超音波ホモジナイザーの使い方
タンパク質、オルガネラ、酵素、活性化合物などの細胞内高分子の精製や特性評価を行う前に、組織溶解や細胞崩壊のための効率的な方法を採用することが不可欠である。超音波処理は、細胞内物質を迅速に緩衝液中に放出する、細胞調製のための非常に効果的な技術である。超音波組織ホモジナイゼーション中に発生する機械的せん断力は、特定の材料に合わせて正確に調整することができる。これにより、より穏やかな超音波処理による軟組織の穏やかな調製やDNA/RNAの剪断、また破壊的な細胞破砕のための強力な超音波キャビテーション(例えば、ナノクロロプシスや酵母)が可能になります。
以下は、超音波組織ホモジナイザーまたは細胞破砕機を使用してサンプルを効率的に調製するための推奨超音波処理プロトコールとガイドラインとともに、組織、細胞、その他の生物学的物質の抜粋です。
ラボ用ウルトラソニケーター UP200Ht(200W、26kHz) サンプル前処理作業用
生物学的材料からライセート、ホモジネート、抽出物を調製する方法
アルファベット順
アセトバクター・サブオキシダンス
放線菌
ALPおよびLDH活性
非晶質リン酸三カルシウム(ATCP)
ヒドロキシアパタイト形成のための極めて反応性の高い前駆体であるATCPナノ粒子を、PLGAを基準として5%(w/w)のTween20を含むクロロホルム中に、Hielscher社製超音波装置UP400Sを用いて320Wで5分間分散させた。
デバイスの推奨:
UP400S
参考文献/研究論文:
Mohn, Dirk; Ege, Duygu; Feldman, Kirifl; Schneider, Oliver D; Imfeld, Thomas; Boccaccini, Aldo R. (2014): 球状リン酸カルシウムナノ粒子フィラーは、高い生物活性を有する骨固定デバイスのポリマー加工を可能にする。 フリー・ライブラリー 2010年05月01日2014年1月21日
アントシアニン
アントシアニン:ピオニジン、マルビジン、シアニジン、ペチュニジン、デルフィニジンのジグルコシド、モノグルコシド、アシル化モノグルコシド、アシル化ジグルコシド:ブドウ果皮から40秒で抽出。
デバイスの推奨:
UP100H
アントラキノン
アプリコットの種
タカよもぎ
アスペルギルス・フラバス
B. sphaericus / バチルス・スフェリカス
炭疽菌34F2胞子
Bacillus anthracis sterne 34F2、Bacillus cereus ATCC 21281、Bacillus thuringiensis ATCC 33680芽胞の超音波除去。150ppmの次亜塩素酸ナトリウムと超音波を併用すると、芽胞は不活化された。
デバイスの推奨:
UP200S 100%振幅時
参考文献/研究論文:
Pamarthi, S.R. et al:さまざまな接触面に付着した複雑な食品マトリックスに包埋されたバチルス属芽胞の脱油における 超音波の有効性。
セレウス菌ATCC 21281芽胞
Bacillus anthracis sterne 34F2、Bacillus cereus ATCC 21281、Bacillus thuringiensis ATCC 33680芽胞の超音波除去。150ppmの次亜塩素酸ナトリウムと超音波を併用すると、芽胞は不活化された。
デバイスの推奨:
UP200S 100%振幅時
参考文献/研究論文:
Pamarthi, S.R. et al:さまざまな接触面に付着した複雑な食品マトリックスに包埋されたバチルス属芽胞の脱油における 超音波の有効性。
枯草菌
低容量の細菌懸濁液で高出力、低周波数の超音波を照射すると、細菌細胞数は継続的に減少する。大容量では、超音波処理により細胞数が初期に上昇し、細菌の非集積化が示唆されるが、非集積化が終了して死滅率がより重要になるにつれて、この初期上昇も低下する。
デバイスの推奨:
UP200St
参考文献/研究論文:
Joyce, E.; Phull, S. S.; Lorimer, J. P.; Mason, T. J. (2003):細菌懸濁液処理のための超音波の開発と評価。培養バチルス種に対する周波数、出力、超音波処理時間の研究。Ultrason.Sonochem.10/2003.315-318.
Barley's Alpha-amylase
大麦のα-アミラーゼ活性の刺激または阻害:試料(大麦種子10g)を水道水80mlに分散させ、超音波強度20、60、100%、振動数50%で、さらに撹拌しながら直接超音波処理を行った。ソノトロードは溶液中に約9mm浸漬した。溶液は30℃の一定温度で5分、10分、15分間処理した。
デバイスの推奨:
UP200S振幅:20、60、100%;50%;ソノトロードS3、30℃。
参考文献/研究論文:
Yaldagard et al:種子の播種後処理による大麦のα-アミラーゼ活性に及ぼす超音波パワーの影響
フジツボ幼生
中生プランクトンの細胞破壊/死滅:4つの流速(200、400、520、800 lh-1)と4つの振幅(25、50、75、100 %)の条件で超音波処理を行い、61~97 %の死滅率を達成した。
デバイスの推奨:
UIP2000hd
参考文献/研究論文:
Viitasloら(2005):バラスト水処理としてのオゾン、紫外線、超音波、過酸化水素 – 低塩汽水中における中生植物プランクトンの実験。
ビフィズス菌株:B. breve ATCC 15700、B. animalis subsp. Lactis (BB-12)、B. longum (BB-46)
ビフィズス菌の細胞破壊とβ-ガラクトシダーゼの遊離:B. breve ATCC 15700, B. animalis subsp. Lactis (BB-12), B. longum (BB-46):100mLの低温殺菌牛乳に超音波を照射した。キャビテーションにより菌細胞が破壊され、同時にß-ガラクトシダーゼが放出される。
デバイスの推奨:
UIP1000hd振幅:10%、出力:80W、振幅:100%、出力:200W;ソノトロードBS2d34;15-30分。
参考文献/研究論文:
Hung et al:プロバイオティクスを用いた超音波補助ヨーグルト発酵。
BL21(DE3)pAtHNL細胞(シロイヌナズナ細胞)
細胞破砕:15gのBL21-(DE3)_pAtHNL細胞を50mMリン酸カリウム緩衝液(pH7.5)に0℃でゆっくり懸濁した。
デバイスの推奨:
UP200S +ソノトロードS14D:70W/cm2(4×5分)、氷浴で冷却
参考文献/研究論文:
Okrob, D. et al (2009):シロイヌナズナ由来ヒドロキシニトリルリアーゼ:純触媒および固定化触媒によるエナンチオピュアシアノヒドリン合成の反応パラメータの同定。Adv. Synth.Catal.2011, 353, 2399 - 2408.
