Homogeneizadores ultrasónicos de tejidos

• La ultrasonicación es un método seguro y eficiente para la homogeneización de tejidos.
• Las aplicaciones ultrasónicas incluyen la preparación de tejidos y suspensiones, la extracción de proteínas, ADN/ ARN y compuestos activos, así como la activación / inactivación de enzimas y levaduras.
• El control preciso de los homogeneizadores ultrasónicos de sonda permite preparar muestras de tejido de forma fiable.

Homogeneización de tejidos mediante sondas ultrasónicas

La homogeneización de tejidos es un proceso de preparación de muestras en el que se preparan células animales y vegetales o microorganismos antes de extraer sustancias intracelulares como proteínas, ADN o ARN. Es necesario romper la membrana celular para liberar el contenido de la célula. Tras romper la pared celular, las macromoléculas intracelulares quedan suspendidas en la solución tampón, de modo que los orgánulos, las proteínas y el ADN/ ARN quedan disponibles. Los homogeneizadores ultrasónicos de tejidos y los disruptores celulares son herramientas muy eficientes para la ruptura celular, la lisis y la extracción.

Homogeneizadores ultrasónicos de tejidos frente a técnicas alternativas de lisis

Quizá se pregunte qué técnica de ruptura celular y qué equipo de homogeneización de tejidos son la mejor opción para su laboratorio. A continuación encontrará algunos argumentos a favor de la lisis y la homogeneización de tejidos por ultrasonidos, ya que la ultrasonicación presenta varias ventajas respecto a los métodos alternativos de homogeneización:

• Eficiencia: La homogeneización ultrasónica es un método rápido y eficiente para romper tejidos y células. Los homogeneizadores ultrasónicos de tejidos se basan en el principio de la cavitación acústica. Este método es muy eficiente y puede romper las células en cuestión de segundos. Como el nivel de intensidad puede ajustarse desde suave hasta intenso, la sonicación es especialmente eficaz para tejidos duros o fibrosos que resultan difíciles de homogeneizar con otros métodos.



• Prevención de la contaminación cruzada: Hielscher ofrece potentes homogeneizadores ultrasónicos de tejidos que preparan la muestra mediante un tratamiento de sonicación indirecta. Con el UIP400MTP (ideal para placas de microtitulación y multipocillo), así como el VialTweeter y el CupHorn (ideales para viales, tubos y vasos de precipitados), Hielscher ofrece equipos de ruptura celular por ultrasonidos para la homogeneización sin contacto, lo que reduce el riesgo de contaminación cruzada entre muestras. También minimiza el riesgo de introducir contaminantes procedentes de superficies de molienda u otros equipos de homogeneización.
• Flexibilidad: La homogeneización ultrasónica puede utilizarse con muestras de distintos tamaños y volúmenes, desde pequeños volúmenes hasta grandes muestras de tejido. Además, la homogeneización ultrasónica es adecuada para una amplia variedad de tipos de muestras, incluidos tejidos vegetales, tejidos animales y cultivos microbianos. La intensidad y la duración de la ultrasonicación pueden ajustarse para optimizar el grado de ruptura en distintos tipos de tejidos.
• Reproducibilidad: La homogeneización ultrasónica proporciona resultados uniformes y permite controlar con precisión los parámetros de homogeneización, como la potencia de salida y el tiempo de sonicación. Esto ayuda a garantizar la reproducibilidad y la exactitud de los datos experimentales.
• Conservación de las biomoléculas: La ultrasonicación con sonda es un tratamiento no térmico. Esto significa que su efecto no se basa en el calor. Sin embargo, todo tratamiento mecánico genera calor conforme a la segunda ley de la termodinámica. Esto significa que la muestra se calienta a medida que aumenta el tiempo de sonicación. Los sonicadores de última generación de Hielscher están equipados con sensores de temperatura y software inteligente de monitorización de la temperatura. Las avanzadas opciones de refrigeración permiten evitar la degradación térmica y ayudan a preservar la actividad de biomoléculas sensibles al calor, como las enzimas y las proteínas.
• Ahorro de tiempo: La elevada eficiencia de la ultrasonicación con sonda permite homogeneizar los tejidos rápidamente, lo que ahorra tiempo en comparación con otros métodos que requieren una manipulación física más extensa del tejido.

La homogeneización ultrasónica de tejidos ofrece varias ventajas respecto a los métodos alternativos de homogeneización. Por ello, los homogeneizadores ultrasónicos de tejidos constituyen la técnica de ruptura celular preferida en diversas aplicaciones de investigación e industriales.

Ejemplo de protocolo de homogeneización de tejidos con una sonda ultrasónica:

Los sonicadores facilitan la homogeneización de tejidos gracias a su manejo sencillo y a un procedimiento de homogeneización rápido. Al mismo tiempo, los parámetros del proceso ultrasónico pueden controlarse y monitorizarse con precisión, de modo que los resultados sean fiables y reproducibles.
 
Materiales:

• Muestra de tejido (p. ej., hígado, cerebro, músculo)
• Solución tampón (p. ej., PBS, Tris-HCl)
• Cóctel de inhibidores de proteasas
• Homogeneizador ultrasónico (de sonda)
• Hielo
• Tubos de microcentrífuga
• Pipetas

Protocolo de homogeneización ultrasónica de tejidos:

Nota: Puede ser necesario optimizar la duración y la intensidad de la sonicación en función del tipo de tejido, la edad y el estado de salud, así como de las aplicaciones posteriores específicas. También es importante seleccionar cuidadosamente la solución tampón, los inhibidores de proteasas y otros aditivos para optimizar el rendimiento y la calidad del homogeneizado.

