Elución de anticuerpos mediante sonicación de alto rendimiento

La cromatografía de afinidad es una potente técnica para la purificación de proteínas, que requiere la elución inespecífica asistida por ultrasonidos es una técnica fiable de preparación de muestras para obtener anticuerpos a partir de la cromatografía de afinidad. La elución eficaz y reproducible de anticuerpos diana unidos a matrices de afinidad se mejora significativamente mediante sonicación. El sonicador de placas de alto rendimiento UIP400MTP es idóneo para eluir un gran número de muestras en placas de 96 pocillos, micropocillos y multipocillos, y facilita la recuperación de anticuerpos en cromatografía de afinidad.

¿Cómo facilita la sonicación la elución?

Gracias a la elución inespecífica intensificada por ultrasonidos, los trabajadores de laboratorio y los científicos pueden recuperar eficazmente los anticuerpos purificados de las columnas de cromatografía de afinidad. Estos anticuerpos purificados se utilizan en aplicaciones posteriores en diversos campos, como la inmunología, la biotecnología y el diagnóstico médico.

La elución es un paso de la preparación de la muestra que se utiliza habitualmente en la cromatografía de afinidad: La cromatografía de afinidad aprovecha las interacciones altamente específicas entre una molécula diana (como un anticuerpo) y un ligando inmovilizado en una matriz cromatográfica. Esto permite la purificación selectiva de la molécula diana a partir de una mezcla compleja utilizando la afinidad de unión específica de las moléculas, por ejemplo, los anticuerpos.
Unión específica de anticuerpos: Los anticuerpos suelen purificarse mediante cromatografía de afinidad, en la que se unen selectivamente a un ligando inmovilizado en la resina cromatográfica. Puede tratarse de un antígeno, una proteína A/G o cualquier otra molécula que interactúe específicamente con el anticuerpo de interés.
Elución: Tras unir el anticuerpo diana a la matriz, el siguiente paso consiste en eluir (o lavar) el anticuerpo unido a la resina. Este paso de elución suele implicar la interrupción de la unión específica entre el anticuerpo y el ligando. Este paso puede facilitarse mediante sonicación.
Elución no específica asistida por ultrasonidos: A diferencia de los métodos de elución específicos, que sólo interrumpen la interacción anticuerpo-ligando, los métodos de elución inespecíficos interrumpen todas las interacciones de la resina, incluidas las inespecíficas. Esto puede ser ventajoso cuando se trata de contaminantes fuertemente unidos que podrían interferir con el proceso de purificación. Aquí entra en juego la sonicación. Las ondas ultrasónicas se utilizan para generar burbujas de cavitación en el tampón de elución. Cuando estas burbujas se colapsan cerca de la matriz de resina, producen intensas fuerzas de cizallamiento localizadas y microcorrientes. Esta disrupción mecánica ayuda a romper las interacciones no específicas entre el anticuerpo y el ligando, facilitando la elución del anticuerpo unido a la matriz.

Ventajas de la elución ultrasónica mediante sonicación

La elución ultrasónica ofrece varias ventajas, sobre todo en el contexto de las técnicas de purificación de proteínas, como la cromatografía de afinidad.
Por ejemplo, la sonicación supera a otros métodos alternativos en cuanto a integridad, recuperación, pureza, versatilidad y eficacia de las proteínas. Estas ventajas hacen de la elución ultrasónica la opción preferida para los procesos de purificación de proteínas, especialmente en aplicaciones en las que es esencial mantener la estructura y la actividad de las proteínas. Además, la elución ultrasónica destaca por su sencillez, eficacia, versatilidad y compatibilidad con una amplia gama de proteínas y matrices de afinidad. Aplicando ondas ultrasónicas para interrumpir las interacciones proteína-matriz, la elución ultrasónica ofrece un método suave y rápido para la purificación de proteínas, garantizando altas tasas de recuperación y preservando la integridad de las proteínas para las aplicaciones posteriores.

