تجزیه سلولی با فراصوت نمونه‌های باکتریایی

نمونه های باکتریایی به ندرت به عنوان سوسپانسیون های تک سلولی واقعی به دست می آیند. کشت ها به صورت زنجیره ای و لخته رشد می کنند، ایزوله های محیطی توده های متصل به مواد پلیمری خارج سلولی را تشکیل می دهند، و گلوله های سانتریفیوژ شده اغلب با وجود گردابی کامل در مقابل تعلیق مجدد مقاومت می کنند. شمارش زنده، چگالی نوری، فلوسیتومتری و پروفایل میکروبیوم، همه فرض می کنند که یک ذره برابر با یک سلول است. جداسازی سلول های اولتراسونیک این تعارض را حل می کند: سونیکاسیون کوتاه و کنترل شده، توده ها را بدون لیز کردن آنها به سلول های منفرد جدا می کند.

چرا تجمع سلولی نتایج شما را به خطر می اندازد؟

تجمع یک ویژگی بیولوژیکی است، نه یک خطای آماده سازی. استافیلوکوک، استرپتوکوک، لاکتوباسیلوس، اکتینومایسس و بسیاری از گونه‌های محیطی در زنجیره‌ها، خوشه‌ها یا قطعات بیوفیلم رشد می‌کنند و DNA خارج سلولی و پلی‌ساکاریدها سلول‌ها را در گلوله‌ها و سواب‌ها به هم می‌چسبانند. پیامدهای تحلیلی سیستماتیک هستند:

• تعداد کلنی ها دست کم گرفته می شود، زیرا یک توده بدون توجه به تعداد سلول های آن، یک کلنی تولید می کند.
• چگالی نوری و شمارشگر ذرات، دانه ها را به جای سلول ها گزارش می دهند که منحنی های رشد را بایاس می کنند.
• فلوسیتومتری و مرتب‌سازی سلولی رویدادها را اشتباه حساب می‌کنند و آنها را از تجزیه و تحلیل حذف می‌کنند.
• استخراج DNA و پروتئین تنها سلول‌های روی سطح کل را نشان می‌دهد، میکروبیوم و داده‌های اومیکس را منحرف می‌کند.

درمان‌های معمولی کند، ناقص یا تغییر دهنده شیمیایی هستند. پیپت‌گذاری و ورتکس شدید میکرو‌توده‌ها را به جا می‌گذارند. پراکندگی با آنزیم یا مبتنی بر کلِیتور سطح سلول را که ممکن است بخواهید تحلیل کنید، تغییر می‌دهد. تجزیه مکانیکی توسط کاویتاسیون کنترل‌شده در عرض چند ثانیه عمل می‌کند و به هیچ افزودنی نیاز ندارد.

چگونه سونیکیشن سلول‌ها را بدون لیز شدن از هم جدا می‌کند

تجزیه سلولی با استفاده از اولتراسوند از تفاوت در مقاومت مکانیکی بهره می‌برد. تجمع‌های باکتریایی توسط پیوندهای بین‌سلولی نسبتاً ضعیف و ماتریس خارج سلولی نگه داشته می‌شوند، در حالی که یک غشای سلولی سالم تحمل برش بسیار بیشتری دارد. هنگامی که اولتراسوند کالیبره شده وارد محلول می‌شود، کاویتاسیون صوتی جریان‌های ریز، پالس‌های فشار و نیروهای برشی ایجاد می‌کند که ابتدا روی رابط‌های تجمع‌ها اثر می‌گذارند. توده‌ها، زنجیره‌ها و قطعات بیوفیلم قبل از رسیدن به سطح انرژی که غشاها پاره می‌شوند (لیز) از هم جدا می‌شوند (دئاگرگولاسیون).

تجزیه اولتراسونیک توده‌های سلولی باکتریایی

دئاگرگولاسیون یا لیز – چگونه پارامترهای سونیکیشن اهمیت دارند

پیامد عملی این است که جداسازی و لیز یک ابزار مشابه هستند که با پارامترهای متفاوت کار می‌کنند. با دامنه متوسط، چرخه‌های کوتاه پالس و دمای کنترل‌شده، می‌توان یک سوسپانسیون تک‌سلولی زنده به دست آورد. افزایش دامنه، زمان تابش یا دمای نمونه، فرآیند را به سمت تخریب کامل سلول‌ها برای اهداف داخل‌سلولی می‌برد. ژنراتورهای هایلشر به شما امکان می‌دهند دامنه، توان، پالس و ورودی انرژی را به دقت تنظیم کرده و روش را ذخیره کنید، بنابراین مرحله جداسازی در نمونه‌ها، اپراتورها و اجرای مختلف قابل تکرار است.

