Ομογενοποιητές ιστών με υπερήχους
- Η κατεργασία με υπερήχους είναι μια ασφαλής και αποτελεσματική μέθοδος ομογενοποίησης ιστών.
- Οι εφαρμογές των υπερήχων περιλαμβάνουν την προετοιμασία ιστών και εναιωρημάτων, την εκχύλιση πρωτεϊνών, DNA/ RNA και δραστικών ενώσεων, καθώς και την ενεργοποίηση / αδρανοποίηση ενζύμων και ζυμών.
- Η δυνατότητα ακριβούς ελέγχου των ομογενοποιητών υπερήχων τύπου ακίδας επιτρέπει την αξιόπιστη προετοιμασία δειγμάτων ιστών.
Ομογενοποίηση ιστών με ακίδες υπερήχων
Η ομογενοποίηση ιστών είναι μια διαδικασία προετοιμασίας δειγμάτων, κατά την οποία ζωικά και φυτικά κύτταρα ή μικροοργανισμοί προετοιμάζονται πριν από την εκχύλιση ενδοκυτταρικού υλικού, όπως πρωτεΐνες, DNA ή RNA. Η κυτταρική μεμβράνη πρέπει να υποστεί ρήξη για να απελευθερωθεί το περιεχόμενο του κυττάρου. Μετά τη διάρρηξη του κυτταρικού τοιχώματος, τα ενδοκυτταρικά μακρομόρια αιωρούνται στο ρυθμιστικό διάλυμα, ώστε τα οργανίδια, οι πρωτεΐνες και το DNA/ RNA να καθίστανται διαθέσιμα. Οι ομογενοποιητές ιστών και οι συσκευές κυτταρικής διάρρηξης με υπερήχους είναι πολύ αποτελεσματικά εργαλεία για την κυτταρική διάρρηξη, τη λύση και την εκχύλιση.
Οι συσκευές υπερήχων τύπου ακίδας (π.χ., το ισχυρό UP200St των 200 watts) είναι αξιόπιστοι ομογενοποιητές ιστών και χρησιμοποιούνται ευρέως για την προετοιμασία δειγμάτων.
Ομογενοποιητές ιστών με υπερήχους έναντι εναλλακτικών τεχνικών λύσης
Ίσως αναρωτιέστε ποια τεχνική κυτταρικής διάρρηξης και ποιος εξοπλισμός ομογενοποίησης ιστών αποτελούν την καλύτερη επιλογή για το εργαστήριό σας. Παρακάτω θα βρείτε ορισμένα επιχειρήματα υπέρ της λύσης και της ομογενοποίησης ιστών με υπερήχους, καθώς η κατεργασία με υπερήχους παρουσιάζει αρκετά πλεονεκτήματα έναντι εναλλακτικών μεθόδων ομογενοποίησης:
- Αποτελεσματικότητα: Η ομογενοποίηση με υπερήχους είναι μια γρήγορη και αποτελεσματική μέθοδος διάρρηξης ιστών και κυττάρων. Οι ομογενοποιητές ιστών με υπερήχους λειτουργούν με βάση την αρχή της ακουστικής σπηλαίωσης. Η μέθοδος αυτή είναι ιδιαίτερα αποτελεσματική και μπορεί να διαρρήξει κύτταρα μέσα σε λίγα δευτερόλεπτα. Καθώς το επίπεδο έντασης μπορεί να ρυθμιστεί από ήπιο έως έντονο, η κατεργασία με υπερήχους είναι ιδιαίτερα αποτελεσματική για σκληρούς ή ινώδεις ιστούς που είναι δύσκολο να ομογενοποιηθούν με άλλες μεθόδους.
