超音波によるマイクロバイオーム研究と臨床分析の合理化
超音波処理は、マイクロバイオーム研究や臨床分析で広く用いられている強力な技術であり、ハイスループットなサンプル調製を容易にする。超音波法は、微生物を含むような複雑な生物学的サンプルの処理に特に効果的である。超音波処理を使用することで、細胞の溶解、核酸、タンパク質、代謝物の抽出と分析が容易になり、微生物群集と健康や病気におけるその役割についてより深い理解が可能になる。Hielscher社のハイスループットソニケーターは、その精度、効率、再現性の高い結果で定評があり、マイクロバイオーム研究に最適です。
マイクロバイオーム研究におけるハイスループット超音波処理の利点
96ウェルプレートソニケーター UIP400MTP ハイスループットなサンプル前処理によりマイクロバイオーム研究を効率化
96ウェルプレートソニケーターUIP400MTPによるハイスループット試料調製
マイクロバイオーム研究におけるソニケーションの応用
効率的な細胞溶解
超音波処理は、グラム陽性菌や真菌のような強固な細胞壁を持つ微生物を含む微生物細胞の溶解に非常に効果的である。超音波はサンプル中にキャビテーション気泡を発生させ、この気泡が崩壊して衝撃波を発生させ、細胞壁や細胞膜を破壊する。このプロセスにより、細胞が包括的に破壊され、DNA、RNA、タンパク質などの細胞内内容物が効率的に放出されます。
制御されたDNA断片化
次世代シーケンサーのようなアプリケーションでは、DNAをより小さく均一な断片にせん断することがしばしば必要となる。超音波処理では、断片化プロセスを正確に制御できるため、研究者は希望するサイズのDNA断片を得ることができる。この制御は、シーケンスライブラリーを調製し、高品質のシーケンスデータを確保するために不可欠である。
サンプルの均質化の強化
マイクロバイオーム研究では、サンプルに多様な微生物が混在していることがよくあります。ソニケーションは、サンプル内の微生物の分布を均一にし、一貫性のある再現性の高い結果を保証します。この均質化は、微生物量の測定や特定の代謝活性の測定など、正確な定量分析に不可欠です。
信頼性の高い代謝物抽出
超音波処理による信頼性の高い代謝物抽出は、メタボロミクスにおいて生体試料から低分子を単離するために広く使用されている手法です。ソニケーションは機械的振動を利用して細胞膜を破壊し、細胞内の代謝物を溶媒中に放出しやすくします。この方法は効率的で再現性が高く、さまざまな種類のサンプルに適合するため、ハイスループットおよび標的メタボロミクス研究のための貴重なツールとなります。 超音波代謝物抽出についてもっと読む！
“糞便マイクロバイオームサンプルの均一で一貫したバクテリア溶解に御社のUIP400MTPソニケーターを使用した素晴らしい経験に感謝申し上げます。私たちはハイスループット溶解技術の限界に挑戦していますが、貴社の装置はこのタスクに適しています。主なハイライトは以下の通りです：
- 操作のしやすさ-機器は使いやすく、メニューから簡単にカスタマイズできる。
- 高スループット-一度に96サンプルを処理するプレートハンドリングに最適
- 全容器への均一な超音波処理 - この装置は、すべてのウェルに同じ量の超音波を送ることができ、これは私たちのアプリケーションにとって非常に重要でした。
- ヒールシャーチームからのサポート-サポートは素晴らしかった。トレーニング中も常に私たちのそばにいて、質問に答えてくれたり、問題に対処してくれたり、私たちが目標を達成するための提案をしてくれた。
我々のプロトコルを最適化するために協力してくれたことに改めて感謝する。”
マーク・D・ドリスコル博士 – チーフ・サイエンティフィック・オフィサー – インタス・バイオサイエンス
ソニケーションはマイクロバイオーム研究と診断にどのように応用されるか？
メタボロミクス、メタゲノミクス、メタプロテオミクスは、微生物群集とその機能の包括的な理解をもたらすため、マイクロバイオーム研究において相互に関連しています。溶菌、タンパク質精製、DNA/RNA断片化は、96ウェルプレートソニケーターUIP400MTPを使用することで合理化される不可欠なサンプル調製ステップです。
メタボロミクスとメタボローム解析
メタボロミクスとは、生物学的システム内の低分子代謝産物を系統的に研究することである。マイクロバイオーム研究では、超音波処理を用いて微生物細胞を溶解し、細胞内の代謝物を放出させます。96ウェルプレートソニケーターUIP400MTPを使用すると、大量のサンプルを迅速に処理できます。抽出された代謝物は、質量分析（MS）や核磁気共鳴（NMR）分光法などの高度な技術を用いて定量されます。得られたデータはマイクロバイオームの代謝状態のスナップショットを提供し、微生物群集内の生化学的活動と相互作用に関する洞察を明らかにします。
メタゲノミクスとメタトランスクリプトミクス
メタゲノミクスでは、環境サンプルから直接回収した遺伝物質を包括的に分析する。ソニケーションは、微生物細胞を溶解して高品質のDNAを抽出することで、このプロセスにおいて重要な役割を果たしている。メタトランスクリプトミクスでは、同様の超音波処理法を用いてRNAを抽出し、さまざまな微生物群集における遺伝子発現プロファイルを研究する。DNAやRNAの塩基配列決定のためには、核酸を一定の塩基対長に断片化する必要がある。これらの作業はすべて、UIP400MTPハイスループット超音波装置が確実かつ迅速に行います！
