Asendage rakkude kraapimine suure läbilaskevõimega sonikaatoriga UIP400MTP
Adhesiivsete rakuliinide eraldamine mitmekaevulistelt plaatidelt ja ekstraheerimine multioomika analüüsiks on laborites igapäevane ülesanne. Suure läbilaskevõimega rakkude eraldamine mitmekaevuliste plaatide sonikaatoriga UIP400MTP asendab käsitsi rakkude kraapimise, mis annab suurema RNA, lipiidide kogusisalduse ja polaarsete metaboliitide kogusisalduse saagise. Uus meetod ühendab Hielscheri sonikaatori UIP400MTP vedelikkäsitlusjaamaga Beckman Coulter i7, võimaldades rakkude suure läbilaskevõimega, reprodutseeritavat ja tõhusat töötlemist RNA, metaboliitide ja lipiidide ekstraheerimiseks. Esitatud meetod ületab traditsioonilisi käsitsi rakkude kraapimise meetodeid, saavutades parema reprodutseeritavuse ja saagise erinevate rakutüüpide ja katsetingimuste puhul.
Sujuvam rakkude eraldamine mikroplaadi sonikaatoriga UIP400MTP
Adhesiivsed rakukultuurisüsteemid on toksikoloogilistes ja biomeditsiinilistes uuringutes olulisel kohal. Selles kontekstis käsitlesid Cruchley-Fuge et al. (2024) olulist väljakutset projektis PrecisionTox, mis keskendub oomikatehnoloogiate kasutamisele keemiliste ohtude hindamiseks. Projekti eesmärk oli suure läbilaskevõimega analüüs tuhandete erinevate kemikaalidega töödeldud proovide jaoks. Selle nõudluse täitmiseks töötasid teadlased välja automatiseeritud töövoo, mis ühendab sonikaatori UIP400MTP väljakujunenud kahefaasiliste ekstraheerimisprotokollidega vedelikkromatograafia-massispektromeetria (LC-MS) analüüsiks. Nende uuring hindab mitmekaevuliste plaatide sonikaatori UIP400MTP tõhusust adhesiivsete rakkude eraldamisel võrreldes käsitsi kraapimise ja muude traditsiooniliste meetoditega.
Multiooomika sujuvamaks muutmine: adhesiivsete rakkude automatiseeritud ekstraheerimine seadmega UIP400MTP
Birminghami ülikooli teadlaste rühm eesotsas Laura Cruchley-Fuge’iga kasutas kolme inimese rakuliini: HepG2 (maksavähi rakud), HepaRG (diferentseeritud hepatotsüütide sarnased rakud) ja H295R (neerupealisevähi rakud). Neid rakke kasvatati 24-kaevulistel ja 96-kaevulistel plaatidel ning neid mõjutati testkemikaalidega, nagu aflatoksiin B1 ja forskoliin.
Katse ülesehitus:
- 1. etapp: Sonikaatori UIP400MTP võimsusseadete optimeerimine ning võrdlus käsitsi rakkude kraapimise ja ultraheli veevannidega. RNA, metaboliitide ja lipiidide taastumise hindamiseks kasutati HepG2 rakke.
- 2. etapp: Sonikaatori UIP400MTP integreerimine kahefaasilisse ekstraheerimise töövoogu, kasutades süsteemi Beckman Coulter i7. Valideerimine tehti HepaRG ja H295R rakkudega.
Ekstraheerimise töövoog: Töövoog hõlmas keemilist mõjutamist mitmekaevulistel plaatidel, rakkude eraldamist seadmega UIP400MTP ja kahefaasilist ekstraheerimist Bligh & Dyeri (B&D) meetodil. LC-MS analüüs tehti lipofiilsete ja polaarsete ühendite jaoks seadmega Thermo Scientific Orbitrap Exploris 120. B&D meetod, mis on lipiidide kvantifitseerimise kuldstandard, hõlmab kaheastmelist ekstraheerimist metanooli, kloroformi ja veega, millele järgneb lipiidide kvantifitseerimine kloroformifaasis.
Mikroplaadi sonikaator UIP400MTP hõlbustab adhesiivsete rakuliinide eraldamist mitmekaevulistelt plaatidelt ja Petri tassidelt
Tulemused:
- 1. etapp: Optimaalsed sonikeerimistingimused tuvastati 60% võimsusel.
