جداسازی سلول‌ها با فراصوت
جداسازی سلول‌ها با فراصوت، روشی بسیار مؤثر و قابل‌اعتماد برای آماده‌سازی نمونه است که در حوزه‌های مختلف زیست‌شناسی سلولی و زیست‌فناوری کاربرد دارد. سونیکاتور پلیت‌های چندچاهکی UIP400MTP با استفاده از امواج فراصوت، سلول‌های چسبنده را از سطوح کشت جدا می‌کند و سوسپانسیون‌های سلولی را برای کاربردهای پایین‌دستی آماده می‌سازد. فراصوت‌دهی در مقایسه با روش‌های سنتی جداسازی آنزیمی، شیمیایی و مکانیکی مزایای متعددی دارد و ازاین‌رو ابزاری ارزشمند برای پژوهشگران است.
اساس جداسازی سلول‌ها با فراصوت
جداسازی سلول‌ها با فراصوت بر استفاده از فراصوت پرتوان برای گسستن برهم‌کنش‌های میان سلول‌ها و بستری که به آن متصل هستند، استوار است. امواج فراصوت در محیط کشت ریزحباب‌ها، کاویتاسیون آکوستیکی و ارتعاش ایجاد می‌کنند و نیروهای مکانیکی حاصل، سلول‌ها را به‌آرامی اما به‌طور مؤثر از سطح جدا می‌کنند. این فرایند معمولاً با استفاده از سونیکاتور غیرتماسی UIP400MTP ویژهٔ پلیت‌های چندچاهکی انجام می‌شود.
سونیکاتور غیرتماسی UIP400MTP برای جداسازی سلول‌ها
جداسازی سلول‌ها هنگام کشت سلول‌های چسبنده ضروری است. اگرچه تریپسینه‌سازی رایج‌ترین روش است، می‌تواند با آسیب رساندن به غشای سلولی و ماتریکس خارج‌سلولی، زیست‌پذیری سلول‌ها را کاهش دهد. برای بهبود کارایی کشت سلولی، به حداقل رساندن این آسیب اهمیت دارد. جداسازی سلول‌ها با فراصوت، روشی بدون آنزیم، بسیار مؤثر و قابل‌اعتماد است. این ویژگی، سونیکاتور میکروپلیت UIP400MTP را به جایگزینی عالی برای جداسازی سلول‌ها با روش‌های آنزیمی تبدیل می‌کند. فراصوت‌دهی با ایجاد کاویتاسیون آکوستیکی و هم‌زدن در محیط فاقد سرم، سلول‌ها را به‌آرامی و بدون آسیب رساندن به آن‌ها از سطح جدا می‌کند.
مقایسهٔ جداسازی سلول‌ها با فراصوت و روش‌های سنتی
| مزایا | جداسازی با فراصوت | جداسازی آنزیمی | جداسازی شیمیایی |
|---|---|---|---|
| زیست‌پذیری سلول‌ها | بالا | متوسط | متغیر |
| سرعت | سریع (در حد چند دقیقه) | متوسط (از چند دقیقه تا چند ساعت) | متغیر (از چند دقیقه تا چند ساعت) |
| حفظ نشانگرهای سطحی | عالی | ممکن است تغییر کنند | ممکن است تغییر کنند |
| مقیاس‌پذیری | بالا | متوسط | متغیر |
| بدون باقی‌مانده | بله | خیر (باقی‌ماندهٔ آنزیم) | متغیر (باقی‌ماندهٔ مواد شیمیایی) |
| هزینهٔ تجهیزات | سرمایه‌گذاری یک‌باره، بدون اقلام یک‌بارمصرف اختصاصی، بدون هزینه‌های تکرارشونده | هزینه‌های تکرارشونده | هزینه‌های تکرارشونده |
| سهولت بهینه‌سازی | آسان | آسان | متغیر |
سونیکاتور پلیت‌های چندچاهکی UIP400MTP مزایای متعددی برای آماده‌سازی نمونه‌ها با ظرفیت پردازش بالا، از جمله جداسازی سلول‌ها، ارائه می‌دهد.
در ادامه، نمونه‌ای از دستورالعمل جداسازی سلول‌ها با استفاده از سونیکاتور پلیت‌های چندچاهکی UIP400MTP آمده است.
