סוניקציה לליסה: הפרעה ומיצוי תאים

התפוררות תאים או תסיסה היא חלק נפוץ בהכנת דגימות יומית במעבדות ביוטק. מטרת התזה היא לשבש חלקים מדופן התא או מהתא השלם כדי לשחרר מולקולות ביולוגיות. הומוגנייזרים קוליים נמצאים בשימוש נרחב עבור תזה מוצלחת של תאים. היתרון העיקרי של אולטראסוניקאטורים מתוחכמים הוא השליטה המדויקת בפרמטרים של התהליך כגון עוצמה וטמפרטורה, מה שמאפשר שיבוש ומיצוי תאים עדינים אך יעילים ביותר.

ליסיס תאים באמצעות אולטרסאונד

אולטרה-סוניקטורים מסוג בדיקה כגון UP200St הם הומוגנייזרים אמינים של רקמות ונמצאים בשימוש נרחב להכנת דגימות בגנטיקה, למשל, עבור טרנספורמציה בתיווך אגרובקטריום בסיוע סוניקציה (SAAT).ליזה וחילוץ תאים אולטראסוניים היא שיטה המשמשת לשבירת תאים פתוחים וחילוץ התוכן באמצעות גלי קול בתדר גבוה, כלומר אולטרסאונד. סוניקציה היא טכניקת ליזיס, אשר נמצאת בשימוש נרחב כשיטות מבוססות ואמינות של שיבוש תאים וחילוץ של חומר תוך תאי. ליזה קולית היא טכניקה אמינה להכנת ליזט המכיל למשל פלסמיד, בדיקות קולטן, חלבונים, DNA, RNA וכו '. מכיוון שניתן ליישר את העוצמה העל-קולית על ידי התאמת פרמטרי התהליך, ניתן להגדיר את עוצמת הסוניקציה האופטימלית מרכה מאוד לאינטנסיבית בנפרד עבור כל חומר ומדיום כדי לעמוד בדרישות יישום ספציפיות. השלבים הבאים של הליזה הם שבירה, בידוד אברונים או / מיצוי וטיהור חלבונים. החומר המופק (= ליזט) צריך להיות מופרד והוא כפוף לחקירות או יישומים נוספים, למשל למחקר פרוטאומי.

מעבדות אולטראסוניות UP100H ו- UP400St להכנת דגימה (הומוגניזציה, תזה, מיצוי).

הומוגנייזרים על-קוליים UP100H (100 וואט) ו UP400St (400 וואט) להכנת דגימות כגון ליזה ומיצוי.

בקשת מידע





בהשוואה לתזה ושיטות מיצוי תאים אחרות, לתזה של תאים אולטראסוניים יש מספר יתרונות:

  1. מהירות: ליזה וחילוץ תאים אולטראסוניים היא שיטה מהירה שיכולה לשבור תאים פתוחים תוך שניות. זה הרבה יותר מהר מאשר שיטות אחרות כגון הומוגניזציה, הקפאה-הפשרה או טחינת חרוזים.
  2. יְעִילוּת: תזה ומיצוי תאים קוליים יכולים לשמש לטיפול בדגימות קטנות, גדולות או מרובות בבת אחת, מה שהופך אותו ליעיל יותר משיטות אחרות הדורשות עיבוד פרטני של דגימות קטנות.
  3. ללא כימיקליםתזה ומיצוי תאים אולטראסוניים היא שיטה לא פולשנית שאינה דורשת שימוש בכימיקלים או אנזימים קשים.: זה הופך אותו לאידיאלי עבור יישומים שבהם יש לשמור על שלמות תוכן התא. זיהום לא רצוי של דגימות ניתן להימנע.
  4. תשואה גבוהה: תזה ומיצוי של תאים על-קוליים יכולים להפיק תפוקה גבוהה של תכולת התאים, כולל דנ"א, רנ"א וחלבונים. הסיבה לכך היא שגלי הקול בתדר גבוה פורצים את דפנות התא ומשחררים את התוכן לתמיסה שמסביב.
  5. בקרת טמפרטורת הגוף: אולטרה-סאונד מתוחכם מאפשר בקרת טמפרטורה מדויקת של הדגימה. הסוניקטורים הדיגיטליים של Hielscher מצוידים בחיישן טמפרטורה הניתן לחיבור ובתוכנת ניטור טמפרטורה.
  6. ניתן לשחזור: פרוטוקולים עבור תזה של תאים על-קוליים ניתנים לשחזור בקלות ואף להתאמה לנפחי דגימה שונים גדולים או קטנים יותר על ידי קנה מידה ליניארי פשוט.
  7. רב-תכליתי: תזה ומיצוי תאים אולטראסוניים יכולים לשמש לחילוץ מגוון רחב של סוגי תאים, כולל חיידקים, שמרים, פטריות, תאים צמחיים ויונקים. זה יכול לשמש גם כדי לחלץ סוגים שונים של מולקולות, כולל חלבונים, DNA, RNA, ושומנים.
  8. הכנה סימולטנית של דוגמאות רבות: Hielscher Ultrasonics מציעה מספר פתרונות כדי לעבד בנוחות דגימות רבות תחת אותם תנאי תהליך בדיוק. זה הופך את שלב הכנת הדגימה של ליזה ומיצוי יעיל מאוד וחוסך זמן.
  9. קל לשימוש: תזה תאים קוליים וציוד מיצוי קל לשימוש ודורש הכשרה מינימלית. הציוד הוא גם חסכוני מכיוון שמדובר בהשקעה בודדת ללא דרישה לרכישה חוזרת של סילוקים. זה הופך אותו לאטרקטיבי עבור מגוון רחב של חוקרים ומעבדות.

