Ultraheli koehomogenisaatorid

• Ultraheli töötlus on ohutu ja tõhus koe homogeniseerimise meetod.
• Ultraheli rakendused hõlmavad koe ja suspensioonide ettevalmistamist, valkude, DNA/ RNA ja aktiivühendite ekstraheerimist ning ensüümide ja pärmseente aktiveerimist / inaktiveerimist.
• Sondtüüpi ultraheli homogenisaatorite täpne juhitavus võimaldab koeproove usaldusväärselt ette valmistada.

Koe homogeniseerimine ultraheli sondidega

Koe homogeniseerimine on proovi ettevalmistamise protsess, mille käigus loomsed ja taimsed rakud või mikroorganismid valmistatakse ette enne rakusiseste ainete, näiteks valkude, DNA või RNA ekstraheerimist. Rakumembraan tuleb rebestada, et rakusisu vabastada. Pärast rakuseina lõhkumist hõljuvad rakusisesed makromolekulid puhverlahuses, nii et organellid, valgud ja DNA/ RNA muutuvad kättesaadavaks. Ultraheli koehomogenisaatorid ja rakulõhkujad on väga tõhusad vahendid rakkude lõhkumiseks (desintegreerimiseks), lüüsiks ja ekstraheerimiseks.

Ultraheli koehomogenisaatorid vs alternatiivsed lüüsitehnikad

Võite endalt küsida, milline rakkude lõhkumise tehnika ja milline koe homogeniseerimise seade on teie laboratooriumi jaoks parim valik. Allpool on toodud mõned argumendid, mis räägivad ultraheli lüüsi ja koe homogeniseerimise kasuks, sest ultraheli töötlusel on alternatiivsete homogeniseerimismeetodite ees mitu eelist:

• Tõhusus: Ultraheli homogeniseerimine on kiire ja tõhus meetod kudede ja rakkude lõhkumiseks. Ultraheli koehomogenisaatorid kasutavad akustilise kavitatsiooni tööpõhimõtet. See meetod on väga tõhus ja suudab rakke lõhkuda mõne sekundiga. Kuna intensiivsustaset saab reguleerida õrnast intensiivseni, on sonikeerimine eriti tõhus kõvade või kiuliste kudede puhul, mida on teiste meetoditega raske homogeniseerida.



• Ristsaastumise vältimine: Hielscher pakub võimsaid ultraheli koehomogenisaatoreid, mis valmistavad proovi ette kaudse ultraheli töötlusega. Seadmetega UIP400MTP (ideaalne mikrotiiter- ja mitmekannuplaatidele) ning VialTweeter ja CupHorn (ideaalne viaalidele, katseklaasidele ja keeduklaasidele) pakub Hielscher ultraheli rakulõhkumisseadmeid kontaktivabaks homogeniseerimiseks, mis vähendab proovidevahelise ristsaastumise riski. Samuti minimeerib see saasteainete sattumise riski jahvatuspindadelt või muudelt homogeniseerimisseadmetelt.
• Paindlikkus: Ultraheli homogeniseerimist saab kasutada väga erinevate proovimahtude ja -koguste puhul, alates väikestest kogustest kuni suurte koeproovideni. Lisaks sobib ultraheli homogeniseerimine paljudele proovitüüpidele, sealhulgas taimekudedele, loomakudedele ja mikroobikultuuridele. Ultraheli töötluse intensiivsust ja kestust saab kohandada, et optimeerida lõhkumise astet erinevat tüüpi kudede jaoks.
• Korratavus: Ultraheli homogeniseerimine annab järjepidevaid tulemusi ja võimaldab homogeniseerimisparameetreid, näiteks väljundvõimsust ja sonikeerimisaega, täpselt juhtida. See aitab tagada katseandmete korratavuse ja täpsuse.
• Biomolekulide säilimine: Sondtüüpi ultraheli töötlus on mittetermiline töötlus. See tähendab, et selle mõju ei põhine soojusel. Siiski tekitab iga mehaaniline töötlus soojust vastavalt termodünaamika teisele seadusele. See tähendab, et proov muutub pikemate sonikeerimisaegade korral soojemaks. Hielscheri tipptasemel sonikaatorid on varustatud temperatuurianduritega ja nutika temperatuuri jälgimise tarkvaraga. Täiustatud jahutusvõimalused võimaldavad vältida kuumuskahjustusi ning aitavad säilitada kuumustundlike biomolekulide, näiteks ensüümide ja valkude aktiivsust.
• Ajasääst: Sondtüüpi ultraheli töötluse kõrge tõhusus võimaldab koe kiiret homogeniseerimist, mis säästab aega võrreldes teiste meetoditega, mis nõuavad koe ulatuslikumat füüsilist käsitsemist.