Más suave con la estructura de las proteínas: La elución a pH bajo implica el uso de tampones ácidos para interrumpir la unión entre la proteína diana (por ejemplo, anticuerpos) y la matriz de afinidad. Sin embargo, la exposición a un pH bajo puede desnaturalizar las proteínas, comprometiendo potencialmente su estructura y actividad biológica. En cambio, la elución por ultrasonidos se basa principalmente en la disrupción mecánica y no en la desnaturalización química, por lo que es más suave con la estructura de la proteína. Esto es especialmente ventajoso cuando se purifican proteínas delicadas o anticuerpos sensibles a los cambios de pH.

• Reducción del riesgo de agregación: La elución con pH bajo puede aumentar el riesgo de agregación de proteínas debido a su desdoblamiento y a la exposición de las regiones hidrofóbicas. La agregación puede provocar la pérdida de actividad de la proteína y dificultades en el procesamiento posterior. En comparación, la elución ultrasónica minimiza el riesgo de agregación al emplear fuerzas mecánicas para interrumpir las interacciones entre la proteína y la matriz de afinidad sin alterar significativamente la conformación nativa de la proteína.
• Recuperación y pureza mejoradas: La elución por ultrasonidos puede lograr mayores tasas de recuperación y niveles de pureza en comparación con otros métodos de elución alternativos. La disrupción mecánica proporcionada por la ultrasonicación libera eficazmente las proteínas unidas a la matriz de afinidad minimizando las interacciones no específicas. El resultado es una mayor recuperación de la proteína diana con una menor contaminación por moléculas unidas de forma no específica, lo que contribuye a una mayor pureza de la fracción eluida.
• Procesamiento de alto rendimiento: Hielscher Ultrasonics ofrece varios sonicadores para la purificación, elución y biopanificación de proteínas asistida por ultrasonidos. El sonicador de placas microtiter UIP400MTP permite el procesamiento masivo de muestras en placas de 96 pocillos y otras placas multipocillo. El VialTweeter es ideal para la sonicación simultánea y sin complicaciones de hasta 10 tubos, como viales Eppendorf, en las mismas condiciones. El CupHorn es un sonicador versátil ideal para varios tubos, vasos de precipitados pequeños y otros recipientes. Y, por supuesto, los sonicadores clásicos de tipo sonda con micropuntas son una herramienta de laboratorio bien establecida para la preparación de muestras. La gama de productos de Hielscher Ultrasonics tiene el sonicador ideal para la configuración de su experimento y el tamaño de su muestra.
• Versatilidad y compatibilidad: La elución ultrasónica es compatible con una amplia gama de proteínas y matrices de afinidad, lo que ofrece versatilidad en las aplicaciones de purificación. Por el contrario, la elución a pH bajo puede no ser adecuada para determinadas proteínas sensibles a condiciones ácidas o para matrices de afinidad propensas a la degradación o lixiviación a pH bajo. La elución ultrasónica ofrece una alternativa suave y de aplicación universal que puede adaptarse a necesidades específicas de purificación sin comprometer la integridad de la proteína o la estabilidad de la matriz.
• Tiempo y eficacia: La elución ultrasónica suele requerir tiempos de elución más cortos que otros métodos de elución. La liberación rápida y eficaz de las proteínas unidas que facilita la ultrasonicación reduce el tiempo de procesamiento y aumenta la eficacia general de la purificación, lo que la convierte en una opción atractiva para aplicaciones de alto rendimiento o cuando se requieren resultados urgentes.

Biopanning asistido por ultrasonidos

El biopanning es una técnica crítica en la purificación de anticuerpos, especialmente cuando deben obtenerse anticuerpos altamente específicos para la investigación o el diagnóstico médico. El biopanning es el proceso en el que los anticuerpos se aíslan de una mezcla de anticuerpos, la denominada biblioteca de anticuerpos.

¿Cómo funciona el biopanning ultrasónico?