سونیک‌کاری کارآمد بدون تماس

سونیکاسیون حمام نمی تواند با این کنترل مطابقت داشته باشد. حمام ها و مخازن تمیز کننده اولتراسونیک فقط انرژی اولتراسونیک کم را ارائه می دهند که منجر به آماده سازی ناقص می شود و کاویتاسیون به طور ناهموار اتفاق می افتد، بنابراین هر لوله با توجه به موقعیت خود در حمام درمان می شود. VialTweeter نیروهای اولتراسونیک متمرکز و شدید را مستقیماً از طریق دیواره رگ به حداکثر 10 نمونه مهر و موم شده به طور همزمان منتقل می کند. درمان هایی که نیاز به قرار گرفتن در معرض طولانی مدت و متغیر در حمام دارند، در یک الگوی پالس استاندارد تکمیل می شوند.
دستگاه های سونیکاتور غیر تماسی Hielscher سونوگرافی متمرکز و شدید را از طریق دیواره ویال های بسته اعمال می کنند. VialTweeter حداکثر 10 ویال را به طور همزمان با شدت یکسان پردازش می کند، بدون پروب در نمونه، بدون آلودگی متقاطع و بدون انتشار آئروسل. در جایی که توان عملیاتی نیاز دارد، سونیکاتورهای میکروپلیتی UIP400MTP و UIP550MTP همان انتقال انرژی کنترل شده را به صفحات چند چاهی گسترش می دهند.

مزایای جداسازی اولتراسونیک بدون تماس

• آلودگی متقابل صفر: از آنجایی که ویال ها به طور دائم بسته می مانند و هیچ پروبی در نمونه غوطه ور نمی شود، از آلودگی متقاطع و از دست دادن نمونه کاملاً جلوگیری می شود. بین نمونه ها چیزی برای استریل کردن وجود ندارد و یک اجرا نمی تواند روی بعدی تأثیر بگذارد.
• حفاظت از آئروسل: سونیک پروب باز آئروسل های عفونی تولید می کند و سطح ابزارها را آلوده می کند. سونیک با ویال مهر و موم شده نمونه را درون لوله اختصاصی خود قرار می دهد که هنگام کار با باکتری های بیماری زا مانند مایکوباکتریوم توبرکلوزیس و سایر عوامل BSL-2 یا BSL-3 اهمیت دارد.
• بدون فرسایش نوک: پروب های تیتانیوم می توانند مقدار کمی ذرات ریز را در حین کار به نمونه منتقل کنند. این ذرات چگالی نوری و تعداد ذرات را به سمت پایین دست منتقل می کنند. سونیک غیرمستقیم از طریق دیواره رگ این منبع جامدات را به طور کامل حذف می کند.
• توان عملیاتی یکنواخت: VialTweeter شدت اولتراسوند یکسان را به هر یک از حداکثر 10 ویال ارائه می دهد، بنابراین نتایج سونیکاسیون یکنواخت و قابل تکرار هستند. اثراتی که حمام ها و کاوش تک نمونه را آزار می دهند ناپدید می شوند و خطوط پایه شما در بین تکرارها قابل مقایسه می مانند.
• یکپارچگی نمونه: لوله ها در طول پردازش بسته می مانند، بنابراین نمونه نمی تواند آلوده، فاسد یا تبخیر شود. حجم های کوچک بدون رقیق شدن کار می کنند، از جمله گلوله های بالینی گرانبها که نمی توانند یک مرحله انتقال اضافی را تحمل کنند.
• کنترل فرآیند: دامنه از 20 تا 100 درصد، حالت پالس از 0 تا 100 درصد قابل تنظیم است و سیستم‌ها از نظارت دما پشتیبانی می‌کنند تا سویه‌ها و پروتئین‌های حساس به حرارت زیر آستانه آسیب‌رسان باقی بمانند.

کاربردهای معمول

• تجزیه و تحلیل میکروبیوم و محتوای روده: پراکنده کردن لاکتوباسیلوس، بیفیدوباکتریوم و نمونه‌های مدفوع قبل از کاشت یا توالی‌یابی، تا شمارش‌ها تحت تأثیر توده‌ها قرار نگیرند.
• میکروبیولوژی غذا و آب: جدا کردن توده‌ها در سواب‌ها، شستشوها و محیط‌های غنی‌سازی برای تعیین دقیق کلنی‌ها و زنده‌مانی.
• تحقیقات بیوفیلم: بازیابی سلول‌ها از حامل‌ها و سطوح به صورت تعلیق تک‌سلولی، بدون استفاده از درمان آنزیمی که پروتئین‌های سطحی را جدا کند.
• تشخیص‌های بالینی: بازتعلیق خلط، چرک و عصاره‌های سواب در شرایط مهارکننده.
• کشت سلولی: جدا کردن تجمع‌های سلول‌های پستانداران، حشرات و CHO قبل از شمارش و انتقال.
• آماده‌سازی کل جریان کار: همان ابزاری که در دامنه کم تجزیه می‌شود، در تنظیمات بالاتر، اختلال کامل سلولی را انجام می‌دهد، بنابراین لیز، استخراج پروتئین و تکه تکه شدن DNA بدون انتقال لوله دنبال می‌شود.

ادبیات / منابع