Sonikaator UIP400MTP andis kõrgeima RNA taastumise erakordse reprodutseeritavusega võrreldes käsitsi kraapimise ja ultraheli vannidega.
Polaarsete metaboliitide taastumine oli meetodite lõikes ühtlane, samas kui lipiidide taastumine oli seadmega UIP400MTP märgatavalt parem. - 2. etapp: Valideerimine HepaRG ja H295R rakkudel näitas lipidoomika ja metaboloomika andmete head reprodutseeritavust, mida näitasid tihedalt klasterdunud PCA skoorid.
Aflatoksiin B1- ja forskoliinitöötlused eristusid kontrollidest tõhusalt, mis rõhutab meetodi tundlikkust ja töökindlust.
Mikroplaadi sonikaator UIP400MTP suure läbilaskevõimega rakkude eraldamiseks
“Hielscheri sonikeerimisseade UIP400MTP pakub kvaliteetset ja reprodutseeritavat alternatiivset lähenemist käsitsi rakkude kraapimise „kuldstandardile“, mis annab suurema RNA, lipiidide kogusisalduse ja polaarsete metaboliitide kogusisalduse saagise.” (Cruchley-Fuge et al., 2024)
Cruchley-Fuge et al. toovad esile sonikaatori UIP400MTP eelised adhesiivsete rakkude töötlemisel. Käsitsi kraapimise asendamisega parandab see meetod reprodutseeritavust, läbilaskevõimet ja saagist, muutes selle hindamatuks vahendiks suuremahulistes uuringutes, nagu PrecisionTox. Seadme UIP400MTP integreerimine automatiseeritud töövoogudesse mitte ainult ei vähenda varieeruvust, vaid muudab sujuvamaks ka töömahukad protsessid, võimaldades kvaliteetsete multioomika andmete saamist.
Cruchley-Fuge et al. (2024) töö hõlbustab ja muudab sujuvamaks adhesiivsete rakukultuuride töötlemise multioomika analüüsiks. Sonikaatori UIP400MTP integreerimine automatiseeritud töövoogudega tagab ühtlase ja tõhusa proovide ettevalmistamise, muutes selle ideaalselt sobivaks suure läbilaskevõimega toksikoloogilisteks uuringuteks.
Disain, tootmine ja nõustamine – Saksamaal valminud kvaliteet
Hielscheri ultrahelisead on tuntud oma kõrgeima kvaliteedi ja disainistandardite poolest. Töökindlus ja lihtne kasutamine võimaldavad meie ultrahelisead sujuvalt tööstusrajatistesse integreerida. Hielscheri ultrahelisead tulevad kergesti toime karmide tingimuste ja nõudlike keskkondadega.
Hielscher Ultrasonics on ISO-sertifitseeritud ettevõte ning pöörab erilist tähelepanu suure jõudlusega sonikaatoritele, mis põhinevad tipptehnoloogial ja on kasutajasõbralikud. Loomulikult vastavad Hielscheri ultrahelisead CE nõuetele ning täidavad UL-i, CSA ja RoHs nõudeid.
Kirjandus / viited
- 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.
- Dreyer J., Ricci G., van den Berg J., Bhardwaj V., Funk J., Armstrong C., van Batenburg V., Sine C., VanInsberghe M.A., Marsman R., Mandemaker I.K., di Sanzo S., Costantini J., Manzo S.G., Biran A., Burny C., Völker-Albert M., Groth A., Spencer S.L., van Oudenaarden A., Mattiroli F. (2024): Acute multi-level response to defective de novo chromatin assembly in S-phase. Molecular Cell 2024.
- Mochizuki, Chika; Taketomi, Yoshitaka; Irie, Atsushi; Kano, Kuniyuki; Nagasaki, Yuki; Miki, Yoshimi; Ono, Takashi; Nishito, Yasumasa; Nakajima, Takahiro; Tomabechi, Yuri; Hanada, Kazuharu; Shirouzu, Mikako; Watanabe, Takashi; Hata, Kousuke; Izumi, Yoshihiro; Bamba, Takeshi; Chun, Jerold; Kudo, Kai; Kotani, Ai; Murakami, Makoto (2024): Secreted phospholipase PLA2G12A-driven lysophospholipid signaling via lipolytic modification of extracellular vesicles facilitates pathogenic Th17 differentiation. BioRxiv 2024.