Ultraheli kudede homogeniseerimisel on mitmeid eeliseid alternatiivsete homogeniseerimismeetodite ees. Seetõttu on ultraheli kudede homogenisaatorid eelistatud rakkude lõhkumise tehnika paljudes teadus- ja tööstusrakendustes.

Näide kudede homogeniseerimise protokollist ultraheli sondi abil:

Sonikaatorid hõlbustavad kudede homogeniseerimist lihtsa kasutuse ja kiire homogeniseerimisprotseduuri abil. Samal ajal saab ultraheli protsessiparameetreid täpselt kontrollida ja jälgida, nii et tulemused on usaldusväärsed ja reprodutseeritavad.

Materjalid:

• Koeproov (nt maks, aju, lihas)
• Puhver (nt PBS, Tris-HCl)
• Proteaasi inhibiitorite segu
• Ultraheli homogenisaator (sondtüüpi)
• Jää
• Mikrotsentrifuugi katseklaasid
• Pipetid

Ultraheli kudede homogeniseerimise protokoll:

Märkus: Sonikeerimise kestust ja intensiivsust võib olla vaja optimeerida sõltuvalt koe tüübist, east ja tervislikust seisundist ning konkreetsetest järgnevatest rakendustest. Samuti on oluline puhver, proteaasi inhibiitorid ja muud lisandid hoolikalt valida, et optimeerida homogenaadi saagist ja kvaliteeti.

Hielscheri ultraheli kudede homogenisaatorite peamised eelised

• kiire ja tõhus jahvatamine, homogeniseerimine, lüüs ja rakkude lõhkumine või ekstraheerimine võimsa ultraheli kavitatsiooni abil
• lihtne ja intuitiivne kasutamine ja käsitsemine (valige analoog- või digitaalversioon)
• tootega kokkupuutuvate pindade lihtne puhastamine sonotroodi loputamisega sonikeerimise ajal (CIP kohapealne puhastus / SIP kohapealne steriliseerimine)
• helikaitsekamber (laboriseadmete helikaitsekamber on täielikult valmistatud akrüülklaasist, et tagada täielik nähtavus igast nurgast)
• täielik kontroll protsessiparameetrite üle seadme digitaalse puutekuvari (digitaalsed sonikaatorid) või võimsusmõõturi (analoogseadmed) kaudu
• integreeritud temperatuuri reguleerimine (oluline kuumustundlike, labiilsete koeproovide puhul)
• homogeniseerimistsükli pausid saab digitaalmenüüs individuaalselt määratleda ja eelseadistada
• kõik digitaalseadmed on varustatud automaatse andmete salvestamisega (integreeritud SD/USB-ComboCardil), ühendatava temperatuurianduri ja brauseri kaudu toimiva kaugjuhtimisega.
• mitme proovi samaaegne töötlemine seadmega VialTweeter, CupHorn või 4- või 8-sõrmeliste sonotroodide abil (nt laboorobotite protsessidesse integreerimiseks)
• väikese ja suure mastaabiga rakendusteks

Allolev tabel annab ülevaate meie ultraheli kudede homogenisaatorite ligikaudsest töötlemisvõimsusest rakkude desintegreerimisel, lüüsimisel ja ekstraheerimisel:

Leidke oma rakenduse jaoks optimaalne ultraheli koehomogenisaator

Hielscheri ultraheli koehomogenisaatorid on saadaval ultrahelivõimsusega vahemikus 50W kuni 16 000W (16kW).
Laboritöötajaid rõõmustab Hielscheri ultraheli laborihomogenisaatorite lihtne ja intuitiivne kasutamine. Sõltuvalt konkreetsetest nõuetest on Hielscheri seadmed varustatud digitaalse või analoogjuhtimisega.