血球(赤血球と白血球)
ボルドーの葉のボルディン(ペウムス・ボルタス・モリーナ)
ボルドーの重要な活性化合物はボルディン((S)-2,9-dihydroxy-1,10-dimethoxiaporphine)で、カテキン((2S,3R)-2-(3,4-dihydroxy-phenyl)-3,4-dihydro-1(2H)-benzopyran-3,5,7-triol)とともにボルドー葉のアルカロイドおよびフラボノイド画分の主成分である。ボルジンは強力な抗酸化剤であり、過酸化フリーラジカルを介する損傷を受け、効率的なヒドロキシラジカルスカベンジャーとして働く。
抽出手順: 典型的な抽出手順として、ボルドーの葉のサンプルを1Lの蒸留水で大気圧下、超音波装置を用いて抽出した。 UIP1000hd をバッチ式およびフロースルー式で行った。抽出時間は10~40分、超音波強度は10~23W/cm。2温度範囲は10~70℃である。最良の結果は次の条件で得られた:超音波強度23 W/cm2 温度36℃で40分間
結果 分析結果は、高出力超音波処理によって、従来の方法と比較して、ボルドの植物性マトリックス材料の分析対象物の放出が著しく促進されることを示している:従来の抽出時間が2時間であったのに対し、超音波処理では30分で同等の収量が放出された。
Chemat(2013)らは、超音波アシスト抽出が、抽出物の濃度を高めて抽出時間を短縮する一方で、植物抽出の効率を向上させることを示した(溶媒と植物の量は同じ)。分析の結果、最適化された条件は以下の通りであった:超音波出力23 W/cm2 と UIP1000hd を40分間、温度36℃で行った。超音波抽出の最適化されたパラメーターは、従来の浸漬法と比較して、プロセス時間(120分ではなく30分)、高い収率、高いエネルギー効率、改善された清浄度、高い安全性、より良い製品品質の点で優れた抽出を提供する。
デバイスの推奨:
UIP1000hd ソノトロードBS2d34とフローセル付き
参考文献/研究論文:
Petigny, L.; Périno-Issartier, S.; Wajsman, J.; Chemat, F. (2013): ボルド葉(Peumus boldus Mol.)のバッチおよび連続超音波補助抽出. インターナショナル・ジャーナル・オブ・モレキュラーサイエンス 14, 2013.5750-5764.
ウシ血清アルブミン(BSA)
40秒でポリ乳酸-コ-グリコール酸にマイクロカプセル化。
デバイスの推奨:
GDミニ
参考文献/研究論文:
Freitas et al:溶媒抽出によるミクロスフェアの無菌製造のための静的マイクロミキシングと組み合わせたフロースルー超音波乳化。
脳幹+副腎
カンジダ・アルビカンス
炭水化物、多糖類、その他の機能性化合物
ローズマリー由来のカルノシン酸
カプサイシノイド
唐辛子からのカプサイシノイド(カプサイシン、ノルジヒドロカプサイシン)の抽出:唐辛子からのカプサイシノイド トウガラシ ペッパーは以下の条件で超音波抽出した:溶媒:95%(v/v)エタノール、溶媒/質量比10ml/g、超音波抽出時間40分、抽出温度45℃。抽出物の収率:カプサイシノイドの85
デバイスの推奨:
UP400S
カロテノイド、ベータカロテノイド
cDNA
Poly-A RNAはDynabeads mRNA purification kit (Invitrogen)を用いて製造者の指示に従って精製し、TURBO DNase (Ambion; 0.2 units/1 μg of RNA)を用いて37℃で30分間処理した。一本鎖および二本鎖合成は、製造業者のプロトコールに従った。約500ngの二本鎖cDNAをHielscher'sで超音波処理して断片化した。 UTR200.DNAを2%高分解能アガロースゲルで分画し、230-270bpの断片を切り出した。
デバイスの推奨:
UTR200 または TD_カップホーン
参考文献/研究論文:
Delft, J. van; Gaj, St.; Lienhard,M.; Albrecht, M. W.; Kirpiy, A.; Brauers, K.; Claessen, S.; Lizarraga, D.; Lehrach, H.; Herwig, R.; Kleinjans, J. (2012): RNA-Seqによる発がん物質ベンゾ[a]ピレンによるトランスクリプトーム応答の新たな知見。 毒性科学 130/2, 2012.427-439.
カリオファノン・ラタム
セルロース
均質化/同位体的に均質なセルロースの調製。
デバイスの推奨:
UP200S氷水で冷やす
参考文献/研究論文:
Laumerら(2009):安定同位体分析に微量試料を使用するための、セルロースのホモジナイズに関する新しいアプローチ。
ユーカリセルロースCNCから調製したセルロースナノ結晶(CNC)
ユーカリセルロースCNCから調製したセルロースナノ結晶(CNC)を、塩化メチルアジポイル(CNCm)または酢酸と硫酸の混合物(CNCa)との反応により修飾した。そこで、凍結乾燥したCNC、CNCmおよびCNCaを0.1 wt%の純溶媒(EA、THFまたはDMF)に再分散させ、(24±1)℃で一晩磁気攪拌した後、130 W/cm2のソノトロードを装備したUP100H Hielscher Ultrasonics(ドイツ)を用いて、24±1 degCで20分間超音波処理した。その後、最終ポリマー濃度が0.9 wt%になるようにCABをCNC分散液に添加した。
デバイスの推奨:
UP100H24℃で20分間。
参考文献/研究論文:
Blachechen, L. S. et al (2013):セルロースナノ結晶のコロイド安定性とセルロースアセテートブチレートマトリックス中の分散性の相互作用。Cellulose 2013.
