超音波組織ホモジナイザー

• 超音波治療は安全である。 & 組織均質化の効率的な方法。
• 超音波アプリケーションには、組織や懸濁液の調製、タンパク質、DNA/RNA、活性化合物の抽出、酵素や酵母の活性化/不活性化などが含まれる。
• プローブ型超音波ホモジナイザーの正確な制御性により、組織サンプルの信頼性の高い調製が可能になる。

超音波プローブを用いた組織のホモジナイゼーション

組織ホモジナイゼーションは、タンパク質、DNA、RNAなどの細胞内物質を抽出する前に、動物や植物の細胞や微生物を準備するサンプル調製プロセスである。細胞内容物を取り出すには、細胞膜を破らなければならない。細胞壁を破ると、細胞内高分子が緩衝液中に浮遊し、細胞小器官、タンパク質、DNA/RNAが利用可能になる。超音波組織ホモジナイザーと細胞破砕機は、細胞破砕、溶解、抽出のための非常に効率的なツールである。

超音波組織ホモジナイザーと代替溶解技術の比較

どのような細胞破砕技術が、またどのような組織ホモジナイザーが、研究室にとって最良の選択なのか、疑問に思われるかもしれません。以下に、超音波溶解と組織ホモジナイゼーションを推奨するいくつかの論拠を示します：

• 効率が良い： 超音波ホモジナイザーは、組織や細胞を破壊するための高速で効率的な方法です。超音波組織ホモジナイザーは、音響キャビテーションの動作原理を使用しています。この方法は非常に効率的で、数秒で細胞を破壊することができる。強度レベルは軽度から強度まで調整できるため、超音波処理は、他の方法ではホモジナイズが困難な硬い組織や繊維質の組織に特に効果的です。



• 交差汚染を避ける： Hielscher社は、間接的な超音波処理でサンプルを調製する強力な超音波組織ホモジナイザーを提供しています。UIP400MTP（マイクロタイター、マルチウェルプレートに最適）、VialTweeter、CupHorn（バイアル、チューブ、ビーカーに最適）により、Hielscherは非接触ホモジナイザーのための超音波細胞破砕装置を提供し、サンプル間の交差汚染のリスクを低減します。また、粉砕面や他のホモジナイザーから汚染物質が混入するリスクも最小限に抑えます。
• 柔軟性： 超音波ホモジナイゼーションは、少量のサンプルから大きな組織サンプルまで、様々なサンプルサイズとサンプル量で使用できる。さらに、超音波ホモジナイゼーションは、植物組織、動物組織、微生物培養など、幅広い種類のサンプルにも適している。超音波処理の強度と時間を調整することで、さまざまな種類の組織に対する破壊レベルを最適化することができる。
• 再現性： 超音波ホモジナイゼーションは一貫した結果をもたらし、出力や超音波照射時間などのホモジナイゼーションパラメーターを正確に制御することができます。これにより、実験データの再現性と正確性が保証されます。
• 生体分子の保存： プローブ式超音波治療は非熱的治療である。つまり、その影響は熱に基づくものではない。しかし、あらゆる機械的処理は、熱力学の第二法則に従って熱を発生させる。つまり、超音波処理の時間が長くなるほど、試料は温かくなります。Hielscher社の最新鋭の超音波処理装置には、温度センサーとスマートな温度モニタリングソフトウェアが搭載されています。洗練された冷却オプションにより、熱劣化を防ぎ、酵素やタンパク質など熱に敏感な生体分子の活性を維持することができます。
• 時間の節約： プローブ式超音波処理の高い効率性により、組織のホモジナイゼーションを迅速に行うことができ、組織の大掛かりな物理的操作を必要とする他の方法と比較して時間を節約することができる。

超音波組織ホモジナイゼーションは、他のホモジナイゼーション法に比べていくつかの利点がある。そのため、超音波組織ホモジナイザーは、様々な研究および産業用途で好まれている細胞破砕技術である。

超音波プローブを用いた組織ホモジナイズプロトコルの例：

超音波装置は、簡単な操作と迅速なホモジナイズ手順により、組織のホモジナイズを容易にする。同時に、超音波プロセスパラメーターを正確に制御・モニターできるため、信頼性と再現性の高い結果が得られます。
 
材料：

• 組織サンプル（肝臓、脳、筋肉など）
• 緩衝液（PBS、Tris-HClなど）
• プロテアーゼ阻害剤カクテル
• 超音波ホモジナイザー（プローブタイプ）
• 氷
• チューブ
• ピペット

超音波組織ホモジナイゼーションのプロトコール：

注：超音波処理の時間と強さは、組織の種類、年齢、健康状態、および特定の下流用途に応じて、最適化する必要があるかもしれない。ホモジネートの収量と質を最適化するために、バッファー、プロテアーゼ阻害剤、その他の添加剤を注意深く選択することも重要である。