تجهیزات و مواد لازم برای جداسازی سلول‌ها با فراصوت
- سونیکاتور غیرتماسی پلیت‌های چندچاهکی UIP400MTP: این سونیکاتور با ظرفیت پردازش بالا، ابزار اصلی این فرایند است. سونیکاتور پلیت UIP400MTP برای تمامی پلیت‌های چندچاهکی و میکروتیتر استاندارد و همچنین پتری‌دیش‌ها مناسب است. امواج فراصوت انرژی مکانیکی لازم برای جداسازی سلول‌ها را فراهم می‌کنند.
- پلیت‌های کشت سلولی یا پتری‌دیش: ظروف استاندارد مورد استفاده برای رشد کشت‌های سلولی چسبنده.
- محیط کشت: محیط مایعی که سلول‌ها در آن رشد می‌کنند و نگهداری می‌شوند.
- PBS استریل (محلول نمکی با بافر فسفات): برای شست‌وشوی سلول‌ها پیش از جداسازی استفاده می‌شود.
- لوله‌های جمع‌آوری: برای جمع‌آوری سوسپانسیون سلول‌های جداشده.
پروتکل جداسازی با فراصوت با استفاده از سونیکاتور پلیت UIP400MTP
- آماده‌سازی
– برای جلوگیری از آلودگی، از تمیز و استریل بودن تمامی تجهیزات اطمینان حاصل کنید.
– محیط کشت و PBS را از پیش به دمای مناسب (معمولاً 37°C) برسانید. - شست‌وشوی سلول‌ها
– محیط کشت را با مکش از فلاسک یا پلیت کشت سلولی خارج کنید.
– سلول‌ها را به‌آرامی با PBS استریل بشویید تا هرگونه باقی‌ماندهٔ محیط کشت و سلول‌های جداشده حذف شوند. - فراصوت‌دهی
– حجم کمی از PBS یا محیط کشت تازه به فلاسک یا پلیت اضافه کنید تا تک‌لایهٔ سلولی را بپوشاند.
– پتری‌دیش یا پلیت را در سونیکاتور UIP400MTP قرار دهید.
– فراصوت‌دهی را برای مدت مشخصی انجام دهید که بسته به نوع سلول و استحکام اتصال آن، معمولاً از چند ثانیه تا چند دقیقه متغیر است. - جمع‌آوری سوسپانسیون سلولی
– پس از فراصوت‌دهی، سلول‌ها را زیر میکروسکوپ مشاهده کنید تا از جدا شدن آن‌ها مطمئن شوید.
– سوسپانسیون سلولی را به‌آرامی پیپتاژ کنید تا سلول‌های جداشده جمع‌آوری شوند.
– سوسپانسیون را به یک لولهٔ جمع‌آوری منتقل کنید. - پردازش پس از جداسازی
– در صورت لزوم، سوسپانسیون سلولی را سانتریفیوژ کنید تا سلول‌ها تغلیظ شوند.
– سلول‌ها را برای کاربردهای پایین‌دستی، دوباره در محیط کشت تازه یا بافر معلق کنید.
نکات: پارامترها (مانند زمان و شدت فراصوت‌دهی) باید برای انواع مختلف سلول بهینه‌سازی شوند تا از آسیب سلولی جلوگیری شود. برخی انواع سلولی ظریف ممکن است به تیمار فراصوتی حساس‌تر باشند و به بهینه‌سازی دقیق نیاز داشته باشند.
کاربردهای عملی جداسازی سلول‌ها با فراصوت
جداسازی سلول‌ها با فراصوت در محیط‌های مختلف پژوهشی و بالینی کاربرد دارد:
- فلوسایتومتری: آماده‌سازی سوسپانسیون‌های تک‌سلولی برای آنالیز.
- شمارش سلول‌ها و آزمون‌های زیست‌پذیری: جداسازی سلول‌ها برای شمارش دقیق و ارزیابی زیست‌پذیری.
- کشت مجدد: انتقال سلول‌ها از یک ظرف کشت به ظرف دیگر.
- آزمایش‌های زیست‌شناسی مولکولی: جداسازی سلول‌ها برای استخراج DNA، RNA و پروتئین.