サトウキビバガス由来セルロース
ChIPアッセイ
超音波処理は、クロマチンを遊離させるために細胞溶解に使用される。クロマチンを断片化するには、マイルドな(パルス状の)超音波処理が用いられる。さらに、超音波は抗体と標的タンパク質との結合を促進し、免疫沈降時間を短縮する。
デバイスの推奨:
UP100H
参考文献/研究論文:
Basselet, P. et al:DNAチップアレイを用いた腸管出血性大腸菌(EHEC)解析のためのサンプル処理。
Lauri, A. (2005):X-ChIPとツーハイブリッド技術による花弁形成の分子生物学的解析。2005年ケルン大学学位論文。
クロマチン
クロマチンの剪断
デバイスの推奨:
UP400S振幅30%、サイクル0.5、氷上。
参考文献/研究論文:
Oh et al:アセチル-CoAカルボキシラーゼ遺伝子は肝臓のSterol Regulatory Element-binding Protein-1によって制御されている。
クロマチン抽出
MEL DS19 細胞の溶解液を、Hielscher 200W 超音波プロセッサー UP200H を用いて、最大出力の 70%で 20 秒間ずつ 10 ラウンド超音波処理した。
デバイスの推奨:
UP200H最大出力の70%;パルス・モード:20秒×10サイクル
参考文献/研究論文:
Kang, H. Ch. et al (2010):PIAS1は赤血球特異的a-グロビン発現におけるCP2c局在と活性プロモーター複合体形成を制御する。Nucleic Acids Res. 38/ 16, 2010.
クロマトグラフィー
溶媒中で吸着剤を超音波処理することにより、数秒で凝集物を除去し、均一で充填しやすいカラムを調製します。カラムクロマトグラフィー前の吸着剤調製(シリカゲルなど)に適しています。
デバイスの推奨:
UP400S
枝角類
中層プランクトンの細胞破壊
デバイスの推奨:
UP2000hd フローセル付き
参考文献/研究論文:
Viitasloら(2005):バラスト水処理としてのオゾン、紫外線、超音波、過酸化水素 – 低塩汽水中における中生植物プランクトンの実験。
カイアシ成虫とカイアシ類
中層プランクトンの細胞破壊:4種類の流量(200、400、520、800 lh-1)と4種類の振幅(25、50、75、100%)の条件で超音波処理を行い、87~99%の殺滅率を達成した。
デバイスの推奨:
UIP2000hd フローセル付き
参考文献/研究論文:
Viitasloら(2005):バラスト水処理としてのオゾン、紫外線、超音波、過酸化水素 – 低塩汽水中における中生植物プランクトンの実験。
カイアシ類
中層プランクトンの細胞破壊:4種類の流量(200、400、520、800 lh-1)と4種類の振幅(25、50、75、100%)の条件で超音波処理を行い、87~99%の殺滅率を達成した。
デバイスの推奨:
UIP2000hd フローセル付き
参考文献/研究論文:
Viitasloら(2005):バラスト水処理としてのオゾン、紫外線、超音波、過酸化水素 – 低塩汽水中における中生植物プランクトンの実験。
COS7細胞
クリプトスポリジウム・パーバウム
水中におけるクリプトスポリジウム・パルバウム(原虫)の超音波不活性化。
デバイスの推奨:
UP400S
参考文献/研究論文:
塚本伊知郎;Yim, B.;Stavarache,C.E.;古田雅彦;橋場一彦;前田康夫(2004):超音波照射によるSaccharomyces cerevisiaeの不活化.超音波ソノケミストリー 11/2004.
クボソーム
クボソーム – 空または蛍光分子をドープしたもの – は、超音波発生装置UP100Hを用いて、プルロニックF108の溶液に適量のモノオレインを分散させることにより調製した。蛍光性キュボソームを得るために、プルロニックF108に分散させる前に、穏やかに超音波をかけることで蛍光団を溶融したモノオレインに分散させた。蛍光性キュボソームにケルセチンを担持させる場合も、同じ手順を踏んだ。
サンプル:サンプルサイズ:4 mL – 約96.4wt%の水、3.3wt%のモノオレイン、0.3wt%のプルロニックF108。フルオロフォアの割合は2.5×10-3および2.8×10-3wt%であった。ケルセチンの添加量:6.4 × 10-6 wt%。
ソニケーション: UP100H振幅90%、パルス周期0.9、10分間。
デバイスの推奨:
UP100H
参考文献/研究論文:
Murgia, S.; Bonacchi,S.; Falchi, A. M.; Lampis, S.; Lippolis, V.; Meli, V.; Monduzzi, M.; Prodi, L.; Schmidt, J.; Talmon, Y.; Caltagirone, C. (2013):Drug-Loaded Fluorescent Cubosomes:薬剤を担持した蛍光キューボソーム: Theranostic Applicationsのための汎用ナノ粒子。Langmuir 29, 2013.6673-6679.
