Gantikan Pengikisan Sel dengan Sonikator UIP400MTP Berkapasitas Pemrosesan Sampel Tinggi

Pelepasan dan ekstraksi lini sel adheren dari pelat multisumur untuk analisis multiomik merupakan tugas sehari-hari di laboratorium. Pelepasan sel dengan kapasitas pemrosesan sampel yang tinggi menggunakan sonikator pelat multisumur UIP400MTP menggantikan pengikisan sel secara manual, sehingga menghasilkan rendemen RNA, lipid total, dan metabolit polar total yang lebih tinggi. Sebuah metode baru mengintegrasikan sonikator Hielscher UIP400MTP dengan stasiun kerja penanganan cairan Beckman Coulter i7, sehingga memungkinkan pemrosesan sel yang efisien, dapat direproduksi, dan memiliki kapasitas pemrosesan sampel yang tinggi untuk ekstraksi RNA, metabolit, dan lipid. Metode yang dipaparkan ini mengungguli metode pengikisan sel manual tradisional dengan mencapai reproduksibilitas dan rendemen yang lebih baik pada berbagai jenis sel dan kondisi eksperimen.

Sederhanakan Pelepasan Sel dengan Sonikator Pelat Mikro UIP400MTP

Sistem kultur sel adheren memainkan peran penting dalam penelitian toksikologi dan biomedis. Dalam konteks ini, Cruchley-Fuge et al. (2024) menangani tantangan besar dalam proyek PrecisionTox yang berfokus pada pemanfaatan teknologi omik untuk evaluasi bahaya bahan kimia. Proyek tersebut bertujuan menganalisis ribuan sampel yang diberi perlakuan dengan beragam bahan kimia dengan kapasitas pemrosesan sampel yang tinggi. Untuk memenuhi kebutuhan ini, para peneliti mengembangkan alur kerja otomatis yang menggabungkan sonikator UIP400MTP dengan protokol ekstraksi bifasik yang telah mapan untuk analisis kromatografi cair–spektrometri massa (LC-MS). Studi mereka mengevaluasi efektivitas sonikator pelat multisumur UIP400MTP dalam melepaskan sel adheren dibandingkan dengan pengikisan manual dan metode tradisional lainnya.

Menyederhanakan Multiomik: Ekstraksi Sel Adheren Otomatis dengan UIP400MTP

Tim peneliti Laura Cruchley-Fuge dari University of Birmingham menggunakan tiga lini sel manusia: HepG2 (sel kanker hati), HepaRG (sel menyerupai hepatosit yang telah berdiferensiasi), dan H295R (sel kanker adrenal). Sel-sel ini dikultur dalam pelat 24 sumur dan 96 sumur serta dipaparkan pada bahan kimia uji seperti aflatoksin B1 dan forskolin.

Rancangan Eksperimen:

Tahap 1: Optimalisasi pengaturan daya sonikator UIP400MTP dan perbandingan dengan pengikisan sel manual serta penangas air ultrasonik. Sel HepG2 digunakan untuk mengevaluasi perolehan kembali RNA, metabolit, dan lipid.
Tahap 2: Integrasi UIP400MTP ke dalam alur kerja ekstraksi bifasik menggunakan sistem Beckman Coulter i7. Validasi dilakukan menggunakan sel HepaRG dan H295R.

Alur Kerja Ekstraksi: Alur kerja ini mencakup paparan bahan kimia dalam pelat multisumur, pelepasan sel menggunakan UIP400MTP, dan ekstraksi bifasik melalui metode Bligh & Dyer (B&D). Analisis LC-MS dilakukan menggunakan Thermo Scientific Orbitrap Exploris 120 untuk senyawa lipofilik dan polar. Metode B&D, yang merupakan standar emas untuk kuantifikasi lipid, melibatkan ekstraksi dua tahap dengan metanol, kloroform, dan air, diikuti kuantifikasi lipid dalam fase kloroform.

Sonikator pelat mikro UIP400MTP memudahkan pelepasan lini sel adheren dari pelat multisumur dan cawan Petri

Hasil:

Tahap 1: Kondisi sonikasi optimal diidentifikasi pada daya 60%.
UIP400MTP menghasilkan perolehan kembali RNA tertinggi dengan reproduksibilitas yang sangat baik dibandingkan dengan pengikisan manual dan penangas ultrasonik.
Perolehan kembali metabolit polar konsisten di antara berbagai metode, sedangkan perolehan kembali lipid jauh lebih baik dengan UIP400MTP.
Tahap 2: Validasi pada sel HepaRG dan H295R menunjukkan reproduksibilitas yang tinggi dalam data lipidomik dan metabolomik, sebagaimana ditunjukkan oleh skor PCA yang mengelompok secara rapat.
Perlakuan aflatoksin B1 dan forskolin dapat dibedakan secara efektif dari kontrol, yang menegaskan sensitivitas dan keandalan metode tersebut.