- Αποφυγή διασταυρούμενης επιμόλυνσης: Η Hielscher προσφέρει ισχυρούς ομογενοποιητές ιστών με υπερήχους, οι οποίοι προετοιμάζουν το δείγμα μέσω έμμεσης κατεργασίας με υπερήχους. Με το UIP400MTP (ιδανικό για πλάκες μικροτιτλοδότησης και πλάκες πολλαπλών βοθρίων), καθώς και με τα VialTweeter και CupHorn (ιδανικά για φιαλίδια, σωληνάρια και ποτήρια ζέσεως), η Hielscher προσφέρει εξοπλισμό κυτταρικής διάρρηξης με υπερήχους για ομογενοποίηση χωρίς επαφή, η οποία μειώνει τον κίνδυνο διασταυρούμενης επιμόλυνσης μεταξύ των δειγμάτων. Ελαχιστοποιεί επίσης τον κίνδυνο εισαγωγής επιμολυντών από επιφάνειες άλεσης ή άλλον εξοπλισμό ομογενοποίησης.
- Ευελιξία: Η ομογενοποίηση με υπερήχους μπορεί να χρησιμοποιηθεί για διάφορα μεγέθη και όγκους δειγμάτων, από μικρούς όγκους έως μεγάλα δείγματα ιστών. Επιπλέον, η ομογενοποίηση με υπερήχους είναι επίσης κατάλληλη για ένα ευρύ φάσμα τύπων δειγμάτων, συμπεριλαμβανομένων φυτικών ιστών, ζωικών ιστών και μικροβιακών καλλιεργειών. Η ένταση και η διάρκεια της κατεργασίας με υπερήχους μπορούν να ρυθμιστούν για τη βελτιστοποίηση του βαθμού διάρρηξης διαφορετικών τύπων ιστών.
- Αναπαραγωγιμότητα: Η ομογενοποίηση με υπερήχους παρέχει σταθερά αποτελέσματα και επιτρέπει τον ακριβή έλεγχο των παραμέτρων ομογενοποίησης, όπως η ισχύς εξόδου και ο χρόνος κατεργασίας με υπερήχους. Αυτό συμβάλλει στη διασφάλιση της αναπαραγωγιμότητας και της ακρίβειας των πειραματικών δεδομένων.
- Διατήρηση των βιομορίων: Η κατεργασία με υπερήχους τύπου ακίδας είναι μια μη θερμική κατεργασία. Αυτό σημαίνει ότι η δράση της δεν βασίζεται στη θερμότητα. Ωστόσο, κάθε μηχανική κατεργασία παράγει θερμότητα σύμφωνα με τον δεύτερο νόμο της θερμοδυναμικής. Αυτό σημαίνει ότι η θερμοκρασία του δείγματος αυξάνεται όσο παρατείνεται ο χρόνος κατεργασίας με υπερήχους. Οι υπερσύγχρονες συσκευές υπερήχων της Hielscher είναι εξοπλισμένες με αισθητήρες θερμοκρασίας και έξυπνο λογισμικό παρακολούθησης της θερμοκρασίας. Οι προηγμένες επιλογές ψύξης επιτρέπουν την αποτροπή της θερμικής αποδόμησης και συμβάλλουν στη διατήρηση της δραστικότητας των θερμοευαίσθητων βιομορίων, όπως τα ένζυμα και οι πρωτεΐνες.
- Εξοικονόμηση χρόνου: Η υψηλή αποτελεσματικότητα της κατεργασίας με υπερήχους τύπου ακίδας επιτρέπει την ταχεία ομογενοποίηση ιστών, εξοικονομώντας χρόνο σε σύγκριση με άλλες μεθόδους που απαιτούν εκτενέστερο φυσικό χειρισμό του ιστού.
Η ομογενοποίηση ιστών με υπερήχους προσφέρει αρκετά πλεονεκτήματα έναντι εναλλακτικών μεθόδων ομογενοποίησης. Γι’ αυτό οι ομογενοποιητές ιστών με υπερήχους αποτελούν την προτιμώμενη τεχνική κυτταρικής διάρρηξης σε διάφορες ερευνητικές και βιομηχανικές εφαρμογές.
Παράδειγμα πρωτοκόλλου ομογενοποίησης ιστών με χρήση ρύγχους υπερήχων:
Οι συσκευές υπερήχων διευκολύνουν την ομογενοποίηση ιστών χάρη στον απλό χειρισμό και τη γρήγορη διαδικασία ομογενοποίησης. Παράλληλα, οι παράμετροι της διεργασίας υπερήχων μπορούν να ελέγχονται και να παρακολουθούνται με ακρίβεια, ώστε τα αποτελέσματα να είναι αξιόπιστα και αναπαραγώγιμα.