1. VialTweeter on võimas ultraheli homogenisaator, mis võimaldab kuni 10 viaali või katseklaasi samaaegset ultraheli töötlust (sonikeerimist) sama intensiivsusega. Kaudse ultraheli töötluse tõttu väldetakse ristsaastumist ja proovikadu täielikult. Puhastamine ja steriliseerimine on ühekordsete viaalide kasutamise tõttu viidud miinimumini. Blokk-sonotrood on autoklaavitav.
2. UIP400MTP plaadisonikaator sobib ideaalselt mikrotiiter- ja mitmekannuplaatidega, näiteks 96-kannuplaatidega, töötamiseks. Asetage lihtsalt oma mitmekannuplaat või Petri tass seadmesse UIP400MTP ning kõiki proove töödeldakse ultrahelitoimel ühtlaselt. Plaadisonikaatoriga UIP400MTP muutub suure läbilaskevõimega proovide töötlemine lihtsaks ja tõhusaks!
3. Sondtüüpi ultraheli laborisonikaatorite valikus on homogenisaatorid saadaval võimsustega 50 vatti, 100 vatti, 200 vatti ja 400 vatti.
   UP50H (50 W)
   UP100H (100 W)
   UP200Ht / UP200St (200 W)
   UP400St (400 W)

Ultraheli koehomogenisaatorite rakendused ja kasutamine

Ultraheli homogenisaatoreid kasutatakse tavaliselt koe peenestamiseks, rakkude lõhkumiseks (desintegreerimiseks) ja lüüsiks ning bioloogiliste proovide homogeniseerimiseks enne rakusisese aine ekstraheerimist molekulaarsel tasemel. Proovide kontrollitud ultraheli töötlusega (sonikeerimisega) saab kõik etapid lüüsist ekstraheerimise ja homogeniseerimiseni läbi viia sama ultraheli rakulõhkujaga.
Ultraheli homogenisaatorite suur eelis seisneb kergesti reguleeritavas võimsussisendis ja sonikeerimise intensiivsuses. Hielscheri ultraheli rakulõhkujad (lüüsijad) võimaldavad sonikeerimise intensiivsust juhtida amplituudi reguleerimisega vahemikus 20% kuni 100%.
Pideva töö alternatiivina saab ultraheli homogenisaatori seada tsüklirežiimile, nt kuumustundliku koe sonikeerimiseks. Sonikeerimine impulssrežiimis tähendab, et sonikaator tekitab kõrge intensiivsusega ultraheli laineid perioodiliste tsüklitena. Sonikeerimisperioodi ja puhkeaja kestust saab kasutaja individuaalselt seadistada.
Kui kasutatakse impulssrežiimis sonikeerimist, saab sonikeeritud materjal puhkeperioodi jooksul naasta rahuolekusse ja proov saab jahtuda (puhkeaega kasutatakse soojuse hajutamiseks). Seeläbi saab töötlusintensiivsuse täpselt koele vastavaks seadistada ning soovimatu proovi kuumenemine väheneb.
Ultraheli koehomogenisaatorid on töökindlad ja kasutajasõbralikud ning annavad usaldusväärseid tulemusi, tagades korratavuse tänu täielikule kontrollile kõigi oluliste protsessiparameetrite üle.
Ultraheli koe peenestamise, rakkude lõhkumise, lüüsi, ekstraheerimise ja homogeniseerimise tavalisi rakendusvaldkondi leidub bioloogia- ja farmaatsialaboratooriumides, mikrobioloogias, proteoomika- ja genoomikauuringutes (nt valkude vabastamine enne Western blot’i ja ensüümseotud immunosorbentanalüüsi ELISA), aga ka toiduaine-, farmaatsia- ja kosmeetikatööstuse jaoks mõeldud taimsete ekstraktide ja bioaktiivsete ühendite tootmises.

• Klõpsake siin, et saada konkreetseid protsessisoovitusi proovide ettevalmistamise, koehomogeniseerimise, lüüsi ja ekstraheerimise kohta (nt rakud, bakterid, eosed, aktiivsed ühendid)!
• Lugege siit, miks sonikaatorid on proteoomikauuringutes asendamatu vahend!
• Saage teada, kuidas sonikeerimine hõlbustab genoomikauuringuid!

Kirjandus / viited

• 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.