デッケラ・ブルクセレンシス
水中におけるDekkera bruxellensisの超音波不活性化処理
デバイスの推奨:
UIP1500hd
参考文献/研究論文:
Borthwick, K. A. J.; Coakley, W. T.; McDonnell, M. B.; Nowotny, H.; Benes, E.; Grfschl, .M (2005): 細胞破砕用小型ソニケーターの開発。J. Microbio.Meths.60/2005. 207-216頁。/ Lörincz, A. (2004):水性懸濁液中の酵母の超音波細胞破砕。Biosys.Eng.297-308 頁。/ 塚本一彦;Yim, B.;Stavarache,C.E.;古田雅彦;橋場一彦;前田康夫(2004):超音波照射によるSaccharomyces cerevisiaeの不活性化.Ultrason.Sonochem.61-65.
デッケラ/ブレタノマイセス・ブルクセレンシス
DNA
キイロショウジョウバエS2細胞
Drosophila melanogaster S2細胞からの細胞タンパク質の抽出:凍結したS2細胞(1.56108個)を1mLの氷冷ホモジナイズバッファー(100mM Tris-HCl pH7.5、1% SDS)で溶解し、氷上で10分間放置した。Hielscher UP200S超音波プロセッサーを用いて、氷上で超音波処理(6615バースト、0.5秒パルス、強度75%)を行い、細胞溶解を完了した。
デバイスの推奨:
UP200S (200W)、75%インテンシティパルスモード:6615バースト、0.5秒パルス。
参考文献/研究論文:
Schwientek, T. et al:Drosophila melanogaster S2細胞のムチンタイプO-糖プロテオームに対する連続レクチンアプローチ。プロテオミクス 7, 2007.3264-3277.
大腸菌誘導体
大腸菌誘導体の細胞破砕:Vculture = 4/OD mLのサンプル量に相当する凍結ペレットを580μLの10mMリン酸カリウム緩衝液pH7、1mM EDTAに懸濁した。20μLのリゾチーム(濃度1g L-1)を加え、細胞懸濁液を氷上で約30分間インキュベートした。その後、氷上で超音波破砕機(UP 200S Ultraschallprozessor, Dr. Hielscher GmbH, Teltow)を用いて、振幅50%で20秒間、連続的に超音波破砕を行った。13000rpm、20分間の遠心分離により、可溶性細胞画分と不溶性細胞画分を分離した。不溶性タンパク質は10mMリン酸カリウム緩衝液pH7、1mM EDTAで2回洗浄し、-20℃で保存した。
デバイスの推奨:
UP200S 振幅50
参考文献/研究論文:
HA (2005):大腸菌の小型熱ショックタンパク質IbpAとIbpBが封入体のin vivo再活性化に及ぼす影響を探る。
エキノコックス顆粒菌抗原
細胞の溶解と分解:液体窒素中で凍結融解し、42◦Cで調製した成熟E. granulosusのタンパク質可溶性のホモジナイズサンプルを、110V、170Wで3分間超音波処理した。×氷上で15秒。その後、10000gで15分間遠心した。タンパク質濃度はBradford法で測定し、-20℃で保存した。
デバイスの推奨:
UP200S170W、氷上で冷却;15秒×3回。
参考文献/研究論文:
Tabar et al:エキノコッカス・グラヌロサス(Echinococcus granulosus)抗原の水腫液、プロトスコレックスおよび全身を用いたヒツジ水腫症の血清診断.
大腸菌Gr
牛乳およびジュース中の大腸菌Gr-の超音波による不活化。
デバイスの推奨:
UP100H
参考文献/研究論文:
Zenker, M.; Heinz, V.; Knorr, D. (2003):液体食品の保存と品質保持のための超音波補助熱処理の応用。J Food Prot 66/2003.
大腸菌Gr-生理食塩水中
生理食塩水中における大腸菌Gr-の超音波不活化。
デバイスの推奨:
UP100H
参考文献/研究論文:
Duckhouse, H.; Mason, T. J.; Phull, S. S.; Lorimer, J. P. (2004):次亜塩素酸塩を用いた微生物消毒における超音波処理の効果。Ultrason.Sonochem.11/ 2004. pp.
大腸菌Gr-水中
水中における大腸菌Gr-の超音波不活性化。
デバイスの推奨:
UP100H
参考文献/研究論文:
古田稔彦;山口雅史;塚本哲也;Yim, B.; Stavarache, C. E.; Hasiba, K.; Maeda, Y. (2004):超音波照射による大腸菌の不活化.Ultrason.Sonochem.11/2004.
緑内障、視神経頭部
視神経頭部(ラット眼球)のRNA断片化:視神経頭部(ONH)をドライアイス上で凍結し、抽出前に80℃で保存した。MS 0.5プローブ(UP50H)を用い、キットの抽出バッファー中で凍結神経頭を超音波処理し、Arcturusキットの指示に従い、DNAを除去するためのDNase処理を行うことにより、RNAを単離した。精製したRNAを定量した。
デバイスの推奨:
UP50H プローブMS0.5付き
参考文献/研究論文:
Johnson et al:ラット緑内障モデルにおける眼圧上昇曝露後の視神経頭部遺伝子発現のグローバルな変化。
グリコサミノグリカン コンドロイチン硫酸(CS)
ジメチルメチレンブルーアッセイによるCSの測定
細胞の再懸濁:微量遠心チューブに入れたCSペレットを、Hank's balanced salt solution(HBSS)中の0.1mg/mlのパパイン溶液0.5mlに、超音波ホーン(UP 100H, Hielscher Ultrasonics GmbH, Germany)からサイクル1、振幅100%のパルスを3秒間用いて再懸濁した。その後、60℃で24時間消化した。
酵素結合免疫吸着測定法(ELISA)のために、細胞を106個/mlの濃度で蒸留脱イオン水に懸濁し、細胞溶解を促進するために-70℃の冷凍庫に一晩保存した。その後、Hielscher社製の超音波組織ホモジナイザーUP100Hを用い、40秒間超音波処理を行い、細胞をホモジナイズした。
デバイスの推奨:
UP100H
参考文献/研究論文:
Vandrovcova et al:ポリ乳酸-コ-グリコリド(PLGA)上のコラーゲンおよびコンドロイチン硫酸(CS)コーティングがMG 63骨芽細胞様細胞に及ぼす影響。Physiol.Res. 60; 2011.797-813.