באופן כללי, תזה ומיצוי של תאים על-קוליים היא שיטה מהירה, יעילה, ניתנת לשליטה מדויקת ורב-תכליתית לחילוץ תכולת התאים. יתרונותיו על פני שיטות חלופיות הופכים אותו לבחירה אטרקטיבית עבור מגוון רחב של יישומי מחקר ותעשייה.

עקרון העבודה של ליזה של תאים קוליים

תזה ומיצוי תאים על-קוליים משתמשים בגלי קול בתדר גבוה כדי לשבש תאים ולחלץ את תכולתם. גלי הקול יוצרים שינויי לחץ בנוזל שמסביב, וגורמים להיווצרות בועות קטנות ולקריסתן בתהליך המכונה קוויטציה. בועות אלה יוצרות כוחות מכניים מקומיים עזים מאוד שיכולים לשבור תאים פתוחים ולשחרר את תכולתם לתמיסה שמסביב.

תזה של תאים באמצעות אולטראסוניקטור כוללת בדרך כלל את השלבים הבאים:

  • המדגם ממוקם בצינור או מיכל עם חיץ נוזלי.
  • בדיקה קולית מוכנסת לתוך הדגימה, וגלי קול בתדר גבוה עם כ. 20-30 קילוהרץ מוחלים.
  • גלי האולטרסאונד גורמים לתנודות וקוויטציה בנוזל שמסביב, ויוצרים כוחות מקומיים ששוברים תאים פתוחים ומשחררים את תוכנם.
  • הדגימה עוברת צנטריפוגה או מסוננת כדי להסיר פסולת תאית, והתכולה המופקת נאספת לניתוח במורד הזרם.
מיצוי אולטרה סאונד פועל על ידי שיבוש מבני תאים וקידום העברת המונים

גלי אולטרסאונד רבי עוצמה משבשים את מטריצת התאים של מבנים ביולוגיים ומשחררים את התרכובות הביו-אקטיביות. העברת המסה בין החומר הצמחי לבין הממס (למשל, חיץ) מוגברת. (גרפיקה: ©Vilkhu et al., 2006)

סרטון וידאו זה מראה את הומוגנייזר האולטרה-סוני Hielscher UP100H, אולטרה-סוניקטור הנמצא בשימוש נרחב להכנת דגימות במעבדות.

הומוגנייזר אולטראסוני UP100H

תמונה ממוזערת של וידאו

החסרונות של שיטות ליזה נפוצות

במהלך עבודתך במעבדות, ייתכן שכבר חווית את הטרחה של תזה תאית באמצעות פרוטוקולים מכניים או כימיים מסורתיים.

