آمادهسازی نمونه با سونیکاتور VialTweeter
آمادهسازی نمونه پیش از آنالیز ممکن است به فرایندهای مختلف پیشتحلیلی مانند همگنسازی بافت، لیز، استخراج پروتئینها، DNA، RNA، اندامکها و سایر مواد درونسلولی، حلسازی و گاززدایی نیاز داشته باشد. VialTweeter سونیکاتوری منحصربهفرد است که چندین لولهٔ نمونه را بهطور همزمان و در شرایط کاملاً یکسان آماده میکند. فراصوتدهی غیرمستقیم لولههای آزمایش دربسته از آلودگی متقاطع و اتلاف نمونه جلوگیری میکند.
آمادهسازی فراصوتی نمونه
فراصوتدهی روشی رایج برای پردازش نمونه بهمنظور آمادهسازی آن برای آنالیزهایی مانند واکنش زنجیرهای پلیمراز (PCR)، وسترن بلات، سنجشها، توالییابی مولکولی، کروماتوگرافی و غیره است. این روش بهطور گسترده در آزمایشگاهها برای پردازش پیشتحلیلی نمونهها به کار میرود. یکی از مزایای اصلی فراصوتدهی این است که سازوکار عملکرد فراصوت صرفاً بر نیروهای مکانیکی استوار است. لیز فراصوتی و تخریب سلولی بهوسیلهٔ نیروهای برشی صوتمکانیکی انجام میشود؛ در نتیجه، حلالهای مورد استفاده برای استخراج پروتئین را میتوان در مرحلهٔ لیز نیز به کار برد. دستگاههای تخریب سلولی فراصوتی مانند VialTweeter دیوارهها / غشاهای سلولی را میشکنند و انتقال جرم بین فضای درون سلول و حلال را افزایش میدهند. به این ترتیب، آنالیتها، مانند DNA، RNA، پروتئینها، اندامکها و غیره، بهطور مؤثر از ماتریس سلولی به حلال منتقل میشوند. این بدان معناست که مراحل توقف سریع واکنشها و استخراج با فرایند تخریب سلولی فراصوتی همپوشانی دارند و لیز فراصوتی را بسیار مؤثر میسازند. افزون بر این، آمادهسازی فراصوتی نمونه به شویندهها و سایر معرفهای لیز نیاز ندارد؛ موادی که ممکن است ساختار لیزات را تغییر دهند و تخریب کنند و به ایجاد مشکلات بعدی در خالصسازی شناخته میشوند. روش دیگر لیز، یعنی تخریب آنزیمی، به زمانهای طولانی انکوباسیون نیاز دارد و اغلب نتایجی غیرقابلبازتولید به دست میدهد. آمادهسازی فراصوتی نمونه بر مشکلات رایج آمادهسازی، مانند همگنسازی بافت، تخریب سلولی، لیز، استخراج پروتئین و محلولسازی لیزات، غلبه میکند. از آنجا که شدت پردازش فراصوتی را میتوان دقیقاً کنترل و متناسب با نمونهٔ زیستی تنظیم کرد، از تخریب و اتلاف نمونه جلوگیری میشود. پایش و کنترل خودکار دمای نمونه، حالت پالسی و مدت فراصوتدهی، دستیابی به نتایج بهینه را تضمین میکنند.
VialTweeter بهویژه برای کارهای آزمایشگاهی که به آمادهسازی همزمان چندین نمونه در شرایط یکسان نیاز دارند، مناسب است. VialTweeter یک سونوتْرود بلوکی فراصوتی است که میتواند تا 10 ویال، مانند لولههای Eppendorf، سانتریفیوژ، NUNC و کرایوویالها، را در خود جای دهد و در شرایطی با کنترل دقیق، آنها را با شدت بالا فراصوتدهی کند. از آنجا که انرژی فراصوت از طریق دیوارهٔ ویالها به محیط نمونه کوپل میشود، ویالها در طول پردازش بسته میمانند. به این ترتیب، از اتلاف نمونه و آلودگی متقاطع بهطور کامل جلوگیری میشود.