HaCaT細胞
クロマチン免疫沈降(ChIP)のためのHaCaT細胞の溶解:HaCaT細胞を1%ホルムアルデヒドで37℃で10分間固定した。固定した細胞をRIPAバッファーで溶解し、氷上で100Wの超音波装置を用いて、振幅=1、デューティーサイクル=100%で、1分間(12回×1分間)のパルスを12回行った。
デバイスの推奨:
UP100H氷上で12分間、
参考文献/研究論文:
Zhangら(2007):バソヌクリンはHaCaT細胞のリボソームRNA遺伝子のサブセットを制御する。
ヘパリンヘパリンの解重合
超音波法は低分子量ヘパリン(LMWH)の製造を可能にする。そのため、ヘパリンは過酸化水素触媒によるラジカル解重合を受ける。物理化学的解重合プロセスは穏やかな反応条件に依存し、過酷な試薬や有毒な試薬を必要とせず、化学的アーチファクトのない製品を提供する。従って、超音波プロセスはLMWHだけでなく、天然の硫酸化多糖類から製造される類似体の大量生産にも適している。
超音波処置:
超音波アシストラジカル解重合による未分画ヘパリンの物理化学的解重合では、ヘパリンを最終濃度25 mg/mL(5 mL)になるように水に溶解した。反応混合物をプローブ型超音波発生器を用いて超音波処理した。 UP50H.超音波処理装置は直径3mmのプローブ(マイクロチップMS3)を備え、180μmの振幅を与えた。このプロセッサーは、電気的励起によって周波数30kHzの機械的縦振動を発生させた。反応混合物はRadleys®リアクター内で60℃に保たれ、超音波は混合物の加熱を防ぐために0.5秒パルスとして印加された。過酸化水素の添加と超音波の印加を同時に行うことで、反応開始前の溶液からゼロ時間分注(250μl)を除去した。過酸化水素は、最終的な過酸化水素/ヘパリン(w/w)比が0.15(3.75 mg/mL)になるように添加した。
デバイスの推奨:
UP50H ソノトロードMS3付き
参考文献/研究論文:
Achour, Oussama; Bridiau, Nicolas; Godhbani, Azza; Le Joubioux, Florian; Bordenave Juchereau, Stephanie; Sannier, Fredéric; Piot, Jean-Marie; Fruitier Arnaudin, Ingrid; Maugard, Thierry (2013): 抗凝固活性を有する低分子量ヘパリン(LMWH)の超音波支援調製。 糖質ポリマー 97; 2013.684-689.
ホップ
乳酸菌(各種乳酸菌株の溶解/DNA分離)
乳酸菌株:L. pontis、L. sanfranciscensis、L. farciminis、L. panis、L. oris、L. vaginalisおよびL. reuteri、L. sp.
手順単一コロニーのDNA分離のために、超音波溶解プロトコルを開発した。コロニー1個(直径2〜3mm)を100μlの溶解バッファー(20mM EDTA、10mM Tris [pH7.9]、1% Triton X-100、500mM Guanidine-HCl、250mM NaCl)に懸濁した。細胞をプローブ型超音波処理装置で1分間超音波処理して溶解した。 UP50H.150μlの冷エタノール(-20℃)を加えた後、混合物をQIAamp tissue kitのスピンカラム上で遠心分離し、最後に60μlのバッファー(10mM Tris [pH7,5])で溶出した。
単一の純粋培養を迅速かつ確実に同定するためのツールとして、PCRアッセイを迅速なDNA分離手順と組み合わせた。時間のかかる酵素的溶解手順と、リゾチームに対する細菌の感受性のばらつきは、細胞を超音波処理し、その後DNAをシリカマトリックスに結合させて精製・濃縮することで克服した。PCRには1コロニーの細胞材料で十分であることがわかった。
デバイスの推奨:
UP50H
参考文献/研究論文:
Müller, M. R. A. (2000):分子生物学的手法を用いた穀類発酵の微生物生態系の特性化。ケルン大学学位論文、2000年。
ラクトバチルス・アシドフィルスGr+菌
牛乳およびジュース中の乳酸菌Gr+の超音波不活性化。
デバイスの推奨:
UIP500hd
参考文献/研究論文:
Zenker, M.; Heinz, V.; Knorr, D. (2003):液体食品の保存と品質保持のための超音波補助熱処理の応用。J Food Prot 66/2003.
希釈培地中のレジオネラ・ニューモフィラGr+菌
希釈培地中のLegionella pneumophila Gr+の超音波による不活化。
デバイスの推奨:
UIP500hd
参考文献/研究論文:
Dadjour、M. F.; Ogino、C.; Matsumura、S.; Nakamura、S.; Shimizu N. (2006): 酸化チタンを用いた超音波処理によるレジオネラ・ニューモフィラの殺菌.Water Res 40/2006.
