Ultrazvučni homogenizatori tkiva

• Sonikacija je sigurna i učinkovita metoda homogenizacije tkiva.
• Primjene ultrazvuka uključuju pripremu tkiva i suspenzija, ekstrakciju proteina, DNA/ RNA i aktivnih spojeva te aktivaciju / inaktivaciju enzima i kvasaca.
• Mogućnost preciznog upravljanja ultrazvučnim homogenizatorima sa sondom omogućuje pouzdanu pripremu uzoraka tkiva.

Homogenizacija tkiva ultrazvučnim sondama

Homogenizacija tkiva postupak je pripreme uzoraka u kojem se životinjske i biljne stanice ili mikroorganizmi pripremaju prije ekstrakcije unutarstaničnih tvari kao što su proteini, DNA ili RNA. Stanična membrana mora se razoriti kako bi se oslobodio sadržaj stanice. Nakon razaranja stanične stijenke unutarstanične makromolekule slobodno se nalaze u puferskoj otopini, čime organele, proteini i DNA/ RNA postaju dostupni. Ultrazvučni homogenizatori tkiva i uređaji za razaranje stanica vrlo su učinkoviti alati za razaranje stanica, lizu i ekstrakciju.

Ultrazvučni homogenizatori tkiva u usporedbi s alternativnim tehnikama lize

Možda se pitate koja su tehnika razaranja stanica i koja oprema za homogenizaciju tkiva najbolji izbor za vaš laboratorij. U nastavku možete pronaći nekoliko argumenata u prilog ultrazvučnoj lizi i homogenizaciji tkiva jer sonikacija ima nekoliko prednosti u odnosu na alternativne metode homogenizacije:

• Učinkovitost: Ultrazvučna homogenizacija brza je i učinkovita metoda razaranja tkiva i stanica. Ultrazvučni homogenizatori tkiva rade na načelu akustične kavitacije. Ta je metoda vrlo učinkovita i može razoriti stanice u svega nekoliko sekundi. Budući da se intenzitet može prilagoditi od blagog do snažnog, sonikacija je osobito učinkovita za tvrda ili vlaknasta tkiva koja je teško homogenizirati drugim metodama.



• Izbjegavanje unakrsne kontaminacije: Hielscher nudi snažne ultrazvučne homogenizatore tkiva koji pripremaju uzorak postupkom neizravne sonikacije. Uz UIP400MTP (idealan za mikrotitarske pločice i pločice s više jažica) te VialTweeter i CupHorn (idealne za bočice, epruvete i laboratorijske čaše), Hielscher nudi ultrazvučnu opremu za razaranje stanica beskontaktnom homogenizacijom, čime se smanjuje rizik od unakrsne kontaminacije među uzorcima. Time se na najmanju mjeru svodi i rizik od unošenja kontaminanata s površina za usitnjavanje ili druge opreme za homogenizaciju.
• Fleksibilnost: Ultrazvučna homogenizacija može se primjenjivati za uzorke različitih veličina i volumena, od malih volumena do velikih uzoraka tkiva. Nadalje, ultrazvučna homogenizacija prikladna je i za širok raspon vrsta uzoraka, uključujući biljna tkiva, životinjska tkiva i mikrobne kulture. Intenzitet i trajanje sonikacije mogu se prilagoditi kako bi se optimizirao stupanj razaranja različitih vrsta tkiva.
• Ponovljivost: Ultrazvučna homogenizacija daje dosljedne rezultate i omogućuje preciznu kontrolu parametara homogenizacije, kao što su izlazna snaga i vrijeme sonikacije. To pomaže osigurati ponovljivost i točnost eksperimentalnih podataka.
• Očuvanje biomolekula: Sonikacija sondom netoplinski je postupak. To znači da se njezino djelovanje ne temelji na toplini. Međutim, svaka mehanička obrada stvara toplinu u skladu s drugim zakonom termodinamike. To znači da se uzorak zagrijava pri duljoj sonikaciji. Najsuvremeniji Hielscher ultrazvučni sonikatori opremljeni su temperaturnim senzorima i pametnim softverom za praćenje temperature. Napredne mogućnosti hlađenja omogućuju sprječavanje toplinske razgradnje i pomažu očuvati aktivnost biomolekula osjetljivih na toplinu, kao što su enzimi i proteini.
• Ušteda vremena: Visoka učinkovitost sonikacije sondom omogućuje brzu homogenizaciju tkiva, čime se štedi vrijeme u usporedbi s drugim metodama koje zahtijevaju opsežniju fizičku manipulaciju tkivom.