واحد آمادهسازی فراصوتی نمونه VialTweeter: VialTweeter ، سونوتْرودی متصل به پردازشگر فراصوتی UP200St
ویالها و لولههای سازگار با VialTweeter
VialTweeter برای نگهداری 10 لولهٔ متداول با کف مخروطی یا گرد، مانند لولههای Eppendorf، سانتریفیوژ، کرایوویالها و انواع مختلف ویال NUNC مناسب است؛ با این حال، در صورت درخواست میتوان حفرهها را برای سایر اندازههای ویال و لوله سفارشیسازی کرد. لطفاً نوع لولههای آزمایشی را که میخواهید استفاده کنید به ما اطلاع دهید تا VialTweeter شما را متناسب با آن تغییر دهیم. برای لولههای آزمایش بزرگتر، مانند لولههای Falcon، و سایر ظروف آزمایش، بشرها و محفظهها، VialPress راهکاری مناسب است.
دربارهٔ VialTweeter مدل VT26dxx که برای اندازهٔ خاص لولهٔ آزمایش شما، مانند لولههای Falcon، سفارشیسازی میشود، بیشتر بخوانید!
VialTweeter همراه با VialPress
VialTweeter با 10 حفرهٔ مخصوص لوله، بهخودیخود دستگاه فراصوتی منحصربهفرد و بسیار کارآمدی است؛ افزونهٔ VialPress نیز کاربردهای VialTweeter را متنوعتر و کار با آن را انعطافپذیرتر میکند. VialPress یکی از لوازم جانبی VialTweeter است و از یک میلهٔ گیرهای (clamp-on bar) تشکیل شده است که امکان ثابت کردن لولههای نمونهٔ بزرگتر، مانند لولههای Falcon، یا سایر بشرهای آزمایشگاهی کوچک تا متوسط را در قسمت جلویی VialTweeter فراهم میکند. تصویر سمت چپ VialTweeter را نشان میدهد که 10 ویال Eppendorf را در بلوک خود نگه داشته است، در حالی که VialPress یک لولهٔ آزمایش بزرگتر را برای فراصوتدهی در قسمت جلویی ثابت نگه میدارد. VialPress میتواند تا 5 لولهٔ آزمایش بزرگتر را برای فراصوتدهی با شدت بالا نگه دارد.
پروتکلهای آمادهسازی نمونه با VialTweeter
VialTweeter بهطور گسترده برای فراصوتدهی نمونههای زیستی استفاده میشود. پیش از آنالیز، نمونهها باید برای آنالیزها و سنجشهای بیوشیمیایی یا بیوفیزیکی آماده شوند؛ برای مثال از طریق لیز، همگنسازی بافت، استخراج پروتئین، برش DNA / RNA، گاززدایی و غیره. VialTweeter این فرایندهای فراصوتی را بهطور قابلاعتماد انجام میدهد و نتایج قابلبازتولید ارائه میکند. یکی از کاربردهای رایج VialTweeter لیز/تخریب سلولی بافتهای پستانداران (انسان و حیوانات)، و نیز سلولهای باکتریایی و ذرات ویروسی است. نمونههای زیستی که با موفقیت با VialTweeter پردازش شدهاند شامل سلولهای اپیتلیال ریهٔ انسان، سلولهای بنیادی خونساز، سلولهای لوسمی میلوئیدی، Escherichia coli, Bacillus subtilis, Bacillus anthracis, Francisella tularensis, Yersinia pestis, Streptococcus pyogenes, Caulobacter crescentus, Mycoplasma pneumoniae، مایکوباکتریها، مجموعهٔ Mycobacterium tuberculosis (MTBC) و بسیاری دیگر از سلولهای باکتریایی، گیاهی و میکروبی هستند.
در ادامه، چند پروتکل منتخب با استفاده از VialTweeter ارائه شده است.
VialTweeter لولههای Eppendorf با حجمهای 1٫0، 1٫5 و 2٫0mL را با شدت بالا و بدون آلودگی متقاطع یا اتلاف نمونه فراصوتدهی میکند.
