ハイスループット超音波処理で促進するメタボロミクス
メタボロミクスは、ハイスループット技術を用いて、尿、血清、血漿、糞便、唾液などのさまざまな生体液中の低分子を特性評価・定量し、固有の代謝シグネチャーを明らかにする研究分野です。マルチウェルプレート向けに設計されたハイスループット超音波処理装置UIP400MTPは、これらのサンプル中の細胞を溶解し、後続の分析に向けて代謝物の放出を促進する強力なツールです。この精密で信頼性の高いアプローチは、正確な研究計画、入念なサンプル調製、最適化されたプラットフォーム設定、包括的なデータ解析、意義のある生物学的解釈が極めて重要なメタボロミクスに不可欠です。メタボロミクスでは、炭水化物、脂質、アミノ酸などの特定の分子群に焦点を当てるターゲットアプローチと、サンプル内の代謝プロファイルを広く概観するノンターゲット技術の両方を用いて、代謝シグナル伝達の入り組んだ複雑さを明らかにします。
UIP400MTPは、マルチウェルプレート内での細胞溶解と代謝物抽出に用いる非接触型ハイスループット超音波処理装置です
96ウェルプレート用超音波処理装置UIP400MTPによるハイスループットサンプル調製
非接触型超音波処理装置UIP400MTPと96ウェルプレートの組み合わせは、ハイスループットのホモジナイズと代謝物抽出に効率的な方法です。この構成では、サンプルへの直接接触を避け、複数のサンプルを同時に処理しながら交差汚染のリスクを低減します。
96ウェル用超音波処理装置UIP400MTPによるホモジナイズの段階的プロトコル
- メタボロミクス用サンプルの準備
サンプルの配置： 各サンプル（糞便、腸組織、腸管腔内容物など）を96ウェルプレートまたはマイクロプレートの各ウェルに分注します。
溶媒： メタノール、エタノール、アセトニトリル、クロロホルム、およびそれらの混合液（水を含む混合液を含む）などの有機溶媒は、代謝物抽出に不可欠であり、細胞マトリックスからの細胞内代謝物の放出を助けます。各ウェルに100–300 µLの溶媒を使用し、サンプルが完全に浸るのに十分な液量を確保します。
内部標準： 必要に応じて、後続のメタボロミクス解析時の正規化のために、各ウェルに内部標準を添加します。 - 結合媒体の設定
水位： 取扱説明書の記載に従い、水（結合媒体）を満たした超音波処理プラットフォーム上に96ウェルプレートを置きます。 - UIP400MTPのパラメーター設定
出力設定： 効率的にホモジナイズするため、超音波振幅を最大出力の50–80%に調整します。
パルスモード： 冷却を可能にし、サンプルの過熱を防ぐため、超音波処理サイクルを交互のパルス（例：30秒間オン、30秒間オフ）に設定します。
合計時間： サンプルの複雑さと強靭さに応じて4–10分。
温度制御： 熱に敏感な代謝物を保護するため、実験室用チラーを使用して、超音波処理中の水温を4–8°Cに維持します。 - 超音波処理工程
UIP400MTPを起動し、超音波処理サイクルを開始します。
UIP400MTPのインターフェースで処理を監視します。
キャビテーション効果により、ウェル内のサンプルがホモジナイズされ、細胞が溶解し、細胞内代謝物が溶媒中に放出されます。 - 超音波処理後
遠心分離： 超音波処理後、必要に応じてプレートの内容物を回収用チューブに移します。4,000–6,000 × gで10分間遠心分離し、不溶性の残渣と細胞由来物質をペレット化します。
上清の回収： 分析のため、各ウェルの上清を新しいチューブまたはプレートに慎重に移します。
任意の乾燥工程： 濃縮が必要な場合は、真空濃縮装置（SpeedVacなど）で上清を乾燥させ、その後、少量の適切な溶媒で再溶解します。
マルチウェルプレート用超音波処理装置UIP400MTPのハイスループット処理能力を活用し、メタボロミクスの研究と解析を促進しましょう！
ハイスループット超音波処理装置UIP400MTP は、マルチウェルプレート、96ウェルプレート、チューブ、ペトリ皿でのメタボロミクス研究に用いられます。
メタボロミクス研究におけるハイスループットサンプル調製のためのマルチウェルプレート用超音波処理装置UIP400MTP。
UIP400MTPによる非接触超音波処理の原理
UIP400MTPは、結合媒体（水など）を介して96ウェルプレートの各ウェルに間接的に超音波を伝えます。この超音波がキャビテーションを発生させ、超音波処理装置のプローブとサンプルが物理的に接触することなく、細胞を破砕して代謝物を放出させます。
「貴社の超音波処理装置UIP400MTPを使用して、糞便マイクロバイオームサンプル中の細菌を均一かつ一貫して溶解できた素晴らしい体験について、感謝をお伝えしたくご連絡しました。私たちはハイスループット溶解技術の限界に挑戦しており、貴社の装置はその課題に適しています。主な特長は次のとおりです。
- 操作の容易さ – 装置は使いやすく、メニューの選択肢を使って簡単に設定をカスタマイズできます
- 高い処理能力 – 一度に96サンプルを処理でき、プレートの処理に優れています
- すべての容器に対する均一な超音波処理 – 装置はすべてのウェルに同量の超音波処理を施すことができ、これは私たちの用途にとって極めて重要でした
- Hielscherチームのサポート – サポートは素晴らしく、トレーニング、質問への回答、問題への対応において常に私たちを支えてくださり、目標達成に役立つ提案をいただきました。
プロトコルの最適化に取り組む私たちへのご支援とご協力に、改めて感謝いたします。」
Mark D. Driscoll, Ph.D. – 最高科学責任者 – Intus Biosciences
マルチウェルプレート用超音波処理装置UIP400MTPは、代謝物の研究や分析などにおけるハイスループットサンプル調製を促進します。
96ウェルプレート用超音波処理装置UIP400MTP：超音波を伝達する液体がすべてのウェルを取り囲み、各サンプルに均一な超音波処理を施します