  • תזה מכנית: שיטות ליזיס מכניות, כגון שחיקה עם טיט ומזיק או הומוגניזציה באמצעות מכבש צרפתי, טחנת חרוזים או מערכת רוטור-סטטור, לעתים קרובות חסרות אפשרויות שליטה והתאמה מראש. משמעות הדבר היא שהשימוש בטחינה ושחיקה יכול לייצר במהירות חום וכוחות גזירה שיכולים לפגוע בדגימה ובחלבוני דנטורציה. הם יכולים גם להיות זמן רב ודורשים כמויות גדולות של חומר מוצא.
  • תזה כימית: שיטות תזה כימיות, כגון תזה מבוססת דטרגנט, עלולות לפגוע בדגימה על ידי שיבוש השומנים הדו-שכבתיים והחלבונים הדנטורים. הם יכולים גם לדרוש שלבים מרובים ועלולים להשאיר מזהמים שיוריים שמפריעים ליישומים במורד הזרם. מציאת המינון האופטימלי של חומר הניקוי היא אתגר נוסף.
  • מחזורי הפשרה בהקפאה: מחזורי הפשרה בהקפאה יכולים לגרום לקרע של קרומי התא, אך מחזורים חוזרים ונשנים יכולים גם לגרום לדנטורציה ולפירוק של חלבונים. שיטה זו יכולה גם לדרוש מחזורים מרובים, אשר יכול להיות זמן רב ולעתים קרובות מביא תשואות נמוכות יותר.
  • ליזיס אנזימטי: שיטות ליזיס אנזימטיות יכולות להיות ספציפיות לסוגי תאים מסוימים ולדרוש שלבים מרובים, מה שהופך אותן לגוזלות זמן רב. הם גם מייצרים פסולת ודורשים אופטימיזציה זהירה כדי למנוע השפלה של המדגם. ערכות ליזיס אנזימטיות הן לעתים קרובות יקרות. אם הליך הליזיס האנזימטי הנוכחי שלך נותן תוצאות לא מספיקות, ניתן ליישם סוניקציה כשיטה סינרגטית כדי להגביר את ההפרעה לתאים.

בניגוד לשיטות תזה מכניות וכימיות קונבנציונליות של תאים, סוניקציה היא כלי יעיל ואמין מאוד להתפוררות התא המאפשר שליטה מלאה על הפרמטרים של הסוניקציה. זה מבטיח סלקטיביות גבוהה על שחרור חומרים וטוהר המוצר. [ראה: Balasundaram et al., 2009]
הוא מתאים לכל סוגי התאים וישים בקלות בקנה מידה קטן וגדול – תמיד בתנאים מבוקרים. אולטראסוניקטורים קלים לניקוי. הומוגנייזר על-קולי כולל תמיד פונקציית ניקוי במקום (CIP) ועיקור במקום (SIP). הסונוטרוד מורכב מקרן טיטניום מסיבית אותה ניתן לנגב או לשטוף במים או בממס (תלוי במדיום העבודה). תחזוקה של ultrasonicators נובע החוסן שלהם כמעט מוזנח.

 

מדריך זה מסביר איזה סוג של סוניקטור הוא הטוב ביותר עבור משימות הכנת הדגימה שלך כגון ליזה, שיבוש תאים, בידוד חלבונים, פיצול DNA ו- RNA במעבדות, ניתוח ומחקר. בחר את סוג הסוניקטור האידיאלי עבור היישום שלך, נפח הדגימה, מספר הדגימה והתפוקה. Hielscher Ultrasonics יש הומוגנייזר קולי אידיאלי בשבילך!

כיצד למצוא את הסוניקטור המושלם לשיבוש תאים ומיצוי חלבונים במדע וניתוח

תמונה ממוזערת של וידאו

 

תמוגה אולטרה סאונד ושיבוש תאים

בדרך כלל, תמוגה של דגימות במעבדה ייקח בין 15 שניות ו 2 דקות. כמו עוצמת sonication הוא קל מאוד להתאים על ידי משרעת הגדרת זמן sonication, כמו גם על ידי בחירה בציוד הנכון, אפשר לשבש את קרום התא בעדינות או בפתאומיות רבה, בהתאם למבנה התא על המטרה של תמוגה ( למשל מיצוי דנ"א דורש סוניקציה רך יותר, החלבון המלא של החילוץ של חיידקים דורש טיפול אולטרסאונד אינטנסיבי יותר). הטמפרטורה במהלך התהליך ניתן לפקח על ידי חיישן טמפרטורה משולבת וניתן לשלוט בקלות על ידי קירור (אמבט קרח או תאים זרימה עם מעילים קירור) או על ידי sonication במצב פעמו. במהלך sonication הדופק במצב, מחזורי קצר להתפוצץ sonication של 1-15 שניות משך לאפשר פיזור חום וקירור במהלך תקופות לסירוגין יותר.
כל תהליכי מונחה אולטרסאונד הם לשחזור לחלוטין וניתן להרחבה באופן ליניארי.

בקשת מידע





ה- VialTweeter הוא אולטראוניקטור מרובה דגימות המאפשר הומוגניזציה של דגימה אמינה בתנאים סטריליים.

הבקבוקון הוא הומוגניסר קולי להכנת סטריליות בו זמנית, אחידה ומהירה של דגימות רבות.

