Ersetzen Sie den Zellschaber mit dem Sonicator UIP400MTP

Die Ablösung und Extraktion von adhärenten Zelllinien aus Multi-Well-Platten für die Multi-omics-Analyse ist eine tägliche Aufgabe in Labors. Die Hochdurchsatz-Zellablösung mit dem Multiwell-Platten-Sonicator UIP400MTP ersetzt das manuelle Abschaben der Zellen und führt zu einer höheren Ausbeute an RNA, Gesamtlipiden und polaren Gesamtmetaboliten. Eine neue Methode integriert den Hielscher UIP400MTP Sonicator mit der Beckman Coulter i7 Liquid-Handling-Workstation und ermöglicht eine reproduzierbare und effiziente Hochdurchsatzverarbeitung von Zellen für die RNA-, Metaboliten- und Lipidextraktion. Die vorgestellte Methode übertrifft herkömmliche manuelle Zellausschabungsmethoden, indem sie eine hervorragende Reproduzierbarkeit und Ausbeute bei verschiedenen Zelltypen und Versuchsbedingungen erzielt.

Effizienteres Ablösen von Zellen mit dem Mikroplatten-Sonicator UIP400MTP

Adhärente Zellkultursysteme spielen in der toxikologischen und biomedizinischen Forschung eine entscheidende Rolle. In diesem Zusammenhang haben Cruchley-Fuge et al. (2024) im Rahmen des PrecisionTox-Projekts, das sich mit der Nutzung von Omics-Technologien für die Bewertung chemischer Gefahren befasst, eine bedeutende Herausforderung angenommen. Ziel des Projekts war eine Hochdurchsatzanalyse von Tausenden von Proben, die mit verschiedenen Chemikalien behandelt wurden. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, entwickelten die Forscher einen automatisierten Arbeitsablauf, der den UIP400MTP-Sonicator mit etablierten biphasischen Extraktionsprotokollen für die Flüssigchromatographie-Massenspektrometrie (LC-MS)-Analyse kombiniert. Ihre Studie bewertet die Wirksamkeit des UIP400MTP Multi-Well Plate Sonicator bei der Ablösung anhaftender Zellen im Vergleich zum manuellen Abschaben und anderen traditionellen Methoden.

Hochdurchsatz in der Multi-Omik: Automatisierte Extraktion adhärenter Zellen mit dem UIP400MTP

Das Forscherteam von Laura Cruchley-Fuge von der Universität Birmingham verwendete drei menschliche Zelllinien: HepG2 (Leberkrebszellen), HepaRG (differenzierte hepatozytenähnliche Zellen) und H295R (Nebennierenkrebszellen). Diese Zellen wurden in 24-Well- und 96-Well-Platten kultiviert und mit Testchemikalien wie Aflatoxin B1 und Forskolin behandelt.

Experimenteller Aufbau:

• Phase 1: Optimierung der Leistungseinstellungen des UIP400MTP-Sonicators und Vergleich mit manueller Zellabschabung und Schallwasserbädern. HepG2-Zellen wurden zur Bewertung der RNA-, Metaboliten- und Lipidrückgewinnung eingesetzt.
• Phase 2: Integration des UIP400MTP in einen biphasischen Extraktions-Workflow unter Verwendung des Beckman Coulter i7-Systems. Die Validierung wurde mit HepaRG- und H295R-Zellen durchgeführt.

Arbeitsablauf der Extraktion: Der Arbeitsablauf umfasste die chemische Exposition in Multiwell-Platten, die Ablösung der Zellen mit dem UIP400MTP und die biphasische Extraktion mit dem Bligh & Färber (B&D) Methode. Die LC-MS-Analyse wurde mit einer Thermo Scientific Orbitrap Exploris 120 für lipophile und polare Verbindungen durchgeführt. Die B&D-Methode, ein Goldstandard für die Lipidquantifizierung, beinhaltet eine zweistufige Extraktion mit Methanol, Chloroform und Wasser, gefolgt von einer Lipidquantifizierung in der Chloroformphase.

Der Mikroplate-Sonicator UIP400MTP erleichtert das Ablösen von adhärenten Zelllinien von Multiwell-Platten und Petrischalen

Ergebnisse:

• Phase 1: Die optimalen Beschallungsbedingungen wurden bei 60 % Leistung ermittelt.
  Das UIP400MTP erbrachte die höchste RNA-Rückgewinnung mit außergewöhnlicher Reproduzierbarkeit im Vergleich zum manuellen Schaben und zu Ultraschallbädern.
  Die Wiederfindung von polaren Metaboliten war bei allen Methoden gleich, während die Wiederfindung von Lipiden mit dem UIP400MTP deutlich besser war.
• Phase 2: Die Validierung an HepaRG- und H295R-Zellen zeigte eine hohe Reproduzierbarkeit der Lipidomik- und Metabolomikdaten, wie die eng geclusterten PCA-Ergebnisse belegen.
  Aflatoxin-B1- und Forskolin-Behandlungen wurden effektiv von den Kontrollen unterschieden, was die Empfindlichkeit und Zuverlässigkeit der Methode unterstreicht.

„Das Beschallungsgerät UIP400MTP von Hielscher bietet eine qualitativ hochwertige und reproduzierbare Alternative zum Goldstandard" des manuellen Ausschabens von Zellen, was zu einer höheren Ausbeute an RNA, Gesamtlipiden und polaren Gesamtmetaboliten führt.“ (Cruchley-Fuge et al., 2024)

Cruchley-Fuge et al. heben die Vorteile des UIP400MTP-Sonicators für die Verarbeitung adhärenter Zellen hervor. Durch den Ersatz des manuellen Ausschabens verbessert diese Methode die Reproduzierbarkeit, den Durchsatz und die Ausbeute, was sie zu einem unschätzbaren Werkzeug für groß angelegte Studien wie PrecisionTox macht. Die Integration des UIP400MTP in automatisierte Arbeitsabläufe verringert nicht nur die Variabilität, sondern rationalisiert auch arbeitsintensive Prozesse und ermöglicht so eine hochwertige Multi-omics-Datenerfassung.

Die Arbeit von Cruchley-Fuge et al. (2024) erleichtert und rationalisiert die Verarbeitung von adhärenten Zellkulturen für die Multi-omics-Analyse. Die Integration des UIP400MTP-Sonicators in automatisierte Arbeitsabläufe gewährleistet eine konsistente und effiziente Probenvorbereitung und ist damit ideal für die toxikologische Forschung im Hochdurchsatz geeignet.
 

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