“Perangkat sonikasi Hielscher UIP400MTP menyediakan pendekatan alternatif yang berkualitas tinggi dan dapat direproduksi untuk ‘standar emas’ pengikisan sel manual, sehingga menghasilkan rendemen RNA, lipid total, dan metabolit polar total yang lebih tinggi.” (Cruchley-Fuge et al., 2024)

Cruchley-Fuge et al. menyoroti keunggulan sonikator UIP400MTP untuk pemrosesan sel adheren. Dengan menggantikan pengikisan manual, metode ini meningkatkan reproduksibilitas, kapasitas pemrosesan sampel, dan rendemen, sehingga menjadikannya alat yang sangat berharga untuk studi berskala besar seperti PrecisionTox. Integrasi UIP400MTP ke dalam alur kerja otomatis tidak hanya mengurangi variabilitas, tetapi juga menyederhanakan proses yang membutuhkan banyak tenaga, sehingga memungkinkan perolehan data multiomik berkualitas tinggi.

Penelitian Cruchley-Fuge et al. (2024) memudahkan dan menyederhanakan pemrosesan kultur sel adheren untuk analisis multiomik. Integrasi sonikator UIP400MTP dengan alur kerja otomatis memastikan preparasi sampel yang konsisten dan efisien, sehingga sangat sesuai untuk penelitian toksikologi dengan kapasitas pemrosesan sampel yang tinggi.

Hielscher UIP400MTP merupakan sonikator paling fleksibel untuk pelat multi-sumur, pelat PCR, atau tabung sampel Anda. Dengan daya keluaran sonikasi kontinu sebesar 400 watt, alat ini dirancang untuk aplikasi seperti lisis sel, emulsifikasi, ekstraksi protein, fragmentasi DNA / RNA, deaglomerasi, ekstraksi FFPE, dispersi nanomaterial, atau emulsifikasi. UIP400MTP bukan bak ultrasonik. Alat ini merupakan cup horn berintensitas tinggi untuk sonikasi terfokus. Sonikator nonkontak berdaya tinggi ini memberikan sonikasi yang seragam pada semua sumur pelat standar Anda. Anda dapat mengontrol amplitudo, daya, dan pengoperasian berpulsa secara presisi. Pengatur waktu dan probe suhu terintegrasi memastikan hasil yang konsisten. Sonikator pelat UIP400MTP mendinginkan sampel menggunakan bak air (pendingin eksternal opsional).

Desain, Manufaktur, dan Konsultasi – Kualitas Buatan Jerman

Ultrasonikator Hielscher dikenal karena standar kualitas dan desainnya yang tertinggi. Ketangguhan dan kemudahan pengoperasian memungkinkan integrasi ultrasonikator kami secara lancar ke dalam fasilitas industri. Kondisi berat dan lingkungan yang menuntut dapat ditangani dengan mudah oleh ultrasonikator Hielscher.

Hielscher Ultrasonics adalah perusahaan bersertifikasi ISO dan memberikan penekanan khusus pada sonikator berkinerja tinggi yang dilengkapi teknologi mutakhir serta mudah digunakan. Tentu saja, ultrasonikator Hielscher sesuai dengan ketentuan CE dan memenuhi persyaratan UL, CSA, dan RoHs.

Topik Terkait

Literatur / Referensi

FactSheet UIP400MTP Multi-well Plate Sonicator – Non-Contact Sonicator – Hielscher Ultrasonics
Lauren E. Cruchley-Fuge, Martin R. Jones, Ossama Edbali, Gavin R. Lloyd, Ralf J. M. Weber, Andrew D. Southam, Mark R. Viant (2024): Automated extraction of adherent cell lines from 24-well and 96-well plates for multi-omics analysis using the Hielscher UIP400MTP sonicator and Beckman Coulter i7 liquid handling workstation. Metabomeeting 2024, University of Liverpool, 26-28th November 2024.
Dreyer J., Ricci G., van den Berg J., Bhardwaj V., Funk J., Armstrong C., van Batenburg V., Sine C., VanInsberghe M.A., Marsman R., Mandemaker I.K., di Sanzo S., Costantini J., Manzo S.G., Biran A., Burny C., Völker-Albert M., Groth A., Spencer S.L., van Oudenaarden A., Mattiroli F. (2024): Acute multi-level response to defective de novo chromatin assembly in S-phase. Molecular Cell 2024.
Mochizuki, Chika; Taketomi, Yoshitaka; Irie, Atsushi; Kano, Kuniyuki; Nagasaki, Yuki; Miki, Yoshimi; Ono, Takashi; Nishito, Yasumasa; Nakajima, Takahiro; Tomabechi, Yuri; Hanada, Kazuharu; Shirouzu, Mikako; Watanabe, Takashi; Hata, Kousuke; Izumi, Yoshihiro; Bamba, Takeshi; Chun, Jerold; Kudo, Kai; Kotani, Ai; Murakami, Makoto (2024): Secreted phospholipase PLA2G12A-driven lysophospholipid signaling via lipolytic modification of extracellular vesicles facilitates pathogenic Th17 differentiation. BioRxiv 2024.
Cosenza-Contreras M, Seredynska A, Vogele D, Pinter N, Brombacher E, Cueto RF, Dinh TJ, Bernhard P, Rogg M, Liu J, Willems P, Stael S, Huesgen PF, Kuehn EW, Kreutz C, Schell C, Schilling O. (2024): TermineR: Extracting information on endogenous proteolytic processing from shotgun proteomics data. Proteomics. 2024.
De Oliveira A, Cataneli Pereira V, Pinheiro L, Moraes Riboli DF, Benini Martins K, Ribeiro de Souza da Cunha MDL (2016): Antimicrobial Resistance Profile of Planktonic and Biofilm Cells of Staphylococcus aureus and Coagulase-Negative Staphylococci. International Journal of Molecular Sciences 17(9):1423; 2016.
Martins KB, Ferreira AM, Pereira VC, Pinheiro L, Oliveira A, Cunha MLRS (2019): In vitro Effects of Antimicrobial Agents on Planktonic and Biofilm Forms of Staphylococcus saprophyticus Isolated From Patients With Urinary Tract Infections. Frontiers in Microbiology 2019.