レウコノストック・メセンテロイデス
骨髄球性白血病における白血球リゾチーム活性:細胞懸濁液を15分間超音波処理し、リゾチーム活性を測定した。白血球のリゾチーム濃度ug./10細胞を測定した。
デバイスの推奨:
UP50H
骨髄球性白血病における白血球アイソザイム活性
リポソーム
マラカイト・グリーン
マラカイトグリーン(強力な殺菌剤)の音波光触媒分解:光触媒のみによる分解は超音波分解よりもかなり速く、2つのプロセスを組み合わせることで効率を向上させることができる。強力な殺菌剤であるマラカイトグリーンは海洋細菌に対して非常に強い生態毒性を持つが、毒性の低い、あるいは毒性のない有機物に変換される。
デバイスの推奨:
UP400S
マンギフェリンアシル化
マンギフェリン(1,3,6,7-テトラヒドロキシ-2-[3,4,5-トリヒドロキシ-6-(ヒドロキシメチル)オキサン-2-イル]キサンテン-9-オン;式C19H18O11は、多くの植物種に含まれるC-グリコシルキサントン構造のポリフェノールである。マンギフェリンは様々な薬理活性を示す。マンギフェリンの位置選択的アシル化は、超音波照射下でリパーゼにより非常に効率的に触媒できる。従来の方法と比較して、超音波アシスト触媒反応は反応時間が短く、収率が高いという利点がある。超音波によるマンギフェリンアシル化の最適条件は以下の通りである:
リパーゼPCL, アシル供与体: 酢酸ビニル; 反応溶媒:反応溶媒:DMSO、反応温度45℃、超音波出力:200W;基質比:アシル供与体/マンギフェリン 6/1、酵素負荷量6 mg/ml
位置選択的アシル化収率は最大84%であった。
デバイスの推奨:
UP200St または UP200Ht
参考文献/研究論文:
cp:Wang, Z.; Wang, R.; Tian, J.; Zhao, B; Wei, X.F.; Su, Y.L.; Li, C.Y.; Cao, S.G.; Wang, L. (2010): 非水溶媒中におけるリパーゼ触媒を用いたマンギフェリンの位置選択的アシル化反応における超音波の効果.J. Asian Nat Prod.Res. 12/1, 2010.56-63.
分子抽出
石膏、レオライト、玄武岩、エッジフェルアッシュ、黒曜石ガラスからの抽出プロトコル:
レゴリスまたは砕石のサンプル1gを超音波照射下で液体抽出し、目的分子を抽出・可溶化する。そこで、ガラス試験管に入れた1gのアナログ試料に3mlのMeOH P80を加え、超音波プローブ型装置で20分間超音波照射した UP50H を振幅40%に設定した。混合物を10分間放置し、沈殿したアナログサンプルの上に形成された濁った上清を1.5ml遠沈管にデカントした。疎水性ポリマー製遠心チューブの表面への吸着による抽出成分の損失を最小限に抑えるため、まずチューブを100mM HEPES pH7.4中0.5%(w/v)BSAでブロッキングした。上清は17000G、10分間の遠心分離で清澄化し、イムノアッセイで試験するまでガラスバイアルに入れ2~8℃で保存した。
デバイスの推奨:
UP50H
参考文献/研究論文:
Rix, C.(2012):火星の生命検出とライフマーカー・チップ:火星サンプルの液体抽出物中の有機分子を検出するための抗体アッセイ。Dissertation Cranfield University 2012.
マウス肝ペレット
ペレットを洗浄し、さらに0.5 mLのLB2で5分間超音波処理した後、12,000 gでさらに20分間遠心し、得られた上清の2つのフラクションを回収した。最後に、ペレットを40mMトリス塩基、5M尿素、2Mチオ尿素、4%CHAPS、100mM DTT、0.5%(v/v)biolyte 3-10(LB3)を含む0.5mLのバッファーで溶解し、超音波処理し、12,000gで20分間遠心した。
デバイスの推奨:
UP200S5分間。
参考文献/研究論文:
Gazzanaら(2009):マウス肝プロテオームに関する最新情報。
マウス肝臓懸濁液
試料をホモジナイズして細胞溶解液を調製する。
デバイスの推奨:
UP200S20秒×3回。
参考文献/研究論文:
Gazzanaら(2009):マウス肝プロテオームに関する最新情報。
ペニシリウム・デジタトゥム
サブロー培地におけるPenicillium digitatum(植物病原菌)の超音波不活性化。
デバイスの推奨:
UP200St
参考文献/研究論文:
López-Malo, A.; Palou, E.; Jiménez-Fernández, M.; Alzamora, S. M.; Guerrero, S. (2005):Alzamora S. M.; Guerrero, S. (2005): 加熱殺菌と抗菌剤を組み合わせた多因子による真菌の不活性化。J. Food Eng.67/ 2005. pp.
スピルリナ由来フィコシアニン(Arthrospira platensis)
植物細胞と植物組織
30%充填植物細胞(W/V)と蒸留水を1~15分間超音波処理し、植物組織を崩壊させる:アルコールに懸濁させた乾燥組織1gを、約5分間の超音波処理で崩壊させる。
デバイスの推奨:
UP100H
血小板
きくらげ
ポリ乳酸-グリコール酸(PLGA
40秒間の超音波処理によるウシ血清アルブミン(BSA)担持ポリ乳酸-グリコール酸(PLGA)の調製。
デバイスの推奨:
ドミニ40秒間。
参考文献/研究論文:
Freitas et al:溶媒抽出によるミクロスフェアの無菌製造のための静的マイクロミキシングと組み合わせたフロースルー超音波乳化。
リンゴ由来ポリフェノール
リンゴからのポリフェノールの超音波抽出。溶媒:水。収率6%向上;超音波照射強度:20~75W/ml;プロセス温度:80℃に加熱。
デバイスの推奨:
UIP2000hd
参考文献/研究論文:
Vilkhu, K.; Manasseh, R.; Mawson, R.; Ashokkumar, M. (2011):食品成分の超音波回収と改質。In:Feng/ Barbosa-Cánovas/ Weiss (2011):食品およびバイオプロセスのための超音波技術。ニューヨーク:Springer, 2011.345-368.
紅茶由来ポリフェノール
紅茶からのポリフェノールの超音波抽出。溶媒:水。収率6~18%向上;超音波照射強度:8~10W/ml;常圧、プロセス温度:90℃に加熱。
デバイスの推奨:
UIP2000hd
参考文献/研究論文:
Vilkhu, K.; Manasseh, R.; Mawson, R.; Ashokkumar, M. (2011):食品成分の超音波回収と改質。In:Feng/ Barbosa-Cánovas/ Weiss (2011):食品およびバイオプロセスのための超音波技術。ニューヨーク:Springer, 2011.345-368.