- همگنسازی بافت
- تخریب سلولی و لیز
- استخراج پروتئین
- برش DNA/RNA
- محلولسازی رسوب سلولی
- شناسایی عوامل بیماریزا
- گاززدایی
- تشخیص آزمایشگاهی برونتنی
- پردازش پیشتحلیلی (برای مثال استخراج مواد معدنی کممقدار, آمادهسازی نمونهٔ خاک)
- پروتئومیکس
لیز E.Coli با VialTweeter برای تعیین گلوتاتیون درونتنی
باکتریهای Escherichia coli از سویهٔ MG1655 در محیط کشت حداقل MOPS با حجم کل 200ml رشد داده شدند تا A600 به 0٫5 رسید. کشت برای اعمال تنش به کشتهای 50-ml تقسیم شد. پس از 15 min انکوباسیون با 0٫79 mM آلیسین، 1 mM دیآمید یا دیمتیل سولفوکسید (شاهد)، سلولها با 4٬000g در دمای 4°C بهمدت 10 min جمعآوری شدند. پیش از معلقسازی مجدد رسوبها در 700µl بافر KPE، سلولها دو بار با بافر KPE شسته شدند. برای پروتئینزدایی، پیش از تخریب سلولها با فراصوتدهی (3 x 1 min؛ سونیکاتور VialTweeter)، مقدار 300µl اسید سولفوسالیسیلیک 10% (w/v) اضافه شد. مایعهای رویی پس از سانتریفیوژ (30 min، 13٬000g، 4°C) جمعآوری شدند. غلظت اسید سولفوسالیسیلیک با افزودن 3 حجم بافر KPE به 1% کاهش یافت. اندازهگیری گلوتاتیون کل و GSSG مطابق شرح بالا انجام شد. غلظتهای گلوتاتیون سلولی بر اساس حجم سلولهای E. coli برابر با 6٫7×10-15 لیتر و تراکم سلولی A600 برابر با 0٫5 (معادل 1×108 سلول در ml-1 کشت) محاسبه شدند. غلظتهای GSH با کم کردن 2[GSSG] از گلوتاتیون کل محاسبه شدند. (Müller et al. 2016)
قطعهقطعهسازی فیبریلهای آلفاسینوکلئین با VialTweeter
سونیکاتور VialTweeter بهطور گسترده برای قطعهقطعهسازی قابلاعتماد و کارآمد فیبریلها و نوارهای آلفاسینوکلئین استفاده میشود. برای مشاهدهٔ توضیحات تفصیلی، پروتکلها و منابع مربوط به قطعهقطعهسازی آلفاسینوکلئین با VialTweeter، اینجا کلیک کنید!
لیز سلولی با VialTweeter پیش از طیفسنجی جذب اتمی با کورهٔ گرافیتی
Bacillus subtilis 168 (trpC2) بهمدت 15 min در معرض تنش آنتیبیوتیکی قرار گرفت؛ سپس سلولها با 3٬320 x g جمعآوری شدند، پنج بار با 100 mM Tris/1 mM EDTA با pH 7٫5 شسته شدند، در 10 mM Tris با pH 7٫5 مجدداً معلق شدند و با فراصوتدهی در دستگاه Hielscher VialTweeter تخریب شدند. (Wenzel et al. 2014)
آمادهسازی نمونه با VialTweeter پیش از طیفسنجی جرمی
رسوبهای سلولی خشکشده به روش انجمادی از سلولهای بنیادی/پیشساز خونساز انسانی CD34 در 10µl (برای آمادهسازی تودهای HEK293 جهت سری رقت پپتیدی، 200µl) از محلول اورهٔ 8 M در هیدروژنکربنات آمونیوم 100 mM مجدداً معلق شدند و با کمک فراصوتدهی با Hielscher VialTweeter، با دامنهٔ 60%، چرخهٔ 60% و مدت 20s، سه بار و با خنکسازی روی یخ بین نوبتها لیز شدند. (Amon et al. 2019)
پروتکلهای آمادهسازی نمونه با استفاده از VialPress
کاهوی تازه (Lactuca sativa) در بافر 0٫5 M HEPES (با pH 8، تنظیمشده با KOH) با نسبت 1 g گیاه (وزن تازه) به 200، 100، 50 یا 20 mL محلول بافر همگن شد. نسبت جرم گیاه به حجم محلول بافر تغییر داده شد تا حجم کل هموژنات بین 3٫5 و 12 mL باقی بماند. نسبت جرم گیاه به حجم محلول بافر تغییر داده شد تا حجم کل هموژنات بین 3٫5 و 12 mL باقی بماند و همگنسازی با پروب امکانپذیر شود. سپس هموژناتها با استفاده از UP200St همراه با VialTweeter مجهز به 200xt VialPress (Hielscher Ultrasonics GmbH، آلمان)، بهمدت 3 min تحت فراصوتدهی غیرمستقیم قرار گرفتند (پالس 80% و توان 100%). استفاده از این دستگاه از آلودگی جلوگیری کرد. (Laughton et al. 2019)