Ultrazvučna homogenizacija tkiva ima nekoliko prednosti u odnosu na druge metode homogenizacije. Zato su ultrazvučni homogenizatori tkiva preferirana tehnika razaranja stanica u različitim istraživačkim i industrijskim primjenama.

Primjer protokola za homogenizaciju tkiva ultrazvučnom sondom:

Ultrazvučni uređaji olakšavaju homogenizaciju tkiva jednostavnim rukovanjem i brzim postupkom homogenizacije. Istodobno se parametri ultrazvučnog procesa mogu precizno kontrolirati i pratiti kako bi rezultati bili pouzdani i ponovljivi.
 
Materijali:

• Uzorak tkiva (npr. jetra, mozak, mišić)
• Pufer (npr. PBS, Tris-HCl)
• Koktel inhibitora proteaza
• Ultrazvučni homogenizator (sa sondom)
• Led
• Epruvete za mikrocentrifugiranje
• Pipete

Protokol za ultrazvučnu homogenizaciju tkiva:

Napomena: Trajanje i intenzitet sonikacije možda će trebati optimizirati ovisno o vrsti tkiva, dobi i zdravstvenom stanju, kao i o specifičnim naknadnim primjenama. Također je važno pažljivo odabrati pufer, inhibitore proteaza i druge dodatke kako bi se optimizirali prinos i kvaliteta homogenata.

Glavne prednosti ultrazvučnih homogenizatora tkiva Hielscher

• brzo i učinkovito usitnjavanje, homogenizacija, liza i razaranje stanica ili ekstrakcija snažnom ultrazvučnom kavitacijom
• jednostavna i intuitivna uporaba i rukovanje (odaberite analognu ili digitalnu verziju)
• jednostavno čišćenje površina koje dolaze u dodir s proizvodom ispiranjem sonotrode tijekom sonikacije (CIP čišćenje na mjestu/ SIP sterilizacija na mjestu)
• kućište za zvučnu zaštitu (kućište za zvučnu zaštitu laboratorijskih uređaja u cijelosti je izrađeno od akrilnog stakla radi potpune preglednosti iz svakog kuta)
• potpuna kontrola parametara procesa putem digitalnog zaslona osjetljivog na dodir na uređaju (digitalni ultrazvučni uređaji) ili mjerača snage (za analogne uređaje)
• integrirana kontrola temperature (važna za labilne uzorke tkiva osjetljive na toplinu)
• stanke tijekom homogenizacije mogu se pojedinačno definirati i unaprijed postaviti u digitalnom izborniku
• svi digitalni uređaji opremljeni su automatskim bilježenjem podataka (na integriranu karticu SD/USB-ComboCard), priključivim temperaturnim senzorom i daljinskim upravljanjem putem preglednika.
• obrada više uzoraka s pomoću uređaja VialTweeter, CupHorn ili uporabom sonotroda s 4 ili 8 prstiju (npr. za integraciju u procese s laboratorijskim robotima)
• za primjene u malom i velikom opsegu

Tablica u nastavku daje okvirni pregled približnog kapaciteta obrade naših ultrazvučnih homogenizatora tkiva za dezintegraciju stanica, lizu i ekstrakciju:

Pronađite optimalni ultrazvučni homogenizator tkiva za svoju primjenu

Hielscher ultrazvučni homogenizatori tkiva dostupni su s rasponom izlazne ultrazvučne snage od 50W do 16.000W (16kW).
Laboratorijski djelatnici zadovoljni su jednostavnim i intuitivnim rukovanjem Hielscher ultrazvučnim laboratorijskim homogenizatorima. Ovisno o specifičnim zahtjevima, Hielscher uređaji imaju digitalno ili analogno upravljanje.