- Cosenza-Contreras M, Seredynska A, Vogele D, Pinter N, Brombacher E, Cueto RF, Dinh TJ, Bernhard P, Rogg M, Liu J, Willems P, Stael S, Huesgen PF, Kuehn EW, Kreutz C, Schell C, Schilling O. (2024): TermineR: Extracting information on endogenous proteolytic processing from shotgun proteomics data. Proteomics. 2024.
- 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.
Korduma kippuvad küsimused
Mis on rakkude eraldamine?
Rakkude eraldamine uuringutes tähendab adhesiivsete rakkude eraldamist kultiveerimisanuma või substraadi pinnalt. Seda tehakse tavaliselt rakkude kogumiseks järgnevateks rakendusteks, nagu analüüs, alamkultiveerimine või krüosäilitamine. Eraldamist saab teostada ensümaatiliste meetoditega (nt trüpsiin), keemiliste ainetega (nt EDTA), mehaaniliste meetoditega (nt kraapimine) või füüsikaliste tehnikatega, nagu sonikeerimine, olenevalt rakutüübist ja uuringu nõuetest.
Kuidas adhesiivseid rakke eraldada?
Adhesiivsete rakkude eraldamine sonikeerimise abil hõlmab fokuseeritud ultrahelilainete rakendamist rakkude ja pinna vahelise adhesiooni lõhkumiseks kontrollitud keskkonnas. Täpsemalt saavutab mikroplaadi sonikaator UIP400MTP selle, tekitades lokaalseid mehaanilisi vibratsioone, mis katkestavad rakkude ja kultiveerimispinna vahelised sidemed. Peamised etapid on järgmised:
- Ettevalmistus: Rakke kasvatatakse mitmekaevulistel plaatidel ja neid võib katse ülesehituse osana mõjutada konkreetsete kemikaalidega.
- Sonikeerimine: Sonikaator UIP400MTP on programmeeritud optimeeritud seadetega (nt 60% võimsus), et tagada tõhus eraldamine ilma rakke kahjustamata või biomolekulide terviklikkust ohtu seadmata.
- Temperatuuri reguleerimine: Seade hoiab temperatuuri stabiilsena, et vältida kuumusest tingitud raku- või molekulaarset lagunemist protsessi ajal.
- Eraldamisjärgne etapp: Eraldatud rakud suunatakse järgnevatesse ekstraheerimisprotokollidesse, nagu Bligh & Dyeri kahefaasiline meetod, RNA, lipiidide ja metaboliitide taastamiseks.
See meetod on käsitsi kraapimisest parem tänu oma automatiseeritusele, reprodutseeritavusele ja võimele töödelda proove suure läbilaskevõimega tõhusalt.
Mis on rakke mittekahjustav rakkude eraldamine?
Rakke mittekahjustav rakkude eraldamine tähendab adhesiivsete rakkude eraldamist nende substraadilt ilma rakkude elujõulisust, terviklikkust või funktsionaalsust kahjustamata. See saavutatakse õrnade meetoditega, nagu kontrollitud sonikeerimine või ensüümivabad lahused.
Rakkude hävimise vältimine on ülioluline rakkude struktuursete ja molekulaarsete omaduste säilitamiseks, mis on olulised täpseteks järgnevateks rakendusteks, nagu multioomika analüüs, funktsionaalsed testid või terapeutiline kasutus. Kahjustatud rakud võivad vabastada rakusisest sisu, mis võib katsetulemusi moonutada või proovi kvaliteeti ohtu seada.
Mis on ensüümivaba rakkude eraldamise eelis?
Ensüümivaba rakkude eraldamine pakub mitmeid eeliseid, sealhulgas rakupinna valkude ja retseptorite säilitamine, rakkude elujõulisuse säilitamine ning biomolekulide võimaliku ensümaatilise kahjustuse vältimine. See lähenemine on eriti kasulik tundlike järgnevate rakenduste jaoks, nagu voolutsütomeetria, proteoomika või funktsionaalsed testid, kus ensümaatilised muutused võiksid kahjustada andmete kvaliteeti või katsetulemusi. Lisaks on ensüümivabad meetodid sageli paremini reprodutseeritavad ja neid saab kohandada suure läbilaskevõimega töövoogudele.
Hielscher Ultrasonics toodab suure jõudlusega ultraheli homogenisaatoreid alates laborisuurusest kuni tööstusliku suuruseni.