VialTweeter همراه با 10 ویال Eppendorf متصل به پردازشگر فراصوتی UP200St
کنترل قابلاعتماد دما در طول فراصوتدهی با VialTweeter
دما عاملی کلیدی و مؤثر بر فرایند است که بهویژه در پردازش نمونههای زیستی اهمیت دارد. فراصوتدهی، مانند تمام روشهای مکانیکی آمادهسازی نمونه، گرما تولید میکند. با این حال، هنگام استفاده از VialTweeter میتوان دمای نمونهها را بهخوبی کنترل کرد. در ادامه گزینههای مختلفی برای پایش و کنترل دمای نمونههای شما هنگام آمادهسازی آنها با VialTweeter و VialPress برای آنالیز ارائه میکنیم.
- پایش دمای نمونه: پردازشگر فراصوتی UP200St که VialTweeter را به کار میاندازد، به نرمافزار هوشمند و حسگر دمای قابلاتصال مجهز است. حسگر دما را به UP200St متصل کنید و نوک آن را داخل یکی از لولههای نمونه قرار دهید. از طریق نمایشگر لمسی رنگی دیجیتال، میتوانید در منوی UP200St بازهٔ دمایی مشخصی را برای فراصوتدهی نمونه تعیین کنید. سونیکاتور با رسیدن به حداکثر دما بهطور خودکار متوقف میشود و تا زمانی که دمای نمونه به حد پایین بازهٔ دمایی تنظیمشدهٔ ∆ برسد، در حالت توقف میماند. سپس فراصوتدهی بهطور خودکار از سر گرفته میشود. این قابلیت هوشمند از تخریب ناشی از گرما جلوگیری میکند.
- بلوک VialTweeter را میتوان از پیش خنک کرد. بلوک VialTweeter را (فقط سونوتْرود، بدون مبدل!) در یخچال یا فریزر قرار دهید تا بلوک تیتانیومی از پیش خنک شود؛ این کار به تأخیر انداختن افزایش دمای نمونه کمک میکند. در صورت امکان، خود نمونه را نیز میتوان از پیش خنک کرد.
- برای خنکسازی در طول فراصوتدهی از یخ خشک استفاده کنید. یک سینی کمعمق را با یخ خشک پر کنید و VialTweeter را روی یخ خشک قرار دهید تا گرما بهسرعت دفع شود.
مشتریان در سراسر جهان از VialTweeter و VialPress برای آمادهسازی روزانهٔ نمونهها در آزمایشگاههای زیستی، بیوشیمیایی، پزشکی و بالینی استفاده میکنند. نرمافزار هوشمند و سامانهٔ کنترل دمای پردازشگر UP200St، دما را بهطور قابلاعتماد کنترل میکنند و از تخریب نمونه بر اثر گرما جلوگیری میشود. آمادهسازی فراصوتی نمونه با VialTweeter و VialPress نتایجی بسیار قابلاعتماد و قابلبازتولید ارائه میدهد!
جزئیات فنی VialTweeter
VialTweeter یک سونوتْرود بلوکی از جنس تیتانیوم است که میتواند تا 10 ویال را در حفرههای داخل بلوک جای دهد. افزون بر این، با استفاده از VialPress میتوان تا 5 لولهٔ آزمایش بزرگتر را با گیره به جلوی VialTweeter متصل کرد. VialTweeter بهگونهای طراحی شده است که انرژی فراصوتدهی بهطور یکنواخت در هر ویال قرارگرفته در آن توزیع شود تا نتایج فراصوتدهی قابلاعتماد و یکنواخت تضمین شوند. یک تکیهگاه محوری کوچک، سونوتْرود VialTweeter را با سطح ناهموار تطبیق میدهد و لولههای آزمایش را در راستای عمودی قرار میدهد.