1. VialTweeter je snažan ultrazvučni homogenizator koji omogućuje istodobnu sonikaciju do 10 bočica ili epruveta jednakim intenzitetom. Zahvaljujući neizravnoj sonikaciji potpuno se izbjegavaju unakrsna kontaminacija i gubitak uzorka. Čišćenje i sanitacija svedeni su na najmanju moguću mjeru zahvaljujući uporabi jednokratnih bočica. Blok-sonotroda može se autoklavirati.
2. UIP400MTP Plate-Sonicator idealan je za rad s mikrotitarskim pločama i pločama s više jažica, poput ploča s 96 jažica. Jednostavno postavite ploču s više jažica ili Petrijevu zdjelicu u UIP400MTP i svi će uzorci biti ravnomjerno sonicirani. Uz UIP400MTP Plate-Sonicator obrada velikog broja uzoraka postaje jednostavna i učinkovita!
3. U ponudi laboratorijskih ultrazvučnih uređaja sa sondom mogu se odabrati homogenizatori snage 50 vata, 100 vata, 200 vata i 400 vata.
   UP50H (50W)
   UP100H (100W)
   UP200Ht / UP200St (200W)
   UP400St (400W)

Primjena i uporaba ultrazvučnih homogenizatora tkiva

Ultrazvučni homogenizatori uobičajeno se upotrebljavaju za usitnjavanje tkiva, razaranje i lizu stanica te homogenizaciju bioloških uzoraka prije ekstrakcije unutarstaničnih tvari na molekularnoj razini. Kontroliranom sonikacijom uzoraka svi koraci, od lize do ekstrakcije i homogenizacije, mogu se provesti istim ultrazvučnim uređajem za razaranje stanica.
Velika prednost ultrazvučnih homogenizatora jest jednostavno podešavanje unesene snage i intenziteta sonikacije. Hielscher ultrazvučni uređaji za razaranje stanica (uređaji za lizu) omogućuju kontrolu intenziteta sonikacije podešavanjem amplitude od 20% do 100%.
Kao alternativa kontinuiranom radu, ultrazvučni homogenizator može se postaviti na ciklički način rada, primjerice za sonikaciju tkiva osjetljivog na toplinu. Sonikacija u pulsnom načinu rada znači da ultrazvučni uređaj stvara ultrazvučne valove visokog intenziteta u periodičnim ciklusima. Korisnik može zasebno postaviti trajanje sonikacije i vrijeme mirovanja.
Pri pulsnoj sonikaciji, tijekom razdoblja mirovanja sonicirani materijal može se vratiti u stanje mirovanja, a uzorak se može ohladiti (iskorištavanjem vremena mirovanja za odvođenje topline). Time se intenzitet obrade može precizno postaviti u skladu s tkivom te se smanjuje neželjeno zagrijavanje uzorka.
Ultrazvučni homogenizatori tkiva robusni su i jednostavni za uporabu te daju pouzdane rezultate čiju ponovljivost osigurava potpuna kontrola svih važnih procesnih parametara.
Uobičajena područja primjene ultrazvučnog usitnjavanja tkiva, razaranja stanica, lize, ekstrakcije i homogenizacije obuhvaćaju biološke i farmaceutske laboratorije, mikrobiologiju te proteomska i genomska istraživanja (npr. oslobađanje proteina prije Western blot analize i enzimskog imunoadsorpcijskog testa ELISA), ali i proizvodnju biljnih ekstrakata i bioaktivnih spojeva za prehrambenu, farmaceutsku i kozmetičku industriju.

• Kliknite ovdje za konkretne procesne preporuke za pripremu uzoraka, homogenizaciju tkiva, lizu i ekstrakciju (npr. stanica, bakterija, spora, aktivnih spojeva)!
• Ovdje pročitajte zašto su sonikatori nezamjenjiv alat za proteomska istraživanja!
• Saznajte kako sonikacija olakšava genomska istraživanja!

Literatura / Reference

• 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.