Kudosten ultraäänihomogenisaattorit

• Ultraäänikäsittely on turvallinen ja tehokas menetelmä kudosten homogenointiin.
• Ultraäänen käyttökohteita ovat kudosten ja suspensioiden valmistelu, proteiinien, DNA:n/RNA:n ja aktiivisten yhdisteiden uutto sekä entsyymien ja hiivojen aktivointi/inaktivointi.
• Anturityyppisten ultraäänihomogenisaattorien tarkka säädettävyys mahdollistaa kudosnäytteiden luotettavan valmistelun.

Kudosten homogenointi ultraääniantureilla

Kudosten homogenointi on näytteiden valmisteluprosessi, jossa eläin- ja kasvisoluja tai mikro-organismeja valmistellaan ennen solunsisäisten aineiden, kuten proteiinien, DNA:n tai RNA:n, uuttoa. Solukalvo on rikottava solun sisällön vapauttamiseksi. Soluseinän rikkomisen jälkeen solunsisäiset makromolekyylit kelluvat puskuriliuoksessa, jolloin soluelimet, proteiinit ja DNA/RNA ovat saatavilla. Kudosten ultraäänihomogenisaattorit ja solujen hajotuslaitteet ovat erittäin tehokkaita välineitä solujen hajotukseen, lyysiin ja uuttoon.

Kudosten ultraäänihomogenisaattorit verrattuna vaihtoehtoisiin lyysimenetelmiin

Saatat pohtia, mikä solujen hajotusmenetelmä ja mikä kudosten homogenointilaite on paras vaihtoehto laboratorioosi. Alla on muutamia perusteluja ultraäänilyysin ja kudosten ultraäänihomogenoinnin puolesta, sillä ultraäänikäsittelyllä on useita etuja vaihtoehtoisiin homogenointimenetelmiin verrattuna:

• Tehokkuus: Ultraäänihomogenointi on nopea ja tehokas menetelmä kudosten ja solujen hajottamiseen. Kudosten ultraäänihomogenisaattorien toiminta perustuu akustiseen kavitaatioon. Tämä menetelmä on erittäin tehokas ja voi hajottaa soluja muutamassa sekunnissa. Koska voimakkuutta voidaan säätää lievästä voimakkaaseen, ultraäänikäsittely on erityisen tehokas koville tai kuitumaisille kudoksille, joita on vaikea homogenoida muilla menetelmillä.



• Ristikontaminaation välttäminen: Hielscher tarjoaa tehokkaita kudosten ultraäänihomogenisaattoreita, jotka valmistelevat näytteen epäsuoralla ultraäänikäsittelyllä. Laitteilla UIP400MTP (ihanteellinen mikrotiitteri- ja monikuoppalevyille), VialTweeter ja CupHorn (ihanteellisia näytepulloille, putkille ja dekantterilaseille) Hielscher tarjoaa ultraääneen perustuvia solujen hajotuslaitteita kosketuksettomaan homogenointiin, joka vähentää näytteiden välisen ristikontaminaation riskiä. Se minimoi myös riskin, että jauhatuspinnoilta tai muista homogenointilaitteista päätyy epäpuhtauksia näytteisiin.
• Joustavuus: Ultraäänihomogenointia voidaan käyttää erikokoisille ja tilavuudeltaan erilaisille näytteille pienistä tilavuuksista suuriin kudosnäytteisiin. Lisäksi ultraäänihomogenointi soveltuu monille näytetyypeille, kuten kasvikudoksille, eläinkudoksille ja mikrobiviljelmille. Ultraäänikäsittelyn voimakkuutta ja kestoa voidaan säätää hajotusasteen optimoimiseksi eri kudostyypeille.
• Toistettavuus: Ultraäänihomogenointi tuottaa yhdenmukaisia tuloksia ja mahdollistaa homogenointiparametrien, kuten lähtötehon ja ultraäänikäsittelyajan, tarkan hallinnan. Tämä auttaa varmistamaan kokeellisen datan toistettavuuden ja tarkkuuden.
• Biomolekyylien säilyttäminen: Anturityyppinen ultraäänikäsittely on ei-terminen käsittely. Tämä tarkoittaa, että sen vaikutus ei perustu lämpöön. Jokainen mekaaninen käsittely kuitenkin tuottaa lämpöä termodynamiikan toisen pääsäännön mukaisesti. Tämä tarkoittaa, että näyte lämpenee ultraäänikäsittelyajan pidentyessä. Hielscherin uusinta tekniikkaa edustavat ultraäänilaitteet on varustettu lämpötila-antureilla ja älykkäällä lämpötilan seurantaohjelmistolla. Kehittyneet jäähdytysvaihtoehdot mahdollistavat lämpöhajoamisen ehkäisemisen ja auttavat säilyttämään lämpöherkkien biomolekyylien, kuten entsyymien ja proteiinien, aktiivisuuden.
• Ajansäästö: Anturityyppisen ultraäänikäsittelyn suuri tehokkuus mahdollistaa kudosten nopean homogenoinnin, mikä säästää aikaa verrattuna muihin menetelmiin, jotka edellyttävät kudoksen laajempaa fyysistä käsittelyä.