مزایای VialTweeter در یک نگاه
- فراصوتدهی شدید تا 10 ویال بهطور همزمان
- فراصوتدهی غیرمستقیم با شدت فراصوتی بالا از طریق دیوارهٔ ظرف به درون نمونه
- فراصوتدهی غیرمستقیم از آلودگی متقاطع و اتلاف نمونه جلوگیری میکند
- نتایج قابلبازتولید بهواسطهٔ دامنهٔ قابلتنظیم و قابلکنترل فراصوتدهی
- VialPress امکان فراصوتدهی لولههای بزرگتر را فراهم میکند
- دامنهٔ قابلتنظیم از 20 تا 100%
- حالت پالسی قابلتنظیم از 0 تا 100%
- قابلاتوکلاو
توان مورد نیاز VialTweeter را دستگاه UP200St، یک پردازشگر فراصوتی قدرتمند با توان 200 وات، تأمین میکند. UP200St به نرمافزار هوشمندی مجهز است که کنترل دقیق تمام پارامترهای مهم فرایند فراصوتی، مانند دامنه، زمان فراصوتدهی، پالسدهی و دما را امکانپذیر میکند. این ویژگی VialTweeter را به ابزاری قابلاعتماد برای دستیابی موفق به نتایج قابلبازتولید فرایند در آزمایشگاههای زیستی و بیوشیمیایی تبدیل میکند.
دامنه را میتوان بین 20 و 100% تنظیم کرد و از این طریق شدت فراصوت را با نمونهٔ شما تطبیق داد. برای مثال، برش و قطعهقطعهسازی DNA و RNA به دامنهٔ ملایمتری نیاز دارد تا از تولید قطعات بیشازحد کوچک DNA جلوگیری شود؛ در مقابل، همگنسازی بافت مغز موش به فراصوتدهی با شدت بالا نیاز دارد. دامنه، شدت و مدت ایدئال فراصوتدهی را از طریق منوی هوشمند و کاربرپسند پردازشگر UP200St انتخاب کنید. دسترسی به منو و تنظیمات و کار با آنها از طریق نمایشگر لمسی رنگی بهآسانی انجام میشود. در بخش تنظیمات میتوانید پارامترهای فراصوتدهی، مانند دامنه، پالسدهی، حالت چرخه، مدت فراصوتدهی، کل انرژی ورودی و حدود دما را از پیش تعیین کنید. در پژوهش و تولید، تکرارپذیری آزمایشها و نتایج آزمونها اهمیت حیاتی دارد. بنابراین، ثبت دقیق شرایط فرایند و پروتکلهای فراصوتدهی بسیار مهم است. سامانهٔ ثبت خودکار دادهها، تمام دادههای فراصوتدهی را در یک فایل CSV روی کارت SD داخلی ذخیره میکند تا بتوانید اجراهای مختلف فراصوتدهی را بهآسانی بررسی و مقایسه کنید. همهٔ دادههای فرایند فراصوتی بهصورت فایل CSV بهآسانی قابلدسترسی و اشتراکگذاری هستند.
Hielscher Ultrasonics میکوشد فناوری پیشرفتهای در اختیار شما قرار دهد تا کار پژوهشی شما تسهیل و بهبود یابد!
VialTweeter فراصوتی در پژوهش و علوم
VialTweeter یک پردازشگر فراصوتی قدرتمند با توان 200 وات است که برای آمادهسازی فراصوتی همزمان نمونهها در چندین ویال Eppendorf یا لولهٔ آزمایش مشابه، ایدئال است. از این رو، VialTweeter در آزمایشگاههای زیستی و بیوشیمیایی برای پژوهش و علوم زیستی بهوفور استفاده میشود. در ادامه، مجموعهای منتخب از مقالات علمی را میبینید که از پردازشگر فراصوتی VialTweeter استفاده کردهاند. این مقالات کاربردهای مختلفی، از همگنسازی فراصوتی نمونه، تخریب سلولی و لیز، برش و قطعهقطعهسازی DNA، استخراج پروتئینها و ترکیبات زیستفعال تا غیرفعالسازی کروناویروس SARS-CoV-2 را پوشش میدهند. اگر بهدنبال کاربردی خاص و منابع علمی مرتبط با آن هستید، لطفاً با ما تماس بگیرید.
