proprietären Einwegartikel, keine wiederkehrenden Kosten | Wiederkehrende Kosten | Wiederkehrende Kosten |
| Einfachheit der Optimierung | Einfach | Einfach | Variabel |
Das Ultraschallgerät UIP400MTP für Multiwell-Platten bietet zahlreiche Vorteile für die Probenvorbereitung mit hohem Durchsatz, beispielsweise für die Zellablösung.
Nachfolgend finden Sie eine beispielhafte Anleitung zur Zellablösung mit dem Ultraschallgerät UIP400MTP für Multiwell-Platten.
Geräte und Materialien für die Zellablösung durch Ultraschall
- Berührungslos arbeitendes Ultraschallgerät UIP400MTP für Multiwell-Platten: Dieses Ultraschallgerät für hohen Probendurchsatz ist das zentrale Werkzeug. Das Ultraschallgerät UIP400MTP für Platten eignet sich für alle standardmäßigen Multiwell- und Mikrotiterplatten sowie für Petrischalen. Ultraschallwellen liefern die für die Zellablösung erforderliche mechanische Energie.
- Zellkulturplatten oder Petrischale: Standardgefäße zur Kultivierung adhärenter Zellkulturen.
- Kulturmedium: Das flüssige Medium, in dem Zellen kultiviert und erhalten werden.
- Sterile PBS (phosphatgepufferte Kochsalzlösung): Wird zum Waschen der Zellen vor der Ablösung verwendet.
- Sammelröhrchen: Zum Auffangen der Suspension abgelöster Zellen.
Protokoll zur Ablösung durch Ultraschall mit dem Ultraschallgerät UIP400MTP für Platten
- Vorbereitung
– Stellen Sie sicher, dass alle Geräte sauber und steril sind, um Kontaminationen zu vermeiden.
– Erwärmen Sie das Kulturmedium und die PBS auf die geeignete Temperatur vor (üblicherweise 37°C). - Waschen der Zellen
– Saugen Sie das Kulturmedium aus der Zellkulturflasche oder -platte ab.
– Waschen Sie die Zellen vorsichtig mit steriler PBS, um verbliebenes Medium und abgelöste Zellen zu entfernen. - Ultraschallbehandlung
– Geben Sie ein kleines Volumen PBS oder frisches Kulturmedium in die Flasche oder Platte, um die Zellmonoschicht zu bedecken.
– Setzen Sie die Petrischale oder Platte in das Ultraschallgerät UIP400MTP ein.
– Beschallen Sie die Zellen für eine festgelegte Dauer, die je nach Zelltyp und Haftungsstärke üblicherweise zwischen wenigen Sekunden und wenigen Minuten liegt. - Gewinnung der Zellsuspension
– Betrachten Sie die Zellen nach der Ultraschallbehandlung unter einem Mikroskop, um sicherzustellen, dass sie abgelöst wurden.
– Pipettieren Sie die Zellsuspension vorsichtig, um die abgelösten Zellen zu sammeln.
– Überführen Sie die Suspension in ein Sammelröhrchen. - Verarbeitung nach der Ablösung
– Zentrifugieren Sie die Zellsuspension bei Bedarf, um die Zellen zu konzentrieren.
– Resuspendieren Sie die Zellen für nachfolgende Anwendungen in frischem Kulturmedium oder Puffer.
Hinweise: Die Parameter (wie Beschallungsdauer und -intensität) müssen für verschiedene Zelltypen optimiert werden, um Zellschäden zu vermeiden. Einige empfindliche Zelltypen können stärker auf die Ultraschallbehandlung reagieren, weshalb eine sorgfältige Optimierung erforderlich ist.
Praktische Anwendungen der Zellablösung durch Ultraschall
Die Zellablösung durch Ultraschall wird in verschiedenen Bereichen der Forschung und Klinik eingesetzt:
- Durchflusszytometrie: Vorbereitung von Einzelzellsuspensionen für die Analyse.
- Zellzählung und Viabilitätsassays: Ablösung von Zellen für eine genaue Zählung und Beurteilung der Viabilität.
- Subkultivierung: Überführen von Zellen aus einem Kulturgefäß in ein anderes.
- Molekularbiologische Experimente: Isolierung von Zellen zur DNA-, RNA- und Proteinextraktion.
Warum sollte ich das Abschaben von Zellen durch die Zellablösung mit dem Ultraschallgerät UIP400MTP für Mikroplatten ersetzen?
Das Ersetzen des Abschabens von Zellen durch die Zellablösung mit dem Ultraschallgerät UIP400MTP für Mikroplatten bietet Forschenden mehrere Vorteile. Im Gegensatz zum manuellen Abschaben gewährleistet die präzise steuerbare Ultraschallbehandlung mit dem UIP400MTP eine gleichmäßige und schonende Zellablösung, wodurch mechanische Schäden minimiert und die Zellviabilität erhalten werden. Das UIP400MTP ermöglicht eine präzise Steuerung der Beschallungsparameter, wodurch eine gleichmäßige Behandlung aller Wells möglich ist und Schwankungen zwischen den Proben beseitigt werden. Diese Methode ist schneller, effizienter und skalierbar und eignet sich daher ideal für Anwendungen mit hohem Durchsatz, wobei die Reproduzierbarkeit und die Integrität empfindlicher Zellkulturen erhalten bleiben. Hier finden Sie die Vergleichsstudie!
Ultraschallgerät UIP400MTP für 96-Well-Platten zur Beschallung von Mikrotiter- und Multiwell-Platten
Ultraschallgerät UIP400MTP für 96-Well-Platten: Die ultraschallübertragende Flüssigkeit umgibt alle Wells und sorgt für eine gleichmäßige Beschallung jeder Probe
Häufige Zelltypen für die Zellablösung durch Ultraschall
- Fibroblasten:
Werden häufig im Tissue Engineering und in der Wundheilungsforschung eingesetzt.