プロテオミクス
プロテオミクス分析では、微生物細胞からタンパク質を抽出する必要がある。細胞を破壊し、タンパク質を溶液中に放出するために、超音波処理を効果的に用いる。その後、これらのタンパク質を精製・分析することで、マイクロバイオーム内での機能的役割や代謝経路への関与を理解することができます。UIP400MTPマルチウェルプレートソニケーターを使用すれば、溶解とタンパク質抽出の作業を数分で行うことができ、微生物群集におけるタンパク質によって駆動される生物学的プロセスに関する洞察を得るための再現性のある結果を得ることができます。
メタプロテオミクス
メタプロテオミクスは、プロテオミクス解析を微生物群集全体にまで拡大し、集団的なタンパク質含有量を研究することで、マイクロバイオーム内の機能発現や相互作用を理解する。超音波処理を用いて細胞を溶解し、タンパク質を放出させ、それを精製して質量分析などの手法で分析する。このアプローチにより、様々な環境における微生物群集の活発な生物学的プロセスや適応に関する詳細な洞察が得られる。
UIP400MTPマルチウェルプレートソニケーターのハイスループット処理能力を活用し、マイクロバイオーム研究と解析を促進しましょう！
UIP400MTP 高スループットソニケーター マルチウェルプレート、96ウェルプレート、チューブ、ペトリ皿でのマイクロバイオーム研究用。
UIP400MTP マルチウェルプレートソニケーターは、マイクロバイオーム診断におけるハイスループットなサンプル調製を可能にします。
マルチウェルプレートソニケーターUIP400MTPは、マイクロバイオーム研究や診断などのハイスループット試料調製を容易にします。
96ウェルプレートソニケーターUIP400MTP: 超音波を透過する液体がすべてのウェルを囲み、各サンプルに均一な超音波照射を行います。
UIP400MTP マルチウェルプレートソニケーターの主な特長
| ハイスループット超音波処理 | 96ウェルやその他のマルチウェルプレートに最適なUIP400MTPは、複数のサンプルを同時に同一条件で超音波処理できるため、サンプル前処理時間を大幅に短縮し、サンプル数の多い試験のスループットを向上させます。 |
| お好みのマルチウェルプレートを使用する | 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を超音波処理できるように設計されています。実験に最適なプレートをお選びください。 UIP400MTPは専用の消耗品を必要としないため、コストを大幅に削減できます！ |
| 非接触超音波治療 | マルチウェルプレートソニケーターUIP400MTPは、サンプルに何も挿入することなく強力な超音波を照射します。密閉されたマルチウェルプレート、密閉容器、バイアルを超音波処理できます。非標準のバイアルや容器用にカスタマイズされたサンプルホルダーもご用意しています。 |
| 精度とコントロール | 精密制御とスマートなソフトウェアにより、特定の処理ニーズに合わせて超音波パラメーターを最適に設定できます。あらゆる実験において、超音波処理の効率と効果を最大限に引き出します。 |
| 温度調節 | 超音波処理の温度を設定します。UIP400MTPプレートソニケーターはサンプル温度をモニターし、それに応じて超音波処理を調整することができます。循環冷却液がプレート内の各ウェルを冷却し、正確な温度制御を行います。 |
| プロトコルとリモート・コントロール | 超音波処理の実行は、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。どのオペレーティングシステム（MacOS、Windows、Android、iOS、Linuxなど）でも、標準的なブラウザ（Chrome、Firefox、Edge、Safariなど）を使用して、UIP400MTPをリモートで制御・監視できます。超音波処理の実行ごとに、評価と文書化のための詳細な超音波処理プロトコルが作成されます。プロトコルファイルは、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る非独占的なCSV形式です。 |
| 堅牢性と信頼性 | ドイツで設計・製造されたUIP400MTPは、最高の品質基準を満たし、パワフルなだけでなく、耐久性にも優れています。その設計は工業規格を満たしており、要求の厳しいラボ環境での毎日の厳しい使用にも容易に耐えることができます。UIP400MTPは、ハイスループットな操作で24時間365日連続使用できます。 |
- 高性能
- 最先端技術
- 信頼性 & 堅牢性
- 調整可能で正確なプロセス制御
- インテリジェント・ソフトウェア
- スマート機能（プログラマブル、データプロトコール、リモートコントロールなど）
- 操作が簡単で安全
- ローメンテナンス
- CIP（クリーンインプレイス）
デザイン、製造、コンサルティング – 品質 ドイツ製
Hielscher社の超音波装置は、その最高の品質と設計基準でよく知られています。頑丈で操作が簡単なため、産業設備にスムーズに組み込むことができます。過酷な条件や厳しい環境でも、Hielscherの超音波装置は容易に対応できます。