הומוגנייזרים אולטראסוניים לליזה ומיצוי תאים

סוגים שונים של מכשירים קוליים מאפשרים להתאים את מטרת הכנת המדגם ולהבטיח ידידותיות למשתמש ונוחות פעולה. אולטראסוניקאטורים מסוג בדיקה הם המכשירים הנפוצים ביותר במעבדה. הם מתאימים ביותר להכנת דגימות קטנות ובינוניות עם נפחים של 0.1 מ"ל עד 1000mL. גדלי הספק שונים וסונוטרודות מאפשרים להתאים את האולטרסוניקטור לנפח המדגם ולכלי הדם לקבלת תוצאות סוניקציה יעילות ויעילות ביותר. מכשיר הבדיקה הקולית הוא הבחירה הטובה ביותר כאשר יש להכין דגימות בודדות.

אם יש צורך להכין דגימות נוספות, למשל 8-10 בקבוקונים של תמיסת תאים, סוניקציה עקיפה אינטנסיבית עם מערכות קוליות כגון VialTweeter או קופהורן קולי הם שיטת ההומוגניזציה המתאימה ביותר לתזה יעילה. מספר בקבוקונים הם sonicated באותו זמן, באותה עוצמה. זה חוסך לא רק זמן, אלא מבטיח גם את אותו טיפול של כל הדגימות, מה שהופך את התוצאות בין הדגימות אמין ודומה. יתר על כן, במהלך סוניקציה עקיפה זיהום צולב על ידי טבילת סונוטרוד קולי (הידוע גם בשם בדיקה קולית, קרן, קצה, או אצבע) נמנע. מכיוון שנעשה שימוש בבקבוקונים תואמים לגודל המדגם בנפרד, הושמטו ניקוי גוזל זמן ואובדן דגימה עקב פירוק כלי דם. עבור סוניקציה אחידה של לוחות מולטיוול או מיקרוטיטר, Hielscher מציעה את UIP400MTP.
עבור אמצעי אחסון גבוה יותר, למשל: לייצור המסחרי של תמציות תא, מערכות אולטראסאונד רציפות עם כור תא זרימה הם מתאימים ביותר. זרימה רציפה ואפילו של החומר המעובד מבטיח sonication אפילו. כל הפרמטרים של תהליך ההתפוררות הקולי יכולים להיות מותאמים והותאמו לדרישות היישום ואת חומר התא הספציפי.
 
 
נוהל למופת עבור lysing הקולי של תאים חיידקיים:

  • הכנת תרחיף התאים: תא כדורי חייב להיות מושעה לחלוטין פתרון חיץ ידי הומוגניות (לבחור פתרון החיץ שלך תואם הניתוח הבא, שיטת כרומטוגרפיה ספציפית למשל). להוסיף lysozymes ו / או תוספים אחרים, במידת הצורך (הם חייבים להיות גם תואם עם אמצעי הפרדה / טיהור). מערבבים / homogenize בעדינות את הפתרון תחת sonication קלה עד השעיה מלאה מושגת.
  • תמס אולטרא סאונד: מניחים את המדגם באמבט קרח. עבור הפרעת תא, sonicate על ההשעייה ב- 60-90 התפרצויות שניות (באמצעות המצב הדופק של ultrasonicator שלך).
  • (. למשל: 10 דקות ב 10,000 x ז; ב 4degC): ההפרדה צנטריפוגה lysate. הפרד את supernatant מן גלולת התא בזהירות. Supernatant הוא lysate התא הכולל. לאחר הסינון של supernatant, אתה מקבל נוזל בהיר של החלבון בתא המסיס.

 

הווידאו מראה את מערכת הכנת מדגם קולי UIP400MTP, המאפשר הכנת מדגם אמין של כל צלחות מרובות טוב סטנדרטי באמצעות אולטרסאונד בעוצמה גבוהה. יישומים אופייניים של UIP400MTP כוללים תמוגה בתא, DNA, RNA, גיזת כרומטין, כמו גם מיצוי חלבון.

אולטרה סאונד UIP400MTP עבור sonication צלחת רב-באר

תמונה ממוזערת של וידאו

 
היישומים הנפוצים ביותר עבור ultrasonicators בביולוגיה וביוטכנולוגיה הם:

  • Cell תמצית הכנה
  • הפרעה של שמרים, חיידקים, תאים צמחיים, רקמת תא רכה או קשה, חומר גרעין
  • מיצוי חלבון
  • הכנה ובידוד של אנזימים
  • הפקה של אנטיגנים
  • מיצוי DNA ו / או פיצול ממוקד
  • הכנה ליפוזום
שיבוש תאים, תזה ומיצוי באמצעות אולטרסאונד היא שיטת הכנת דגימות יעילה במעבדות.