Es handelt sich um adhärente Zellen, die für die Passagierung und für Experimente abgelöst werden müssen. - Epithelzellen:
Werden in Untersuchungen zu Gewebebarrieren, in der Krebsforschung und bei Arzneimitteltests eingesetzt.
Sie müssen für die Analyse und Subkultivierung abgelöst werden. - Endothelzellen:
Sind wichtig für die Gefäßforschung und für Untersuchungen zur Angiogenese.
Es handelt sich um adhärente Zellen, die für In-vitro-Assays abgelöst werden müssen. - Stammzellen:
Hierzu gehören mesenchymale Stammzellen und induzierte pluripotente Stammzellen.
Sie benötigen schonende Ablösungsmethoden, um Viabilität und Pluripotenz zu erhalten. - Krebszelllinien:
Werden häufig in der Krebsforschung und Arzneimittelentwicklung eingesetzt.
Es handelt sich um adhärente Zellen, die für experimentelle Manipulationen regelmäßig abgelöst werden müssen. - Hepatozyten:
Werden in Untersuchungen zur Leberfunktion und in der Forschung zum Arzneimittelmetabolismus eingesetzt.
Sie müssen für In-vitro-Modelle und -Assays abgelöst werden. - Keratinozyten:
Sind der vorherrschende Zelltyp in der Epidermis und werden häufig in der Hautforschung, in Wundheilungsstudien und bei Kosmetiktests eingesetzt.
Wie andere adhärente Zellen wachsen Keratinozyten an der Oberfläche von Kulturflaschen oder -platten und müssen für verschiedene experimentelle Verfahren, einschließlich Passagierung, Analyse und Subkultivierung, abgelöst werden. - Makrophagen:
Müssen bei der In-vitro-Kultivierung häufig abgelöst werden.
Makrophagen sind adhärente Zellen, die sich üblicherweise an die Oberfläche von Kulturflaschen oder -platten anheften. Um sie für nachfolgende Anwendungen wie Analyse, Subkultivierung oder Experimente zu gewinnen, müssen sie von der Kulturoberfläche abgelöst werden.
Literatur / Quellen
- 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.
- UIP400MTP-Multi-well-Plate-Sonicator-Infographic
- 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.
Wissenswertes
Was ist Zellablösung?
Zellablösung ist der Prozess, bei dem adhärente Zellen von der Oberfläche ihres Kulturgefäßes getrennt werden, um sie zu gewinnen und für weitere experimentelle Verfahren oder Analysen vorzubereiten. Dies kann durch enzymatische, chemische, mechanische oder ultraschallbasierte Methoden erfolgen.
Was ist Zelldissoziation?
Zelldissoziation ist der Prozess, bei dem Zellaggregate oder Gewebe in einzelne, lebensfähige Zellen zerlegt werden. Dies geschieht durch das Aufbrechen der extrazellulären Matrix und der Zell-Zell-Adhäsionen mithilfe enzymatischer, mechanischer (z. B. Ultraschallbehandlung) oder chemischer Methoden. Die Zelldissoziation ist für verschiedene Anwendungen unerlässlich, darunter die Primärzellkultur, die Einzelzellanalyse und die Herstellung von Zellsuspensionen für Experimente und therapeutische Anwendungen.
Was ist der Unterschied zwischen einer adhärenten Zellkultur und einem Biofilm?
Adhärente Zellkultur bezeichnet das Wachstum von Zellen, typischerweise eukaryotischen Zellen, die sich in einer kontrollierten Laborumgebung an ein Substrat anheften und auf die über das Kulturmedium zugeführten Nährstoffe angewiesen sind. Ein Biofilm hingegen ist eine komplexe, natürlich vorkommende mikrobielle Gemeinschaft, die an einer Oberfläche haftet und von einer extrazellulären Matrix umgeben ist, wobei die Zellen kollektives Verhalten, chemische Gradienten und eine erhöhte Widerstandsfähigkeit gegenüber äußeren Belastungen aufweisen. Während adhärente Zellkulturen künstlich angelegt und für Forschungszwecke verwendet werden, sind Biofilme dynamische Ökosysteme, die in natürlichen oder technisch geschaffenen Umgebungen vorkommen.
Die Ultraschallbehandlung mit dem UIP400MTP ist eine hocheffiziente, enzymfreie Technik zur Ablösung adhärenter Zellen und von Biofilmen. Lesen Sie mehr über die Vorteile der Biofilmablösung von Mikroplatten und Petrischalen mit dem Ultraschallgerät UIP400MTP für Multiwell-Platten!
Welche Vorteile bietet die Zellablösung durch Ultraschall?
- Schonend für die Zellen: Die Ablösung durch Ultraschall ist im Vergleich zu enzymatischen Methoden (wie der Trypsinierung) und zum mechanischen Abschaben schonender, wodurch die Zellviabilität und die Oberflächenmarker erhalten bleiben.
- Schnell und effizient: Der Prozess ist schnell, dauert oft nur wenige Minuten und kann Zellen auch von großen Kulturoberflächen effizient ablösen.
- Skalierbarkeit: Geeignet sowohl für Laboranwendungen im kleinen Maßstab als auch für größere biotechnologische Prozesse.
- Keine Enzymrückstände: Macht den Einsatz von Enzymen überflüssig und verringert dadurch das Risiko, Zelloberflächenproteine zu verändern oder Kontaminanten einzubringen.