چرا باید تراشیدن سلول‌ها را با جداسازی سلول‌ها به‌وسیلهٔ سونیکاتور میکروپلیت UIP400MTP جایگزین کنم؟
جایگزین کردن تراشیدن سلول‌ها با جداسازی آن‌ها به‌وسیلهٔ سونیکاتور میکروپلیت UIP400MTP، مزایای متعددی برای پژوهشگران دارد. برخلاف تراشیدن دستی، فراصوت‌دهی با UIP400MTP که به‌دقت قابل‌کنترل است، جداسازی یکنواخت و ملایم سلول‌ها را تضمین می‌کند، آسیب مکانیکی را به حداقل می‌رساند و زیست‌پذیری سلول‌ها را حفظ می‌کند. UIP400MTP امکان کنترل دقیق پارامترهای فراصوت‌دهی را فراهم می‌سازد و بدین‌ترتیب تیمار یکنواخت در تمام چاهک‌ها را ممکن می‌کند و تغییرپذیری بین نمونه‌ها را از بین می‌برد. این روش سریع‌تر، کارآمدتر و مقیاس‌پذیر است و ضمن حفظ تکرارپذیری و یکپارچگی کشت‌های سلولی حساس، برای کاربردهای با ظرفیت پردازش بالا ایدئال است. مطالعهٔ مقایسه‌ای را اینجا ببینید!
سونیکاتور پلیت 96 چاهکی UIP400MTP برای فراصوت‌دهی پلیت‌های میکروتیتر و چندچاهکی
سونیکاتور پلیت 96 چاهکی UIP400MTP: مایع انتقال‌دهندهٔ فراصوت، تمام چاهک‌ها را احاطه می‌کند و فراصوت‌دهی یکنواخت هر نمونه را فراهم می‌سازد
انواع رایج سلول برای جداسازی با فراصوت
- فیبروبلاست‌ها:
به‌طور گسترده در مهندسی بافت و پژوهش‌های ترمیم زخم استفاده می‌شوند.
سلول‌های چسبنده‌ای هستند که برای پاساژ و انجام آزمایش‌ها به جداسازی نیاز دارند. - سلول‌های اپی‌تلیال:
در مطالعات سدهای بافتی، پژوهش‌های سرطان و آزمون‌های دارویی استفاده می‌شوند.
برای آنالیز و کشت مجدد به جداسازی نیاز دارند. - سلول‌های اندوتلیال:
برای پژوهش‌های عروقی و مطالعات رگ‌زایی اهمیت دارند.
سلول‌های چسبنده‌ای هستند که برای آزمون‌های برون‌تنی به جداسازی نیاز دارند. - سلول‌های بنیادی:
شامل سلول‌های بنیادی مزانشیمی و سلول‌های بنیادی پرتوان القایی هستند.
برای حفظ زیست‌پذیری و پرتوانی، به روش‌های جداسازی ملایم نیاز دارند. - رده‌های سلولی سرطانی:
به‌طور گسترده در پژوهش‌های سرطان و توسعهٔ دارو استفاده می‌شوند.
سلول‌های چسبنده‌ای هستند که برای دست‌کاری‌های آزمایشی به جداسازی منظم نیاز دارند. - هپاتوسیت‌ها:
در مطالعات عملکرد کبد و پژوهش‌های متابولیسم دارو استفاده می‌شوند.
برای مدل‌ها و آزمون‌های برون‌تنی به جداسازی نیاز دارند. - کراتینوسیت‌ها:
نوع سلولی غالب در اپیدرم هستند و به‌طور گسترده در پژوهش‌های پوست، مطالعات ترمیم زخم و آزمون محصولات آرایشی استفاده می‌شوند.
کراتینوسیت‌ها، مانند دیگر سلول‌های چسبنده، در حالت اتصال به سطح فلاسک‌ها یا پلیت‌های کشت رشد می‌کنند و باید برای فرایندهای آزمایشی مختلف، از جمله پاساژ، آنالیز و کشت مجدد، جدا شوند. - ماکروفاژها:
هنگام کشت برون‌تنی اغلب به جداسازی نیاز دارند.