Υλικά:
- Δείγμα ιστού (π.χ. ήπαρ, εγκέφαλος, μυς)
- Ρυθμιστικό διάλυμα (π.χ. PBS, Tris-HCl)
- Μείγμα αναστολέων πρωτεασών
- Ομογενοποιητής υπερήχων (τύπου ρύγχους)
- Πάγος
- Σωληνάρια μικροφυγοκέντρησης
- Πιπέτες
Πρωτόκολλο ομογενοποίησης ιστών με υπερήχους:
Σημείωση: Η διάρκεια και η ένταση της κατεργασίας με υπερήχους ενδέχεται να χρειάζονται βελτιστοποίηση ανάλογα με τον τύπο του ιστού, την ηλικία και την κατάσταση της υγείας του, καθώς και τις συγκεκριμένες επακόλουθες εφαρμογές. Είναι επίσης σημαντικό να επιλέγονται προσεκτικά το ρυθμιστικό διάλυμα, οι αναστολείς πρωτεασών και άλλα πρόσθετα για τη βελτιστοποίηση της απόδοσης και της ποιότητας του ομογενοποιήματος.
Ομογενοποιητής ιστών με υπερήχους UP200Ht με κέρας / ρύγχος 2mm για κυτταρική διάρρηξη, λύση, ομογενοποίηση και διαλυτοποίηση κυττάρων, καθώς και εκχύλιση πρωτεϊνών.
Κύρια πλεονεκτήματα των ομογενοποιητών ιστών με υπερήχους της Hielscher
- γρήγορη και αποδοτική άλεση, ομογενοποίηση, λύση & κυτταρική διάρρηξη ή εκχύλιση μέσω ισχυρής σπηλαίωσης υπερήχων
- εύκολη και διαισθητική χρήση και λειτουργία (επιλέξτε την αναλογική ή την ψηφιακή έκδοση)
- εύκολος καθαρισμός των επιφανειών που έρχονται σε επαφή με το προϊόν με έκπλυση του ηχοτροδίου κατά την κατεργασία με υπερήχους (CIP επιτόπιος καθαρισμός/ SIP επιτόπια αποστείρωση)
- ηχομονωτικό περίβλημα (το ηχομονωτικό περίβλημα για τις εργαστηριακές συσκευές είναι κατασκευασμένο εξ ολοκλήρου από ακρυλικό γυαλί για πλήρη ορατότητα από κάθε γωνία)
- πλήρης έλεγχος των παραμέτρων της διεργασίας μέσω ψηφιακής οθόνης αφής στη συσκευή (ψηφιακές συσκευές υπερήχων) ή μετρητή ισχύος (για αναλογικές συσκευές)
- ενσωματωμένος έλεγχος θερμοκρασίας (σημαντικός για θερμοευαίσθητα, ευπαθή δείγματα ιστών)
- οι παύσεις κατά τη διαδικασία ομογενοποίησης μπορούν να οριστούν μεμονωμένα και να προρυθμιστούν στο ψηφιακό μενού
- όλες οι ψηφιακές συσκευές είναι εξοπλισμένες με αυτόματη καταγραφή δεδομένων (σε ενσωματωμένη SD/USB-ComboCard), συνδεόμενο αισθητήρα θερμοκρασίας και τηλεχειρισμό μέσω προγράμματος περιήγησης.
- επεξεργασία πολλαπλών δειγμάτων με το VialTweeter, CupHorn ή με τη χρήση ηχοτροδίων με 4 ή 8 δάκτυλα (π.χ. για ενσωμάτωση σε διαδικασίες εργαστηριακών ρομπότ)
- για εφαρμογές μικρής και μεγάλης κλίμακας
Προετοιμασία δειγμάτων με το ρύγχος υπερήχων UP100H.