超音波組織ホモジナイザーの主な利点

• 迅速で効率的な粉砕、ホモジナイズ、溶解 & 細胞の破砕、または強力な超音波キャビテーションによる抽出
• 簡単で直感的な使用と操作（アナログまたはデジタルのバージョンを選択）
• ソノトロードを超音波洗浄することで、製品接触面を簡単に洗浄（CIPクリーンインプレース/SIP滅菌インプレース）
• サウンドプロテクションボックス（ラボ機器のサウンドプロテクションボックスは、どの角度からも完全に見えるように、完全にアクリルガラスで作られています。）
• 装置のデジタルタッチディスプレイ(デジタル超音波装置)またはパワーメーター(アナログ装置)によるプロセスパラメータの完全制御
• 統合温度制御（熱に弱く、不安定な組織サンプルに重要）
• ホモジナイザー運転中の一時停止は、デジタルメニューで個別に設定できます。
• すべてのデジタル機器には、自動データ記録（内蔵SD/USBコンボカード）、プラグ式温度センサー、ブラウザー・リモコンが装備されている。
• を用いたマルチサンプル処理である。 バイアルツイーター, カップホーン または、4本指または8本指のソノトロー ドの使用（実験室ロボットプロセスへの統合など）。
• 小規模から大規模まで対応

下の表は、細胞破砕、溶解、抽出のための超音波組織ホモジナイザーのおおよその処理能力を示しています：

アプリケーションに最適な超音波ホモジナイザーを見つける

Hielscher社の超音波組織ホモジナイザーは、50Wから16,000W（16kW）の超音波出力範囲で利用可能です。
Hielscher社製の超音波ホモジナイザーは、シンプルで直感的な操作が可能です。特定の要件に応じて、Hielscherのデバイスは、デジタルまたはアナログ制御が付属しています。

1. ヴァイアル・ツイーター は、最大10本のバイアルまたは試験管を同じ強度で同時に超音波処理できる強力な超音波ホモジナイザーです。間接的な超音波処理により、クロスコンタミネーションやサンプルのロスを完全に防ぎます。使い捨てバイアルを使用するため、洗浄と消毒が最小限に抑えられます。ブロックソノトロードはオートクレーブ可能です。
2. UIP400MTPプレートソニケーター は、96ウェルプレートなどのマイクロタイタープレートやマルチウェルプレートを使用する場合に最適です。マルチウェルプレートやシャーレをUIP400MTPにセットするだけで、すべてのサンプルが均一に超音波処理されます。UIP400MTPプレートソニケーターがあれば、ハイスループットなサンプル処理が簡単かつ効率的になります！
3. プローブタイプのラボ用超音波発生器では、ホモジナイザーは50ワット、100ワット、200ワット、400ワットから選択できる。
   UP50H（50W）
   UP100H (100W)
   UP200Ht UP200St (200W)
   UP400St (400W)

超音波組織ホモジナイザーの応用と利用

超音波ホモジナイザーは、組織の粉砕、細胞の破砕によく使用される。 & 分子レベルの細胞内物質の抽出に先立ち、生物学的サンプルの溶解とホモジナイズを行う。サンプルの超音波処理を制御することで、溶解から抽出、ホモジナイズまでの全工程を同じ超音波細胞破砕装置で行うことができる。
超音波ホモジナイザーの大きな利点は、パワー入力と超音波処理強度を簡単に調整できることにある。Hielscher社の超音波細胞破砕機（ライザー）は、振幅を20％から100％まで調整することにより、超音波処理の強度をコントロールすることができます。
連続操作の代わりに、超音波ホモジナイザーをサイクルモードに設定することもできる。パルスモードでの超音波処理とは、高強度の超音波を周期的に発生させることを意味する。超音波照射時間と休止時間は、ユーザーが個別に設定できます。
AT パルスソニケーション休息時間中、超音波処理された材料は休息状態に戻り、試料は冷却されます（休息時間を放熱に利用）。そのため、処理強度を組織に合わせて正確に設定でき、不要な試料の加熱を抑えることができます。
超音波組織ホモジナイザーは堅牢で使いやすく、すべての重要なプロセスパラメーターを完全に制御できるため、再現性の高い信頼性の高い結果が得られます。
超音波による組織粉砕、細胞破砕、溶解、抽出、ホモジナイザーの一般的な応用分野は、生物学・製薬研究所、微生物学、プロテオミクス・ゲノム研究（ウェスタンブロッティングや酵素結合免疫吸着測定ELISA前のタンパク質放出など）、食品・製薬・化粧品業界向けの植物エキスや生物活性化合物の製造などである。

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文献・参考文献