Hielscher Ultrasonics社は、ISO認証取得企業であり、最先端の技術と使いやすさを特徴とする高性能超音波振動子に特に重点を置いています。もちろん、Hielscherの超音波装置はCEに準拠しており、UL、CSA、RoHsの要件を満たしています。
非接触ソニケーター UIP400MTP マルチウェルプレートでのマイクロバイオームサンプル調製用。
文献・参考文献
- 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
- InfoGraphic UIP400MTP – 96-well plate Ultrasonicator for High-Throughput Sample Prep – english – Hielscher Ultrasonics
- Jannike L. Krause, Sven-Bastiaan Haange, Stephanie S. Schäpe, Beatrice Engelmann, Ulrike Rolle-Kampczyk, Katarina Fritz-Wallace, Zhipeng Wang, Nico Jehmlich, Dominique Türkowsky, Kristin Schubert, Judith Pöppe, Katrin Bote, Uwe Rösler, Gunda Herberth, Martin von Bergen (2020): The glyphosate formulation Roundup® LB plus influences the global metabolome of pig gut microbiota in vitro. Science of The Total Environment, Volume 745, 2020.
- Tröscher-Mußotter, Johanna; Sáenz, Johan; Grindler, Sandra; Meyer, Jennifer; Kononov, Susanne; Mezger, Beate; Borda, Daniel; Frahm, Jana; Dänicke, Sven; Camarinha-Silva, Amelia; Huber, Korinna; Seifert, Jana (2021): Microbiome Clusters Disclose Physiologic Variances in Dairy Cows Challenged by Calving and Lipopolysaccharides. mSystems 2021.
- Jannike Lea Krause, Beatrice Engelmann, Stephanie Serena Schaepe, Ulrike Rolle-Kampczyk, Nico Jehmlich, Hyun-Dong Chang, Ulla Slanina, Maximillian Hoffman, Jörg Lehmann, Ana Claudia Zenclussen, Gunda Herberth, Martin von Bergen, Sven-Bastiaan Haange (2024): DSS treatment does not affect murine colonic microbiota in absence of thehost. Gut Microbes 2024.
マイクロバイオーム研究に関するよくある質問
ソニケーションはバクテリアに何をするのか？
ソニケーションは、高周波の音波を用いて細菌細胞を破壊し、衝撃波と機械的な力を発生させるキャビテーションを引き起こし、細胞の溶解と細胞内内容物の放出をもたらす。
マイクロバイオーム研究にはどのような方法が用いられるのか？
マイクロバイオームを研究する手法には、16S rRNA遺伝子のシークエンシングやメタゲノミクスなどのDNAシークエンシング技術、微生物の機能や相互作用を解析するトランスクリプトミクス、プロテオミクス、メタボロミクスなどがある。生成された膨大なデータを解釈するために、バイオインフォマティクスツールが採用されている。
マイクロバイオーム解析に使われる技術とは？
マイクロバイオーム解析に用いられる技術には、分類学的プロファイリングのための16S rRNA遺伝子シーケンス、包括的な遺伝子解析のためのメタゲノムシーケンス、遺伝子発現を研究するためのメタトランスクリプトミクス、タンパク質を解析するためのメタプロテオミクス、代謝産物を同定するためのメタボロミクスなどがある。バイオインフォマティクスツールはデータ処理と解釈に不可欠である。
マイクロバイオーム研究におけるメタボロミクス、メタゲノミクス、メタプロテオミクスとは？
マイクロバイオーム研究においてメタボロミクスは、微生物が産生する低分子化合物や代謝産物を分析し、その代謝活動に関する知見を提供する。メタゲノミクスでは、微生物群集のゲノムの塩基配列を決定し、その遺伝的構成と機能的可能性を理解する。メタプロテオミクスは、マイクロバイオームの全タンパク質含有量を研究し、遺伝子の機能発現と微生物群集内でタンパク質が果たす役割を明らかにする。
マイクロバイオーム研究における細菌コロニーとは？
マイクロバイオーム研究における細菌コロニーとは、固体増殖培地上で単一または数個の細胞から増殖し、目に見えるクラスターを形成した細菌群のことである。これらのコロニーは、微生物群集内の特定の細菌株の特徴、多様性、機能を研究するために使用されるクローン集団である。