ماکروفاژها سلول‌های چسبنده‌ای هستند که معمولاً به سطح فلاسک‌ها یا پلیت‌های کشت متصل می‌شوند. برای جمع‌آوری آن‌ها جهت کاربردهای پایین‌دستی، مانند آنالیز، کشت مجدد یا انجام آزمایش‌ها، باید از سطح کشت جدا شوند.
منابع علمی / مراجع
- 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.
- UIP400MTP-Multi-well-Plate-Sonicator-Infographic
- 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.
دانستنی‌های مفید
جداسازی سلول‌ها چیست؟
جداسازی سلول‌ها فرایند جدا کردن سلول‌های چسبنده از سطح ظرف کشت آن‌هاست که جمع‌آوری و آماده‌سازی آن‌ها را برای مراحل آزمایشی یا آنالیزهای بعدی امکان‌پذیر می‌کند. این کار را می‌توان با روش‌های آنزیمی، شیمیایی، مکانیکی یا فراصوتی انجام داد.
تفکیک سلولی چیست؟
تفکیک سلولی فرایند تبدیل تجمعات سلولی یا بافت‌ها به سلول‌های منفرد و زیست‌پذیر است. این کار با تخریب ماتریکس خارج‌سلولی و گسستن اتصالات سلول به سلول، به کمک روش‌های آنزیمی، مکانیکی (مانند فراصوت‌دهی) یا شیمیایی انجام می‌شود. تفکیک سلولی برای کاربردهای مختلف، از جمله کشت اولیهٔ سلولی، آنالیز تک‌سلولی و آماده‌سازی سوسپانسیون‌های سلولی برای آزمایش‌ها و مصارف درمانی ضروری است.
تفاوت کشت سلولی چسبنده و بیوفیلم چیست؟
کشت سلولی چسبنده به رشد سلول‌هایی، معمولاً یوکاریوتی، اشاره دارد که در محیط آزمایشگاهی کنترل‌شده به یک بستر متصل می‌شوند و به مواد مغذی تأمین‌شده از طریق محیط کشت وابسته‌اند. در مقابل، بیوفیلم یک اجتماع میکروبی پیچیده و طبیعی است که به سطح می‌چسبد و در ماتریکس خارج‌سلولی محصور می‌شود؛ سلول‌ها در آن رفتار جمعی، گرادیان‌های شیمیایی و مقاومت بیشتر در برابر تنش‌های خارجی را نشان می‌دهند. درحالی‌که کشت‌های سلولی چسبنده مصنوعی‌اند و برای اهداف پژوهشی استفاده می‌شوند، بیوفیلم‌ها زیست‌بوم‌های پویایی هستند که در محیط‌های طبیعی یا مهندسی‌شده یافت می‌شوند.
فراصوت‌دهی با UIP400MTP روشی بسیار کارآمد و بدون آنزیم برای جداسازی سلول‌های چسبنده و جدا کردن بیوفیلم‌هاست. دربارهٔ مزایای جدا کردن بیوفیلم از میکروپلیت‌ها و پتری‌دیش‌ها با استفاده از سونیکاتور پلیت‌های چندچاهکی UIP400MTP بیشتر بخوانید!
مزایای جداسازی سلول‌ها با فراصوت چیست؟
- ملایم برای سلول‌ها: جداسازی با فراصوت در مقایسه با روش‌های آنزیمی (مانند تریپسینه‌سازی) و تراشیدن مکانیکی، ملایم‌تر است و زیست‌پذیری سلول‌ها و نشانگرهای سطحی را حفظ می‌کند.
- سریع و کارآمد: این فرایند سریع است، اغلب تنها چند دقیقه طول می‌کشد و می‌تواند سلول‌ها را حتی از سطوح کشت بزرگ به‌طور مؤثر جدا کند.
- مقیاس‌پذیری: هم برای کاربردهای آزمایشگاهی در مقیاس کوچک و هم برای فرایندهای زیست‌فناوری بزرگ‌تر مناسب است.
- بدون باقی‌ماندهٔ آنزیم: نیاز به آنزیم‌ها را از بین می‌برد و خطر تغییر پروتئین‌های سطح سلول یا ورود آلاینده‌ها را کاهش می‌دهد.