- FactSheet VialTweeter VT26dxx – Customized VialTweeter Sonicator for Single Test Tubes or Vials
- FactSheet VialTweeter – Sonicator for Simultaneous Sample Preparation
- Gajek, Ryszard; Barley, Frank; She, Jianwen (2013): Determination of essential and toxic metals in blood by ICP-MS with calibration in synthetic matrix. Analytical Methods 5, 2013. 2193-2202.
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2013/ay/c3ay26036d - Nordenfelt P, Waldemarson S, Linder A, Mörgelin M, Karlsson C, Malmström J, Björck L. (2012): Antibody orientation at bacterial surfaces is related to invasive infection. Journal of Experimental Medicine 17;209(13), 2012. 2367-81.
- Wenzel, M., A. I. Chiriac, A. Otto, D. Zweytick, C. May, C. Schumacher, R. Gust, et al. (2014): Small Cationic Antimicrobial Peptides Delocalize Peripheral Membrane Proteins. Proceedings of the National Academy of Sciences 111, No. 14, 2014. E1409–E1418.
- Lindemann, C., Lupilova, N., Müller, A., Warscheid, B., Meyer, H. E., Kuhlmann, K., Eisenacher, M., Leichert, L. I. (2013): Redox proteomics uncovers peroxynitrite-sensitive proteins that help Escherichia coli to overcome nitrosative stress. The Journal of biological chemistry, 288(27), 2013. 19698–19714.
- Wenzel, M., Patra, M., Albrecht, D., Chen, D. Y., Nicolaou, K. C., Metzler-Nolte, N., Bandow, J. E. (2011): Proteomic signature of fatty acid biosynthesis inhibition available for in vivo mechanism-of-action studies. Antimicrobial agents and chemotherapy, 55(6), 2011. 2590–2596.
- Laughton, S., Laycock, A., von der Kammer, F. et al. (2019): Persistence of copper-based nanoparticle-containing foliar sprays in Lactuca sativa (lettuce) characterized by spICP-MS. Journal of Nanoparticle Research 21, 174 (2019).
- Welch, Stephen R.; Davies, Katherine A.; Buczkowski, Hubert; Hettiarachchi, Nipunadi; Green, Nicole; Arnold, Ulrike; Jones, Matthew; Hannah, Matthew J.; Evans, Reah; Burton, Christopher; Burton, Jane E.; Guiver, Malcolm; Cane, Patricia A.; Woodford, Neil; Bruce, Christine B.; Roberts, Allen D. G.; Killip, Marian J. (2020): Inactivation analysis of SARS-CoV-2 by specimen transport media, nucleic acid extraction reagents, detergents and fixatives. Journal of Clinical Microbiology. Accepted Manuscript Posted Online 24 August 2020.
- Müller A., Eller J., Albrecht F., Prochnow P., Kuhlmann K., Bandow J. E., Slusarenko A. J., Leichert L.I.O. (2016): Allicin Induces Thiol Stress in Bacteria through S-Allylmercapto Modification of Protein Cysteines. Journal of Biological Chemistry, Vol. 291, No. 22, 2016. 11477-11490.
- Tim Krischuns; Franziska Günl; Lea Henschel; Marco Binder; Joschka Willemsen; Sebastian Schloer; Ursula Rescher; Vanessa Gerlt; Gert Zimmer; Carolin Nordhoff; Stephan Ludwig; Linda Brunotte (2018): Phosphorylation of TRIM28 Enhances the Expression of IFN-β and Proinflammatory Cytokines During HPAIV Infection of Human Lung Epithelial Cells. Frontiers in immunology Vol. 9, September 2018.
- Sabine Amon, Fabienne Meier-Abt, Ludovic C. Gillet, Slavica Dimitrieva, Alexandre P. A. Theocharides, Markus G. Manz, Ruedi Aebersold (2019): Sensitive Quantitative Proteomics of Human Hematopoietic Stem and Progenitor Cells by Data-independent Acquisition Mass Spectrometry. Molecular & Cellular Proteomics 18, 2019. 1454–1467.