Se parte de una biblioteca de anticuerpos, una mezcla de varios anticuerpos. Cada anticuerpo se caracteriza por su propia forma y especificidad. Para el análisis y la terapéutica, deben aislarse anticuerpos específicos que reconozcan una diana concreta, como un virus o una célula cancerosa. La biopanificación permite aislar estos anticuerpos específicos. La ultrasonicación facilita el proceso de biopanning y hace más eficaz la purificación de anticuerpos.

A partir de una biblioteca de anticuerpos, éstos se suelen mostrar en la superficie de un bacteriófago, una célula de levadura u otro sistema de visualización. Esta biblioteca representa una amplia gama de anticuerpos.
En el primer paso, esta biblioteca se expone a la molécula diana. Los anticuerpos que se unen a la diana se adhieren, mientras que los demás se eliminan. Para eliminar los anticuerpos no unidos, las muestras se lavan varias veces con una solución tampón.

Ahora tenemos muestras que sólo contienen anticuerpos unidos. Sin embargo, esto significa que los anticuerpos siguen unidos a su sistema de visualización. Para liberarlos, hay que romper la interacción anticuerpo-ligando. Este paso se conoce como elución. Las muestras pueden eluirse utilizando una solución que interrumpa la unión, por ejemplo, utilizando un tampón de elución específico, un caotrópico, bajando el valor del pH, aplicando calor, etc. Estas técnicas de elución destruyen la unión anticuerpo-ligando, pero también pueden deteriorar los propios anticuerpos. Por eso se utiliza la sonicación como técnica alternativa para eliminar suavemente los anticuerpos de su diana.

Tras finalizar el paso de elución, obtenemos anticuerpos purificados, listos para su uso en investigación, diagnóstico o terapia.

La biopanificación es una técnica poderosa en la purificación de anticuerpos y la elución ultrasónica facilita e intensifica la eficacia – dando como resultado anticuerpos altamente purificados y sin daños. La biopanificación ultrasónica permite a los científicos aislar anticuerpos muy específicos a partir de muestras complejas, lo que abre las puertas a una amplia gama de aplicaciones.

Sonicadores para la purificación de anticuerpos

Los sonicadores Hielscher son herramientas consolidadas que se utilizan en los mejores centros de investigación de todo el mundo. Valorados por su diseño vanguardista y su rendimiento superior, los sonicadores Hielscher se consideran herramientas de laboratorio indispensables en los campos de la biotecnología y la biología molecular. Hielscher Ultrasonics ofrece sonicadores para la preparación de muestras individuales y de alto rendimiento, que facilitan la purificación eficaz de anticuerpos y la elución de moléculas diana, y permiten un biopanning eficaz para aislar anticuerpos específicos con precisión y rapidez.
En el contexto de la purificación de anticuerpos, los sonicadores de Hielscher destacan por facilitar los pasos de lavado y elución eliminando eficazmente los anticuerpos no unidos y preservando al mismo tiempo la integridad de los complejos unidos a la diana. Su control preciso y su escalabilidad permiten adaptar las condiciones de procesamiento, garantizando unos resultados de purificación óptimos en una amplia gama de volúmenes y complejidades de muestras.
Los sonicadores de Hielscher representan la innovación tecnológica en el procesamiento por ultrasonidos, ofreciendo capacidades inigualables para la purificación, elución y biopanificación de anticuerpos. Gracias a su precisión, fiabilidad y facilidad de uso, los distintos sistemas ultrasónicos ofrecen una eficiencia y versatilidad óptimas para la investigación, el diagnóstico y la terapia biofarmacéutica.
Póngase en contacto con nosotros para obtener más información sobre los sonicadores Hielscher para la purificación, elución y biopanificación de anticuerpos. Nuestro experimentado personal técnico estará encantado de estudiar su aplicación relacionada con anticuerpos.