Kudosten ultraäänihomogenoinnilla on useita etuja vaihtoehtoisiin homogenointimenetelmiin verrattuna. Siksi kudosten ultraäänihomogenisaattorit ovat ensisijainen solujen hajotusmenetelmä useissa tutkimus- ja teollisuussovelluksissa.

Esimerkki kudosten homogenointiprotokollasta ultraäänianturilla:

Ultraäänilaitteet helpottavat kudosten homogenointia yksinkertaisen käytön ja nopean homogenointimenettelyn ansiosta. Samalla ultraääniprosessin parametreja voidaan hallita ja seurata tarkasti, jotta tulokset ovat luotettavia ja toistettavia.
 
Materiaalit:

• Kudosnäyte (esim. maksa, aivot, lihas)
• Puskuri (esim. PBS, Tris-HCl)
• Proteaasinestäjäseos
• Ultraäänihomogenisaattori (anturityyppinen)
• Jää
• Mikrosentrifugiputket
• Pipetit

Kudosten ultraäänihomogenoinnin protokolla:

Huomautus: Ultraäänikäsittelyn kestoa ja voimakkuutta voi olla tarpeen optimoida kudoksen tyypin, iän ja terveydentilan sekä myöhempien käyttökohteiden mukaan. On myös tärkeää valita puskuri, proteaasinestäjät ja muut lisäaineet huolellisesti homogenaatin saannon ja laadun optimoimiseksi.

Hielscherin kudosten ultraäänihomogenisaattorien tärkeimmät edut

• nopea ja tehokas jauhatus, homogenointi, lyysi ja solujen hajotus tai uutto voimakkaan ultraäänikavitaation avulla
• helppo ja intuitiivinen käyttö ja ohjaus (valitse analoginen tai digitaalinen versio)
• tuotteen kanssa kosketuksiin joutuvien pintojen helppo puhdistus huuhtelemalla sonotrodia ultraäänikäsittelyn aikana (CIP-puhdistus paikallaan / SIP-sterilointi paikallaan)
• äänieristyskotelo (laboratoriolaitteiden äänieristyskotelo on valmistettu kokonaan akryylilasista, mikä takaa esteettömän näkyvyyden kaikista kulmista)
• prosessiparametrien täydellinen hallinta laitteen digitaalisen kosketusnäytön (digitaaliset ultraäänilaitteet) tai tehomittarin (analogiset laitteet) avulla
• integroitu lämpötilan säätö (tärkeä lämpöherkille, epästabiileille kudosnäytteille)
• homogenointiajon tauot voidaan määrittää yksilöllisesti ja esiasettaa digitaalisessa valikossa
• kaikki digitaaliset laitteet on varustettu automaattisella datan tallennuksella (integroidulle SD/USB-ComboCard-kortille), liitettävällä lämpötila-anturilla ja selainpohjaisella etäohjauksella.
• useiden näytteiden käsittely laitteilla VialTweeter, CupHorn tai käyttämällä 4- tai 8-sormisia sonotrodeja (esim. integrointiin laboratoriorobottien prosesseihin)
• pienen ja suuren mittakaavan sovelluksiin

Alla oleva taulukko antaa viitteitä kudosten ultraäänihomogenisaattoriemme likimääräisestä käsittelykapasiteetista solujen hajotuksessa, lyysissä ja uutossa:

Löydä käyttökohteeseesi optimaalinen kudosten ultraäänihomogenisaattori

Hielscherin kudosten ultraäänihomogenisaattoreita on saatavilla ultraäänen lähtötehoalueella 50W–16 000W (16kW).
Laboratoriotyöntekijät arvostavat Hielscherin laboratorioiden ultraäänihomogenisaattorien yksinkertaista ja intuitiivista käyttöä. Erityisvaatimuksista riippuen Hielscherin laitteissa on digitaalinen tai analoginen ohjaus.

