단백질체학 연구 – 초음파 발생기가 시료 준비에 필수적인 이유
단백질체 연구는 세포 생물학에 대한 깊은 통찰력을 제공하고 단백질과 그 기능에 대한 포괄적인 분석을 가능하게 하여 생물학적 시스템에 대한 이해를 넓힙니다. 단백질체학 연구의 성공의 핵심은 고품질 시료 전처리이며, 여기에는 종종 복잡하고 노동 집약적인 시료 전처리가 포함됩니다. 초음파 처리는 샘플 준비를 위한 잘 정립되고 강력한 도구로, 기존 방법에 비해 많은 이점을 제공합니다. 프로브형 초음파 발생기, VialTweeter 및 UIP400MTP 고처리량 플레이트 초음파 발생기와 같은 다양한 초음파 발생기 모델은 단백질체 시료 처리에서 고유한 이점을 제공하고 신뢰할 수 있고 재현 가능한 연구 결과를 위한 길을 열어줍니다.
단백질체 연구에 초음파 발생기가 필요한 이유는 무엇입니까?
단백질체 연구 분야에서 초음파 발생기의 필요성은 분석을 위한 고품질 샘플을 얻는 것이 매우 중요하다는 점에서 비롯됩니다. 단백질체 연구에서 초음파 처리를 사용하는 것은 효율적인 세포 용해, 단백질 추출 개선, 복잡한 샘플의 균질화, 효소 분해 촉진, 샘플 오염 감소 및 고처리량 처리 기능을 보장함으로써 신뢰할 수 있고 재현 가능한 결과를 달성하는 데 필수적입니다.
단백질체학에서 시료 전처리의 중요성: 단백질체학 실험에서 신뢰할 수 있고 재현성 있는 결과를 달성하는 것은 세심한 시료 준비에 달려 있습니다. 세포 용해에서 단백질 추출 및 정제에 이르기까지, 아티팩트를 최소화하고 시료 무결성을 보장하기 위해 각 단계를 정밀하게 실행해야 합니다. 그러나 기계적 파괴 및 화학적 용해와 같은 기존 방법은 불완전한 추출, 단백질 분해 및 시료 오염과 같은 문제로 인해 원하는 결과를 제공하지 못하는 경우가 많습니다.
고처리량 초음파 발생기 UIP400MTP 단백질체학의 시료 전처리용.
초음파 처리 : 단백질체 샘플 준비의 게임 체인저
고주파 음파를 사용하여 생물학적 샘플을 파괴하는 과정인 초음파는 단백질체 샘플 준비의 게임 체인저로 부상했습니다. 음향 에너지의 힘을 활용함으로써 초음파 발생기는 빠르고 효율적인 세포 용해, 단백질 추출 및 효소 분해를 촉진하여 수율을 높이고 시료 순도를 향상시킵니다.
프로토콜 : 생물막 및 단백질체 분석에서 Hielscher Multi-Sample Sonicators를 사용하는 단계별 지침을 찾으십시오!
초음파 처리에 의해 촉진되는 샘플 준비 작업
- 세포 용해 및 단백질 추출: 초음파 발생기는 다양성과 정밀도로 인해 세포 용해 및 단백질 추출에 이상적입니다. 초음파 에너지의 제어 된 폭발을 전달함으로써 초음파 발생기는 세포막을 효과적으로 파괴하여 무결성을 손상시키지 않고 세포 내 단백질을 방출합니다. 이는 단백질-단백질 상호 작용 연구 및 구조적 단백질체학과 같이 다운스트림 분석을 위해 원형(intact) 단백질 구조가 필요한 단백질체학 연구에서 특히 유용합니다.
- 고처리량 시료 처리: UIP400MTP 플레이트 초음파 발생기는 고처리량 단백질체 시료 처리에서 탁월한 효율성을 제공합니다. 멀티 웰 플레이트 형태의 초음파 에너지를 활용함으로써이 UIP400MTP은 여러 샘플의 동시 초음파 처리를 가능하게하여 처리 시간과 인건비를 획기적으로 줄입니다. 이는 바이오마커 발견 및 검증을 위해 시료 라이브러리의 신속한 스크리닝 또는 높은 시료 처리량이 필요한 대규모 단백질체 연구에서 특히 유용합니다.
- 단백질 침전 후 수율 증가: 단백질 침전은 단백질을 농축하고 다양한 오염 물질로부터 정제하기 위해 생물학적 샘플의 다운스트림 처리에 일반적으로 사용됩니다. 초음파 처리는 트리클로로 아세트산 (TCA)이 단백질을 침전 시켰을 때 단백질 수율을 증가시키기위한 재현탁에 대한 효과적인 기술로 입증되었습니다. TCA 침전 후 시료 완충액에서 용출 한 후 시료의 초음파 처리는 총 단백질 회수율을 높이고 재현성 및 정합 비율을 향상시킵니다.
- 단백질 분해 소화: 초음파 보조 단백질 분해는 속도와 효율성 측면에서 기존의 야간 분해를 크게 능가합니다. 초음파 처리는 복잡한 단백질체의 신속한 환원, 알킬화 및 단백질 분해 소화를 가능하게 하여 기존의 12-24 시간에서 단 몇 분으로 필요한 시간을 단축합니다. 이 초음파 접근법은 워크플로우를 가속화할 뿐만 아니라 단백질체 분석의 재현성과 일관성을 향상시킵니다. 자세한 내용은 여기를 참조하세요!