赤ブドウ果皮のポリフェノール
赤ブドウ果皮からのポリフェノールの超音波抽出。溶媒:水。収量11~35%増加;超音波処理強度:20~75W/ml;常圧。
デバイスの推奨:
UIP2000hd
参考文献/研究論文:
Vilkhu, K.; Manasseh, R.; Mawson, R.; Ashokkumar, M. (2011):食品成分の超音波回収と改質。In:Feng/ Barbosa-Cánovas/ Weiss (2011):食品およびバイオプロセスのための超音波技術。ニューヨーク:Springer, 2011.345-368.
緑茶由来のポリフェノール、アミノ酸、カフェイン
豚肉豚ロース肉の下処理
超音波アシスト塩漬は、豚ロース肉(最長筋)を塩化ナトリウム塩水(40 g L-1)に浸漬し、5℃で低周波超音波(20 kHz)を低強度(2~4 W/cm-2)で処理した。ブタ組織の微細構造、タンパク質の変性、水結合能(WBC)、保水能(WHC)、塩化ナトリウム拡散係数(D)、および肉の食感プロファイル(TPA)に及ぼす超音波アシスト硬化の影響を調査した。その結果、超音波処理は食肉組織に好ましい微細構造の変化を引き起こした。タンブリングおよびスタティック・ブラインドの両サンプルと比較して、超音波処理により保水力と食感特性が改善された。しかし、これらの好影響は超音波強度に大きく依存した。より高い強度および/またはより長い処理時間は、タンパク質の変性を引き起こした。一定の拡散係数モデルは、ブライニング中のNaCl拡散動態を正確に記述することができた。超音波処理は、静的条件下でブライン処理したサンプルと比較して塩の拡散を有意に促進し、拡散係数は超音波強度の増加とともに指数関数的に増加した。
デバイスの推奨:
UP200Ht ソノトロードS26d40付き
参考文献/研究論文:
Siro, I.; Ven, Cs.; Balla, Cs.; Jonas, G.; Zeke, I.; Friedrich, L. (2009): 豚肉中の塩化ナトリウムの拡散を改善するための超音波アシスト硬化技術の応用。 食品工学ジャーナル 91/2, 2009.353-362.
ポルフィラ・ヨゾエンシス
ポルフィラ・ヨゾエンシス由来多糖類の超音波分解:1.0 g/100mLのポルフィラ・ヨゾエンシス由来多糖類(乾燥重量)溶液50mLをUP400Sで4時間超音波処理した。
デバイスの推奨:
UP400Sパルス超音波(サイクル:2秒オン/2秒オフ)、20℃。
粉類
ネズミの骨
ラット肝臓
UP400Sによる破砕と組織のホモジナイズ。
デバイスの推奨:
UP400S30秒×3回;氷上。
参考文献/研究論文:
Ohら(2003): 肝臓のアセチル-CoAカルボキシラーゼ遺伝子はステロール制御エレメント結合タンパク質-1によって制御されている。 ジャーナル・オブ・バイオロジカル・ケミストリー2003
ラットの皮膚
ラウォルフィア・サーペンティーナ
レバウディオサイドA
ステビアの葉10gを乾燥させ粉砕したサンプルを、連続攪拌下(マグネチックスターラーを使用)、100mLの水で抽出した。pH値は0.01 M pH 7リン酸ナトリウムで制御した。サンプルを150mLのガラスビーカーに入れ、プローブ型超音波発生器(UIP500hd20kHz、500W)。ソノトロードの先端をステビアの葉のスラリーに約1.5cm浸した。超音波装置の出力は350Wに設定した。30℃の一定プロセス温度で5~10分間、350Wのマイルドな超音波処理により、サンプル100gあたり30~34gのレバウディオサイドA収量が得られた。超音波処理後、抽出液を遠心分離し、0.45μmの微多孔膜で濾過し、濾液を全レバウディオサイドA含量分析用に採取した。総レバウディオサイドA含量の抽出収率をHPLCで分析した。
無溶媒の超音波アシスト抽出により、加熱抽出や浸漬などの従来の抽出方法と比較して、レバウディオサイドAが高い収率で得られた。
デバイスの推奨:
UIP500hd
米澱粉
ワムシ
中層プランクトンの細胞破壊:4つの流速(200、400、520、800lh-1)と4つの振幅(25、50、75、100%)の条件で超音波処理を行い、58~85%の殺滅率を達成した。
デバイスの推奨:
UP2000 フローセル付き
参考文献/研究論文:
Viitasloら(2005):バラスト水処理としてのオゾン、紫外線、超音波、過酸化水素 – 低塩分汽水中における中層プランクトンの実験。海洋環境工学論文集, 8(1), 35-55.
S. fragilis
サッカロマイセス・セレビシエ
ディスラプション
デバイスの推奨:
UP400S
参考文献/研究論文:
Guerrero, S,; López-Malo, A.; Alzamora, S. M. (2001): Saccharomyces cerevisiaeの生存に及ぼす超音波の影響:温度、pHおよび振幅の影響.Innov.Food Sci. Emerg Technol.2/2001.31-39.
サッカロマイセス・セレビシエ
Saccharomyces cerevisiaeのSabouraud培地および生理食塩水中での超音波不活性化。
デバイスの推奨:
UP400S
参考文献/研究論文:
Yap, A.; Jiranek, V.; Grbin, P.; Barnes, M.; Bates, D. (2007):高出力超音波の樽および板洗浄・消毒への応用に関する研究。Austr.NZ Wine Indust.J. 22(3)/ 2007.
サフラン, crocus sativus
活性化合物(香料、着色料)の抽出。
サフランからの抽出についての詳細はこちらをご覧ください!