1. VialTweeter on tehokas ultraäänihomogenisaattori, joka mahdollistaa enintään 10 näytepullon tai koeputken samanaikaisen ultraäänikäsittelyn samalla voimakkuudella. Epäsuoran ultraäänikäsittelyn ansiosta ristikontaminaatio ja näytehävikki vältetään kokonaan. Puhdistus ja hygienisointi vähenevät minimiin kertakäyttöisten näytepullojen käytön ansiosta. Lohkosonotrodi voidaan autoklavoida.
2. Levyjen ultraäänikäsittelylaite UIP400MTP on ihanteellinen, kun työskentelet mikrotiitteri- ja monikuoppalevyjen, kuten 96-kuoppalevyjen, kanssa. Aseta vain monikuoppalevy tai petrimalja laitteeseen UIP400MTP, ja kaikki näytteet ultraäänikäsitellään tasaisesti. Levyjen ultraäänikäsittelylaitteella UIP400MTP suuren näytemäärän käsittely on helppoa ja tehokasta!
3. Anturityyppisten laboratorion ultraäänilaitteiden valikoimasta voidaan valita homogenisaattoreita, joiden ultraääniteho on 50, 100, 200 tai 400 wattia.
   UP50H (50W)
   UP100H (100W)
   UP200Ht / UP200St (200W)
   UP400St (400W)

Kudosten ultraäänihomogenisaattorien käyttökohteet ja käyttö

Ultraäänihomogenisaattoreita käytetään yleisesti kudosten jauhatukseen, solujen hajotukseen ja lyysiin sekä biologisten näytteiden homogenointiin ennen molekyylitason solunsisäisten aineiden uuttoa. Näytteiden hallitulla ultraäänikäsittelyllä kaikki vaiheet lyysistä uuttoon ja homogenointiin voidaan suorittaa samalla ultraääneen perustuvalla solujen hajotuslaitteella.
Ultraäänihomogenisaattorien suuri etu on helposti säädettävä syöttöteho ja ultraäänikäsittelyn voimakkuus. Hielscher tarjoaa ultraääneen perustuvia solujen hajotuslaitteita (lyysilaitteita), joilla ultraäänikäsittelyn voimakkuutta voidaan hallita säätämällä amplitudia 20%:sta 100%:iin.
Jatkuvan käytön vaihtoehtona ultraäänihomogenisaattori voidaan asettaa jaksottaiseen toimintatilaan esimerkiksi lämpöherkän kudoksen ultraäänikäsittelyä varten. Ultraäänikäsittely pulssitilassa tarkoittaa, että ultraäänilaite tuottaa voimakkaita ultraääniaaltoja toistuvissa jaksoissa. Käyttäjä voi asettaa ultraäänikäsittelyjakson keston ja taukoajan yksilöllisesti.
Kun käytössä on pulssitettu ultraäänikäsittely, ultraäänikäsitelty materiaali voi tauon aikana palata lepotilaansa ja näyte voi jäähtyä (taukoaikaa käytetään lämmön poistumiseen). Näin käsittelyn voimakkuus voidaan asettaa tarkasti kudoksen mukaan ja näytteen ei-toivottu lämpeneminen vähenee.
Kudosten ultraäänihomogenisaattorit ovat kestäviä ja käyttäjäystävällisiä, ja ne tuottavat luotettavia tuloksia, joiden toistettavuuden varmistaa kaikkien tärkeiden prosessiparametrien täydellinen hallinta.
Kudosten ultraäänijauhatuksen, solujen hajotuksen, lyysin, uuton ja homogenoinnin yleisiä käyttökohteita ovat biologiset ja farmaseuttiset laboratoriot, mikrobiologia sekä proteomiikan ja genomiikan tutkimus (esim. proteiinien vapauttaminen ennen Western blot -menetelmää ja entsyymivälitteistä immunosorbenttimääritystä eli ELISA-menetelmää), mutta myös kasviuutteiden ja bioaktiivisten yhdisteiden tuotanto elintarvike-, lääke- ja kosmetiikkateollisuudelle.

• Napsauta tästä saadaksesi yksityiskohtaisia prosessisuosituksia näytteiden valmisteluun, kudosten homogenointiin, lyysiin ja uuttoon (esim. solut, bakteerit, itiöt, aktiiviset yhdisteet)!
• Lue täältä, miksi ultraäänilaitteet ovat välttämätön työkalu proteomiikan tutkimuksessa!
• Opi, miten ultraäänikäsittely helpottaa genomiikan tutkimustyötä!

Kirjallisuus / Lähteet

• 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.