הפרעה בתאים עם אולטראסוניקטור מסוג בדיקה היא שיטת הכנת דגימה יעילה.

הטבלה שלהלן נותנת לך סקירה כללית על האולטרסוניקאטורים שלנו להפרעה ומיצוי תאים. לחץ על סוג המכשיר כדי לקבל מידע נוסף על כל הומוגנייזר קולי. הצוות הטכני המאומן והוותיק שלנו ישמח לעזור לך לבחור את הקולטרסאונד המתאים ביותר לדגימות שלך!
 

נפח תצווה קצב זרימה התקנים מומלצים
עד 10 בקבוקונים או צינורות N.A. VialTweeter
לוחות מולטיוול / מיקרוטיטר N.A. UIP400MTP
צינורות / כלי שיט מרובים N.A. קופלוקס
1 עד 500mL 10 עד 200mL / min מעלהay
10 עד 1000 מ"ל 20 עד 200 מ"ל/דקה Uf200 ः t, בית Seating
10 עד 2000mL 20 עד 400mL / min UP400St

צור קשר / בקש מידע נוסף

דברו איתנו על התזה התאית שלכם ועל תהליך המיצוי שלכם. אנו ממליצים לך על הפרמטרים המתאימים ביותר אולטראסוניקטור ועיבוד עבור הפרעה לתאים.





הינכם מתבקשים לשים לב מדיניות פרטיות.


 

להערכה ואופטימיזציה של יישומי הלקוחות, Hielscher אולטרסוניקה מציעה מעבדת תהליך קולי מאובזר. אנא צרו עמנו קשר לקבלת מידע נוסף!
סרטון זה מציג את ההומוגנייזר העל-קולי UP100H של 100 וואט להפקת צמחים.

מיצוי קולי של תרכובות ביו-אקטיביות

תמונה ממוזערת של וידאו



יישומי סעפת סניפים אולטרסאונד החוצה בענפי הביוטכנולוגיה, Bioengineering, מיקרוביולוגיה, ביולוגיה מולקולרית, ביוכימיה, אימונולוגיה, בקטריולוגיה, וירולוגיה, פרוטאומיקה, גנטיקה, פיזיולוגיה, ביולוגיה תאית, המטולוגיה, ובוטניקה.

ליזה: שבירת מבני תאים

תאים מוגנים על ידי קרום הפלזמה חדיר למחצה אשר מורכב בתוך bilayer phospho-השומנים (גם bilayer חלבון-שומנים; נוצר על ידי שומנים הידרופובי מולקולות זרחן הידרופילי עם מולקולות חלבון מוטבע) ויוצר חיץ בין פנים התא (הציטופלסמה) ו הסביבה התאית. תאי צמח ותאי פרוקריוטים מוקפים חומת תא. בשל מספר שכבות דופן תא העבה של תאית, תאי צמח קשים יותר lyse מאשר תאים מן החי. פן התא, כגון אברונים, גרעין, מיטוכונדריון, הוא התייצב על ידי שלד התא.
על ידי lysing את התאים, זה מיועד לחילוץ והפרדת אברונים, חלבונים, DNA, ה- mRNA או במולקולות ביולוגיות אחרות.

שיטות קונבנציונליות של ליזה תאית והחסרונות שלהן

ישנן מספר שיטות כדי lysate תאים, אשר ניתן לחלק שיטות מכאניות וכימיות, הכוללות את השימוש בחומרי ניקוי או ממסים, הפעלת לחץ גבוה, או שימוש טחנת חרוז או של עיתונות צרפתית. החסרון הבעייתי ביותר של שיטות אלה הוא השליטה הקשה וכוונון פרמטרי תהליך ובכך ההשפעה.
הטבלה שלהלן מציגה את החסרונות העיקריים של שיטות תזה נפוצות:

הטבלה מפרטת שיטות קונבנציונליות של שיבוש תאים וליזיס ומציגה את החסרונות העיקריים של כל שיטה.

טבלה: בשיטות מקובלות לתמס תא יש חסרונות גדולים

 

הליך של ליזה

תמוגה הוא תהליך רגיש. במהלך תמס להגנה על קרום תא נהרסה, אולם האיון, denaturation והשפלה של החלבונים שחולצו על ידי סביבה לא פיזיולוגית (סטייה-ערך pH) יש למנוע. לכן, ב תמס כללית מתבצע פתרון חיץ. רוב הקשיים נובעים שיבוש תאים בלתי מבוקר וכתוצאה מכך שחרור לא ממוקד של כל חומר התאי או / ו denaturation של מוצר היעד.

ספרות / הפניות

נשמח לדון בתהליך שלך.

בואו ניצור קשר.