Principales ventajas de los homogeneizadores ultrasónicos de tejidos de Hielscher

• molienda, homogeneización, lisis y ruptura celular, o extracción, rápidas y eficientes mediante una potente cavitación ultrasónica
• uso y manejo sencillos e intuitivos (elija la versión analógica o digital)
• limpieza sencilla de las superficies en contacto con el producto mediante el enjuague del sonotrodo durante la sonicación (CIP, limpieza in situ/ SIP, esterilización in situ)
• cabina de protección acústica (las cabinas de protección acústica para los equipos de laboratorio están fabricadas íntegramente en vidrio acrílico para ofrecer visibilidad total desde cualquier ángulo)
• control completo de los parámetros del proceso mediante la pantalla táctil digital del equipo (sonicadores digitales) o un medidor de potencia (para equipos analógicos)
• control de temperatura integrado (importante para muestras de tejido lábiles y sensibles al calor)
• las pausas durante el proceso de homogeneización pueden definirse individualmente y preconfigurarse en el menú digital
• todos los equipos digitales están equipados con registro automático de datos (en una SD/USB-ComboCard integrada), un sensor de temperatura conectable y control remoto mediante navegador.
• tratamiento de múltiples muestras con el VialTweeter, CupHorn o mediante el uso de sonotrodos de 4 u 8 puntas (p. ej., para su integración en procesos robotizados de laboratorio)
• para aplicaciones a pequeña y gran escala

La siguiente tabla ofrece una indicación de la capacidad aproximada de procesamiento de nuestros homogeneizadores ultrasónicos de tejidos para la desintegración celular, la lisis y la extracción:

Encuentre el homogeneizador ultrasónico de tejidos óptimo para su aplicación

Los homogeneizadores ultrasónicos de tejidos de Hielscher están disponibles con un rango de potencia de salida ultrasónica de 50 W a 16.000 W (16 kW).
El personal de laboratorio valora el manejo sencillo e intuitivo de los homogeneizadores ultrasónicos de laboratorio de Hielscher. Según los requisitos específicos, los equipos Hielscher incorporan control digital o analógico.

1. El VialTweeter es un potente homogeneizador ultrasónico que permite la sonicación simultánea de hasta 10 viales o tubos de ensayo con la misma intensidad. Gracias a la sonicación indirecta, se evitan por completo la contaminación cruzada y la pérdida de muestras. La limpieza y la higienización se reducen al mínimo gracias al uso de viales desechables. El sonotrodo de bloque puede esterilizarse en autoclave.
2. El sonicador de placas UIP400MTP es ideal si trabaja con placas de microtitulación y multipocillo, como las placas de 96 pocillos. Basta con colocar su placa multipocillo o su placa de Petri en el UIP400MTP para que todas las muestras reciban una sonicación uniforme. ¡Con el sonicador de placas UIP400MTP, el procesamiento de un gran número de muestras resulta sencillo y eficiente!
3. En la gama de sonicadores de laboratorio de sonda, puede elegir homogeneizadores de 50 vatios, 100 vatios, 200 vatios y 400 vatios.
   UP50H (50 W)
   UP100H (100 W)
   UP200Ht / UP200St (200 W)
   UP400St (400 W)

Aplicaciones y uso de los homogeneizadores ultrasónicos de tejidos

Los homogeneizadores ultrasónicos se utilizan habitualmente para la molienda de tejidos, la ruptura y lisis celular y la homogeneización de muestras biológicas antes de extraer sustancias intracelulares a escala molecular. Mediante la sonicación controlada de las muestras, todas las etapas, desde la lisis hasta la extracción y la homogeneización, pueden realizarse con el mismo disruptor celular ultrasónico.
La gran ventaja de los homogeneizadores ultrasónicos reside en la facilidad para ajustar la potencia aplicada y la intensidad de sonicación. Los disruptores celulares ultrasónicos de Hielscher (equipos de lisis) permiten controlar la intensidad de sonicación ajustando la amplitud del 20% al 100%.
Como alternativa al funcionamiento continuo, el homogeneizador ultrasónico puede configurarse en modo cíclico, por ejemplo, para la sonicación de tejidos sensibles al calor. La sonicación en modo pulsado significa que el sonicador genera ondas ultrasónicas de alta intensidad en ciclos periódicos. El usuario puede ajustar individualmente la duración del periodo de sonicación y el tiempo de reposo.
Durante la sonicación pulsada, en el periodo de reposo, el material sometido a sonicación puede volver a su estado de reposo y la muestra puede enfriarse (aprovechando el tiempo de reposo para disipar el calor). De este modo, la intensidad de procesamiento puede ajustarse con precisión en función del tejido y se reduce el calentamiento no deseado de la muestra.
Los homogeneizadores ultrasónicos de tejidos son robustos y fáciles de usar, y producen resultados fiables que garantizan la reproducibilidad gracias al control completo de todos los parámetros importantes del proceso.
Los ámbitos de aplicación habituales de la molienda ultrasónica de tejidos, la ruptura celular, la lisis, la extracción y la homogeneización incluyen los laboratorios biológicos y farmacéuticos, la microbiología y la investigación proteómica y genómica (p. ej., la liberación de proteínas antes del Western blot y del ensayo de inmunoadsorción ligado a enzimas ELISA), así como la producción de extractos botánicos y compuestos bioactivos para las industrias alimentaria, farmacéutica y cosmética.

• ¡Haga clic aquí para consultar recomendaciones específicas de proceso sobre la preparación de muestras, la homogeneización de tejidos, la lisis y la extracción (p. ej., células, bacterias, esporas y compuestos activos)!
• ¡Lea aquí por qué los sonicadores son una herramienta indispensable para la investigación proteómica!
• ¡Descubra cómo la sonicación facilita la investigación genómica!

Bibliografía / Referencias

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• 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.
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