マルチウェルプレート用超音波処理装置UIP400MTPの主な特長
| ハイスループット超音波処理 | 96ウェルプレートやその他のマルチウェルプレートに最適なUIP400MTPは、複数のサンプルに同時に同一の超音波処理を施すことができ、サンプル調製時間を大幅に短縮し、多数のサンプルを扱う試験の処理能力を向上させます。 |
| お好みのマルチウェルプレートを使用 | UIP400MTPは、標準的なマルチウェルプレート、PCRプレート、マイクロタイタープレートのいずれにも超音波処理を施せるよう設計されています。実験に最適なプレートをお選びいただけます。 UIP400MTPは専用消耗品を必要としないため、大幅な費用削減につながります！ |
| 非接触超音波処理 | マルチウェルプレート用超音波処理装置UIP400MTPは、サンプル内に何も挿入せずに強力な超音波を作用させます。密封されたマルチウェルプレート、閉じた容器、バイアルに超音波処理を施すことができます。Hielscherは、標準規格外のあらゆるバイアルや容器に合わせたカスタムサンプルホルダーを提供します。 |
| 精密性と制御 | 精密な制御とスマートソフトウェアにより、特定の処理ニーズに最適に適合するよう超音波パラメーターを設定できます。あらゆる実験で最大限の超音波処理効率と効果が得られます。 |
| 温度制御 | 超音波処理の温度を指定できます。UIP400MTPプレート用超音波処理装置は、サンプル温度を監視し、それに応じて超音波処理を調整できます。循環する冷却液がプレートの各ウェルを冷却し、精密な温度制御を実現します。 |
| 記録と遠隔制御 | 各回の超音波処理はコンピューターから制御できます。ソフトウェアのインストールは不要です。任意のオペレーティングシステム（MacOS、Windows、Android、iOS、Linuxなど）上の通常のブラウザー（Chrome、Firefox、Edge、Safariなど）を使用して、UIP400MTPを遠隔制御・監視できます。各回の超音波処理では、評価と文書化のための詳細な超音波処理記録が生成されます。記録ファイルは独自仕様ではないCSV形式で、Microsoft Excel、Apple Numbers、OpenOffice Calcなど、お好みのプログラムで開くことができます。 |
| 堅牢性と信頼性 | 最高の品質基準に従ってドイツで設計・製造されたUIP400MTPは、強力であるだけでなく、極めて高い耐久性も備えています。その設計は産業規格を満たし、厳しい実験室環境での日常使用による過酷な負荷にも容易に耐えます。ハイスループット処理でUIP400MTPを24時間、週7日連続して使用できます。 |
- 高効率
- 最先端技術
- 信頼性と堅牢性
- 調整可能で精密なプロセス制御
- インテリジェントソフトウェア
- スマート機能（プログラム設定、データ記録、遠隔制御など）
- 簡単で安全な操作
- メンテナンスの負担が少ない
- CIP（定置洗浄）
設計、製造、コンサルティング – ドイツ製の品質
Hielscherの超音波処理装置は、最高の品質基準と設計基準でよく知られています。堅牢性と操作の容易さにより、当社の超音波処理装置を産業施設に円滑に組み込むことができます。Hielscherの超音波処理装置は、過酷な条件や要求の厳しい環境にも容易に対応します。
Hielscher UltrasonicsはISO認証企業であり、最先端技術と使いやすさを備えた高性能超音波処理装置に特に重点を置いています。もちろん、Hielscherの超音波処理装置はCEに適合し、UL、CSA、RoHsの要件を満たしています。
非接触型超音波処理装置UIP400MTP は、マイクロプレートでのメタボロミクス用サンプル調製に用いられます。
文献／参考資料
- FactSheet UIP400MTP Plate-Sonicator for High-Throughput Sample Preparation – English version – Hielscher Ultrasonics
- FactSheet UIP400MTP Plate-Sonicator für die High-Throughput Probenvorbereitung in 96-Well-Platten – deutsch – Hielscher Ultrasonics
- FactSheet UIP400MTP Multi-well Plate Sonicator – Non-Contact Sonicator – Hielscher Ultrasonics
- 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.
メタボロミクス研究に関するよくある質問
マイクロバイオームとは？
マイクロバイオームとは、人体などの特定の環境に生息する細菌、ウイルス、真菌、古細菌などの微生物の集合的な群集と、その遺伝物質を指します。食事、生活習慣、環境などの要因によって形成される一方で、代謝、免疫機能、病原体からの防御に影響を及ぼし、宿主の健康に極めて重要な役割を果たします。
メタボロミクスとは？
メタボロミクスは、生物学的システム内の代謝過程で生成される低分子である代謝物を包括的に研究する分野です。これらの分子の同定、定量、分析を通じて、細胞機能、代謝経路、およびそれらが遺伝的、環境的、病理学的変化にどのように応答するかを理解します。
メタボロームとは？
メタボロームとは、ある時点において、細胞、組織、生物個体などの生物学的システム内に存在する低分子、すなわち代謝物の全体を指します。システムの生化学的活動と生理学的状態を反映し、代謝とその環境との相互作用についての知見をもたらします。
Hielscher Ultrasonicsが製造する高性能超音波ホモジナイザーは、 実験室用 から 産業用サイズまで揃っています。