Ο παρακάτω πίνακας παρέχει μια ένδειξη της κατά προσέγγιση δυναμικότητας επεξεργασίας των ομογενοποιητών ιστών με υπερήχους που διαθέτουμε για κυτταρική αποσύνθεση, λύση και εκχύλιση:
| Όγκος παρτίδας | Παροχή | Συνιστώμενες συσκευές |
|---|---|---|
| πλάκες πολλαπλών βοθρίων | n/a | UIP400MTP |
| φιαλίδια, μικρό ποτήρι ζέσεως | n/a | CupHorn υπερήχων |
| έως 10 φιαλίδια | n/a | VialTweeter |
| 1 έως 500mL | 10 έως 200mL/min | UP100H |
| 10 έως 2000mL | 20 έως 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 έως 20L | 0,2 έως 4L/min | UIP2000hdT |
Επικοινωνήστε μαζί μας! / Ρωτήστε μας!
cuphorn υπερήχων για την έντονη κατεργασία κλειστών σωληναρίων και φιαλιδίων με υπερήχους για στείρα ομογενοποίηση δειγμάτων.
Βρείτε τον βέλτιστο ομογενοποιητή ιστών με υπερήχους για την εφαρμογή σας
Οι ομογενοποιητές ιστών με υπερήχους της Hielscher διατίθενται με εύρος ισχύος εξόδου υπερήχων από 50W έως 16.000W (16kW).
Το προσωπικό των εργαστηρίων εκτιμά την απλή και διαισθητική λειτουργία των εργαστηριακών ομογενοποιητών υπερήχων της Hielscher. Ανάλογα με τις συγκεκριμένες απαιτήσεις, οι συσκευές Hielscher διαθέτουν ψηφιακό ή αναλογικό έλεγχο.
- Το VialTweeter είναι ένας ισχυρός ομογενοποιητής υπερήχων που επιτρέπει την ταυτόχρονη κατεργασία έως και 10 φιαλιδίων ή δοκιμαστικών σωλήνων με υπερήχους στην ίδια ένταση. Χάρη στην έμμεση κατεργασία με υπερήχους, αποφεύγονται πλήρως η διασταυρούμενη επιμόλυνση και η απώλεια δείγματος. Ο καθαρισμός και η εξυγίανση περιορίζονται στο ελάχιστο χάρη στη χρήση φιαλιδίων μίας χρήσης. Το ηχοτρόδιο τύπου μπλοκ μπορεί να αποστειρωθεί σε αυτόκαυστο.
- Ο κατεργαστής πλακών με υπερήχους UIP400MTP είναι ιδανικός όταν εργάζεστε με πλάκες μικροτιτλοδότησης και πλάκες πολλαπλών βοθρίων, όπως πλάκες 96 βοθρίων. Απλώς τοποθετήστε την πλάκα πολλαπλών βοθρίων ή το τρυβλίο Petri στο UIP400MTP και όλα τα δείγματα υποβάλλονται ομοιόμορφα σε κατεργασία με υπερήχους. Με τον κατεργαστή πλακών με υπερήχους UIP400MTP, η επεξεργασία μεγάλου αριθμού δειγμάτων γίνεται απλή και αποδοτική!
- Στη σειρά εργαστηριακών συσκευών υπερήχων με καθετήρα, μπορείτε να επιλέξετε ομογενοποιητές ισχύος 50 watts, 100 watts, 200 watts και 400 watts.
UP50H (50W)
UP100H (100W)
UP200Ht / UP200St (200W)
UP400St (400W)
Εφαρμογή και χρήση των ομογενοποιητών ιστών με υπερήχους
Οι ομογενοποιητές υπερήχων χρησιμοποιούνται συνήθως για άλεση ιστών, κυτταρική διάρρηξη και λύση, καθώς και για ομογενοποίηση βιολογικών δειγμάτων πριν από την εκχύλιση ενδοκυτταρικού υλικού σε μοριακό επίπεδο. Με την ελεγχόμενη κατεργασία των δειγμάτων με υπερήχους, όλα τα στάδια, από τη λύση έως την εκχύλιση και την ομογενοποίηση, μπορούν να πραγματοποιηθούν με την ίδια συσκευή κυτταρικής διάρρηξης με υπερήχους.