Pertanyaan yang Sering Diajukan

Apa Itu Pelepasan Sel?

Pelepasan sel dalam penelitian mengacu pada proses pemisahan sel adheren dari permukaan wadah kultur atau substrat. Proses ini biasanya dilakukan untuk memanen sel bagi aplikasi lanjutan seperti analisis, subkultur, atau kriopreservasi. Pelepasan dapat dilakukan menggunakan metode enzimatik (misalnya tripsin), agen kimia (misalnya EDTA), metode mekanis (misalnya pengikisan), atau teknik fisik seperti sonikasi, tergantung pada jenis sel dan kebutuhan penelitian.

Bagaimana Cara Melepaskan Sel Adheren?

Pelepasan sel adheren menggunakan sonikasi melibatkan penerapan gelombang ultrasonik terfokus untuk mengganggu adhesi sel pada permukaan dalam lingkungan yang terkendali. Secara khusus, sonikator pelat mikro UIP400MTP melakukannya dengan menghasilkan getaran mekanis lokal yang memutus ikatan antara sel dan permukaan kultur. Langkah-langkah utamanya meliputi:

Persiapan: Sel ditumbuhkan dalam pelat multisumur dan dapat dipaparkan pada bahan kimia tertentu sebagai bagian dari rancangan eksperimen.
Sonikasi: Sonikator UIP400MTP diprogram dengan pengaturan yang telah dioptimalkan (misalnya daya 60%) untuk memastikan pelepasan yang efektif tanpa merusak sel atau mengganggu integritas biomolekul.
Pengendalian Suhu: Perangkat mempertahankan kestabilan suhu untuk mencegah degradasi sel atau molekul akibat panas selama proses berlangsung.
Setelah Pelepasan: Sel yang telah dilepaskan menjalani protokol ekstraksi lanjutan, seperti metode bifasik Bligh & Dyer, untuk memperoleh kembali RNA, lipid, dan metabolit.

Metode ini lebih unggul dibandingkan dengan pengikisan manual berkat otomatisasi, reproduksibilitas, dan kemampuannya untuk memproses sampel secara efisien dengan kapasitas pemrosesan sampel yang tinggi.

Apa Itu Pelepasan Sel Tanpa Kerusakan?

Pelepasan sel tanpa kerusakan mengacu pada proses pemisahan sel adheren dari substratnya tanpa mengganggu viabilitas, integritas, atau fungsi sel. Hal ini dicapai menggunakan metode lembut seperti sonikasi terkendali atau larutan bebas enzim.
Menghindari kerusakan sel sangat penting untuk mempertahankan karakteristik struktural dan molekuler sel, yang diperlukan untuk aplikasi lanjutan yang akurat seperti analisis multiomik, uji fungsional, atau penggunaan terapeutik. Sel yang rusak dapat melepaskan isi intraseluler, yang berpotensi mengacaukan hasil eksperimen atau menurunkan kualitas sampel.

Apa Keunggulan Pelepasan Sel Tanpa Enzim?

Pelepasan sel tanpa enzim menawarkan beberapa keunggulan, termasuk mempertahankan protein dan reseptor permukaan sel, menjaga viabilitas sel, serta menghindari potensi kerusakan enzimatik pada biomolekul. Pendekatan ini sangat bermanfaat untuk aplikasi lanjutan yang sensitif, seperti sitometri alir, proteomik, atau uji fungsional, ketika perubahan akibat enzim dapat menurunkan kualitas data atau memengaruhi hasil eksperimen. Selain itu, metode tanpa enzim sering kali lebih dapat direproduksi dan dapat disesuaikan untuk alur kerja dengan kapasitas pemrosesan sampel yang tinggi.