デバイスの推奨:
UP50H
参考文献/研究論文:
Kadkhodaeeら(2007): サフランからの活性化合物の超音波抽出。 Acta Hortic.739, 2007.417-425.
サルモネラ・ゼンフテンベルグ 775W GR
McIlvaine クエン酸-リン酸緩衝液または栄養ブロス中でのSalmonella Senftenberg 775W Gr-の超音波不活化。
デバイスの推奨:
UP100H
参考文献/研究論文:
アルバレス、I.; マナス、P.; ヴィルト、R.; コンドン、S. (2006): 加圧下超音波によるSalmonella Senftenberg 775Wの不活化(水分活性の違いによる.Int.J. Food Microbiol.218-225.
サルビア・ミルティオリザ・バンジ
生物学的活性化合物の抽出:Na Danshensuと4種のタンシノン(ジヒドロタンシノンI、タンシノンI、クリプトタンシノン、タンシノンIIA)。
デバイスの推奨:
UP100H
サルビア・オフィシナリス
血清
ヒツジの嚢胞性肝臓、肺、血液(エキノコッカス・グラニュロサス抗原)陽性
ヒツジの嚢胞性肝臓、肺および血液(子羊のエキノコックス・グラニュロサス抗原)陽性:その後、サンプルを氷上で2×15秒間、無傷のプロトスコリスが見えなくなるまで超音波処理した。
デバイスの推奨:
UP200S15秒×2本。
参考文献/研究論文:
Tabarら(2009): 子羊のエキノコッカス・グラニュロサス抗原に対する抗体反応。 Journal of Veterinary Research, Volume 10, Issue 3; 2009.283-288.
トリオレイン酸ソルビタント、エタノール(溶媒)、Bi-2212粉末
分散剤Sorbitant Trioleate、エタノール(溶媒として)およびBi-2212粉末を含むスラリーを凝集除去する。
デバイスの推奨:
UP200S3分間。
参考文献/研究論文:
Mora et al:構造セラミックタイル上の超電導コーティングの作製.
大豆イソフラボン
大豆イソフラボンを水と溶媒で超音波抽出。抽出効率が最大15%向上。
デバイスの推奨:
UP200St
参考文献/研究論文:
Rostagno et al. (2003), referenced by Vilkhu, K.; Manasseh, R.; Mawson, R.; Ashokkumar, M. (2011): 食品成分の超音波回収と改質。 で:Feng/ Barbosa-Cánovas/ Weiss (2011):食品とバイオプロセスのための超音波技術。New York:Springer, 2011.345-368.
大豆タンパク質
大豆タンパク質を水とアルカリ(水酸化ナトリウム)で超音波抽出。収量が53%増加。インライン超音波抽出は、バッチ抽出よりも効率的であることが判明した(インライン超音波抽出はバッチ超音波抽出よりも収率が23%高かった)。
デバイスの推奨:
UIP1000hd バッチ/ビーカー用、インライン超音波処理用フローセルリアクター付き。
参考文献/研究論文:
Vilkhu, K.; Manasseh, R.; Mawson, R.; Ashokkumar, M. (2011)を参照: 食品成分の超音波回収と改質.In:Feng/ Barbosa-Cánovas/ Weiss (2011):食品とバイオプロセスのための超音波技術.New York:Springer, 2011.345-368.
精子の頭部(ヒト)
精子の尾(ヒト)
ステビア・レバウディアナ
4種類の粒径(0.315mm、2mm、6.3mm、粉砕乾燥葉)のStevia rebaudianaの乾燥葉10gを、異なる溶媒(蒸留水、水/エタノール混合溶媒(55%、70%)、試料重量/溶媒量比)と混合し、室温で超音波抽出を行った:1/10、1/8、1/5(w/v)で混合し、室温で超音波を照射した。超音波照射時間 < 5分
デバイスの推奨:
UP200St
お問い合わせ/ お問い合わせ
あらゆるサイズに対応する高性能超音波発生装置
Hielscher Ultrasonics社の細胞破砕機と組織ホモジナイザーは、どのようなサンプル量でも、どのようなサイズでもご利用いただけます。少量のサンプル、96ウェルプレートのような大量サンプル、中量サンプル、1時間あたりトラック1台分のサンプルなど、用途に応じた理想的な超音波処理装置を提供します。コンパクトなハンドヘルドタイプの超音波ホモジナイザーは、ラボや研究に最適です。Hielscherの超音波処理装置は、クラスターとして設置することが可能で、事実上あらゆる量の処理が可能です。Hielscherの超音波装置は堅牢であるため、過酷な環境下でも24時間365日の稼働が可能です。
洗練されたスマートなソフトウェアにより、最高のプロセス制御とオペレーターの利便性を実現します。すべての超音波処理データは自動的に内蔵SDカードに記録されます。その他、超音波処理パラメータの事前設定と保存、LAN接続、ブラウザによる遠隔操作など、スマートな機能を備えています。
下の表は、組織ホモジナイズやその他のサンプル前処理に使用するラボサイズの超音波処理機の処理能力の目安です:
| 推奨デバイス | バッチ量 | 流量 |
|---|---|---|
| UIP400MTP 96ウェルプレートソニケーター | マルチウェル/マイクロタイタープレート | n.a. |
| 超音波カップホーン | バイアルまたはビーカー用カップホーン | n.a. |
| GDmini2 | 超音波マイクロフローリアクター | n.a. |
| バイアルツイーター | 00.5〜1.5mL | n.a. |
| UP100H | 1〜500mL | 10~200mL/分 |
| UP200Ht, UP200St | 10〜1000mL | 20~200mL/分 |
| UP400ST | 10〜2000mL | 20~400mL/分 |
| 超音波ふるい振とう機 | n.a. | n.a. |
超音波発生装置 UP200Ht 小さなサンプルの超音波処理用2mmマイクロチップS26d2付き