Το μεγάλο πλεονέκτημα των ομογενοποιητών υπερήχων έγκειται στην εύκολη ρύθμιση της εισερχόμενης ισχύος και της έντασης της κατεργασίας με υπερήχους. Οι συσκευές κυτταρικής διάρρηξης (λύσης) με υπερήχους της Hielscher επιτρέπουν τον έλεγχο της έντασης της κατεργασίας με υπερήχους μέσω ρύθμισης του πλάτους από 20% έως 100%.
Εναλλακτικά προς τη συνεχή λειτουργία, ο ομογενοποιητής υπερήχων μπορεί να ρυθμιστεί σε κυκλική λειτουργία, π.χ. για την κατεργασία θερμοευαίσθητων ιστών με υπερήχους. Η κατεργασία με υπερήχους σε παλμική λειτουργία σημαίνει ότι η συσκευή υπερήχων παράγει υπερηχητικά κύματα υψηλής έντασης σε περιοδικούς κύκλους. Η διάρκεια της περιόδου κατεργασίας με υπερήχους και ο χρόνος παύσης μπορούν να ρυθμιστούν ξεχωριστά από τον χρήστη.
Κατά την παλμική κατεργασία με υπερήχους, στη διάρκεια της περιόδου παύσης, το υλικό που υποβάλλεται σε κατεργασία με υπερήχους μπορεί να επανέλθει στην κατάσταση ηρεμίας του και το δείγμα μπορεί να ψυχθεί (αξιοποιώντας τον χρόνο παύσης για την απαγωγή θερμότητας). Έτσι, η ένταση της επεξεργασίας μπορεί να ρυθμιστεί με ακρίβεια ανάλογα με τον ιστό και μειώνεται η ανεπιθύμητη θέρμανση του δείγματος.
Οι ομογενοποιητές ιστών με υπερήχους είναι ανθεκτικοί και εύχρηστοι, ενώ παράγουν αξιόπιστα αποτελέσματα και διασφαλίζουν την αναπαραγωγιμότητα χάρη στον πλήρη έλεγχο όλων των σημαντικών παραμέτρων της διεργασίας.
Συνήθη πεδία εφαρμογής της άλεσης ιστών, της κυτταρικής διάρρηξης, της λύσης, της εκχύλισης και της ομογενοποίησης με υπερήχους είναι τα βιολογικά και φαρμακευτικά εργαστήρια, η μικροβιολογία, η πρωτεωμική και η γονιδιωματική έρευνα (π.χ. απελευθέρωση πρωτεϊνών πριν από την ανοσοαποτύπωση Western και την ενζυμοσυνδεδεμένη ανοσοπροσροφητική δοκιμασία ELISA), αλλά και η παραγωγή φυτικών εκχυλισμάτων και βιοδραστικών ενώσεων για τις βιομηχανίες τροφίμων, φαρμάκων και καλλυντικών.
- Κάντε κλικ εδώ για συγκεκριμένες συστάσεις διεργασίας σχετικά με την προετοιμασία δειγμάτων, την ομογενοποίηση ιστών, τη λύση και την εκχύλιση (π.χ. κύτταρα, βακτήρια, σπόρια, δραστικές ενώσεις)!
- Διαβάστε εδώ γιατί οι συσκευές υπερήχων αποτελούν απαραίτητο εργαλείο για την πρωτεωμική έρευνα!
- Μάθετε πώς η κατεργασία με υπερήχους διευκολύνει τη γονιδιωματική έρευνα!
Βιβλιογραφία / Αναφορές
- 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.
Χρήσιμες πληροφορίες
Οι ομογενοποιητές ιστών με υπερήχους συχνά αναφέρονται ως συσκευές υπερήχων με καθετήρα, συσκευές λύσης με ηχητικά κύματα, συσκευές διάρρηξης με υπερήχους, μύλοι υπερήχων, συσκευές ρήξης με ηχητικά κύματα, συσκευές υπερήχησης, συσκευές αποδόμησης με ηχητικά κύματα, συσκευές κυτταρικής διάρρηξης, διασπορείς υπερήχων ή συσκευές διάλυσης. Οι διαφορετικοί όροι προκύπτουν από τις διάφορες εφαρμογές που μπορούν να πραγματοποιηθούν με κατεργασία με υπερήχους.