Diseño, fabricación y consultoría – Calidad Made in Germany

Los ultrasonidos de Hielscher son conocidos por sus elevados estándares de calidad y diseño. Su robustez y fácil manejo permiten una integración sin problemas de nuestros ultrasonidos en las instalaciones industriales. Los ultrasonidos de Hielscher soportan sin problemas las condiciones más duras y los entornos más exigentes.

Hielscher Ultrasonics es una empresa con certificación ISO y pone especial énfasis en los ultrasonidos de alto rendimiento con tecnología punta y facilidad de uso. Por supuesto, los ultrasonidos de Hielscher cumplen la normativa CE y los requisitos de UL, CSA y RoHs.

Comparación de la elución ultrasónica con las técnicas de elución tradicionales

1. Elución en gradiente: En la elución en gradiente, la fuerza de unión entre la proteína diana y la matriz de afinidad se reduce gradualmente cambiando la composición del tampón de elución. Esto puede implicar la alteración de factores como el pH, la concentración de sal o la concentración de ligandos competidores. La elución en gradiente permite ajustar con precisión las condiciones de elución para liberar selectivamente la proteína diana y minimizar al mismo tiempo las uniones no específicas.
   Ventajas de la elución ultrasónica: La elución ultrasónica ofrece una liberación más rápida y uniforme de las proteínas unidas en comparación con la elución en gradiente. Mientras que la elución en gradiente requiere una cuidadosa optimización y monitorización de las condiciones de elución, la elución ultrasónica proporciona un método más simple y eficiente para la recuperación de proteínas.
2. Elución competitiva: En la elución competitiva, se introduce una alta concentración de un ligando competidor en el tampón de elución para interrumpir la unión entre la proteína diana y la matriz de afinidad. El ligando competidor compite con la proteína diana por los sitios de unión en la matriz, desplazando así a la proteína y liberándola en el eluido.
   Ventajas de la elución ultrasónica: La elución ultrasónica ofrece una alternativa más suave y versátil a la elución competitiva. La elución competitiva puede requerir el uso de altas concentraciones de agentes caotrópicos (es decir, un co-soluto que interrumpe la red de enlaces de hidrógeno entre las moléculas de agua y reduce la estabilidad del estado nativo de las proteínas al debilitar el efecto hidrofóbico) o productos químicos agresivos, que pueden afectar a la estabilidad y actividad de las proteínas. Por el contrario, la elución ultrasónica proporciona una disrupción mecánica sin necesidad de agentes químicos adicionales, preservando la integridad de las proteínas y garantizando altos índices de recuperación.
3. Elución inducida por la temperatura: La elución inducida por temperatura consiste en cambiar la temperatura del tampón de elución para interrumpir la unión entre la proteína diana y la matriz de afinidad. Esto puede lograrse aumentando o disminuyendo la temperatura, en función de la interacción específica entre la proteína y la matriz.
   Ventajas de la elución ultrasónica: La elución ultrasónica ofrece un método más rápido y controlado para la elución de proteínas en comparación con los métodos inducidos por temperatura. Mientras que la elución inducida por temperatura puede requerir un control preciso de los gradientes de temperatura y tiempos de equilibrio más largos, la elución ultrasónica proporciona una interrupción mecánica inmediata, lo que resulta en tiempos de elución más cortos y una mayor eficiencia.
4. Elución enzimática: La elución enzimática utiliza enzimas específicas que rompen los enlaces entre la proteína diana y la matriz de afinidad, liberando la proteína en el eluido. Este método es especialmente útil para proteínas que están fuertemente unidas a la matriz o para aplicaciones que requieren un control preciso de las condiciones de elución.
   Ventajas de la elución ultrasónica: La elución ultrasónica ofrece una alternativa no enzimática y sin productos químicos a la elución enzimática. Mientras que la elución enzimática puede requerir la optimización de la concentración de enzimas, el tiempo de incubación y las condiciones de pH, la elución ultrasónica ofrece un método sencillo y de aplicación universal para la recuperación de proteínas sin necesidad de reactivos adicionales ni equipos especializados.