- 인산화단백체학: 초음파 처리는 주로 세포 용해 효율과 단백질 추출, 특히 단단히 결합되어 있거나 막과 관련된 단백질의 추출을 개선하여 인산화 단백질체 워크플로우를 향상시킵니다. 초음파 처리 중에 발생하는 기계적 전단력은 세포 및 세포 하부 구조를 파괴하여 접근이 불가능한 인산화된 단백질의 방출을 촉진합니다. 이로 인해 단백질체 커버리지가 증가하고 저농도 포스포펩타이드의 검출이 개선됩니다. 또한 제어된 초음파 처리는 시료 점도를 감소시켜(예: 핵산 조각화) 다운스트림 효소 분해 및 포스포펩타이드 농축 효율을 개선하여 궁극적으로 보다 재현 가능하고 포괄적인 인산화 프로파일을 생성하는 데 도움이 될 수 있습니다. 자세한 내용은 여기를 참조하세요!
- 필터 지원 샘플 준비(FASP): FASP 워크플로우에서 초음파 처리는 여과 전에 단백질 가용화 및 균질화를 향상시킴으로써 기여합니다. 세포와 단백질 응집체를 효율적으로 파괴하면 단백질이 요소와 같은 변성제에 완전히 노출되어 필터에서의 효과적인 유지와 후속 소화에 중요합니다. 또한 초음파 처리는 시료 점도를 낮추어 더 원활한 여과를 가능하게 하고 필터 막힘을 최소화하는 데 도움이 됩니다. 결과적으로 단백질 분해 분해(일반적으로 트립신 사용)가 더 효율적이고 균일해져 펩타이드 회수율과 FASP 프로토콜의 전반적인 재현성이 향상됩니다. 자세한 내용은 여기를 참조하세요!
- 시료 균질화 및 완충액 혼합: 초음파 처리는 단백질체학 워크플로우에서 시료 균질화, 세포 용해화 및 완충액 혼합을 용이하게 합니다.
VialTweeter 멀티 튜브 초음파 발생기 최대 10 개의 샘플을 동시에 초음파 처리 (예 : 세포 파괴 및 단백질 추출).
내 단백질체 샘플을위한 최고의 초음파 발생기
Hielscher 초음파는 이상적인 샘플 준비를 가능하게하는 다양한 초음파 발생기 모델을 제공합니다.
작거나 많은 시료 수, 미세한 부피 또는 큰 부피를 초음파 처리해야 하는 경우 – Hielscher는 단백질 관련 응용 분야에 가장 적합한 초음파 발생기를 보유하고 있습니다.
바이알 및 비커 – 프로브 형 초음파 발생기 : 고전적인 프로브 형 초음파 발생기는 바이알 또는 비커의 단일 샘플이 프로세스 인 경우 더 적은 수의 샘플을위한 실험실 균질화기로 널리 사용됩니다. 마이크로 팁이있는 실험실 균질화 기 UP50H 또는 UP100H는 샘플의 직접 초음파에 사용되는 일반적인 프로브 / 혼 초음파입니다.
96웰 플레이트/마이크로타이터 플레이트 – UIP400MTP 플레이트 초음파 발생기 : 샘플 수가 증가하고 96, 384 또는 1536 웰이있는 멀티 웰 및 마이크로 플레이트를 사용함에 따라 UIP400MTP 고스루풋 플레이트 초음파 발생기는 여러 샘플의 동시 초음파 처리 및 교반을 간소화하여 부드럽고 효율적인 단백질 분리는 물론 시약의 철저한 혼합 및 균일 한 분산을 보장합니다. 이는 복잡한 시료 매트릭스 또는 여러 시료 전처리와 관련된 단백질체 실험에서 특히 유리하며, 정확하고 재현성 있는 결과를 위해 균질성이 중요합니다.
최대 10개의 바이알 – The VialTweeter: Eppendorf 튜브와 같은 여러 바이알을 한 번에 사용하는 경우 VialTwitterer를 선택하는 것이 좋습니다. VialTweeter는 최대 10개의 닫힌 바이알 또는 튜브를 동시에 초음파 처리할 수 있는 독특한 디자인을 제공합니다. 교차 오염 및 공기 중 오염이 완전히 방지됩니다.
여러 바이알 또는 단일 용기 – 컵혼: UP200St_TD-Cuphorn은 강력한 초음파 발생기로, 바이알 홀더를 사용하여 여러 바이알을 동시에 처리하거나 개별 용기를 CupHorn 수조에 넣을 수 있습니다.
저희가 도와드리겠습니다
우리의 기술 직원은 초음파 전문가이며 귀하의 요구 사항을 충족하고 연구를 성공으로 이끄는 가장 적합한 초음파 발생기를 추천하는 데 정통합니다. 초음파 발생기가 단백질체 연구에서 없어서는 안될 도구가되어 샘플 준비에서 비할 데 없는 효율성, 다양성 및 재현성을 제공함에 따라 Hielscher는 완벽한 초음파 발생기 모델을 제공하여 초음파 처리가 가장 효과적이고 신뢰할 수 있는지 확인합니다. 세포 용해에서 단백질 추출 및 그 이상에 이르기까지 초음파는 기존 방법을 능가하여 연구원들이 단백질체 과학의 경계를 넓힐 수 있도록 합니다. 단백질체학 연구가 계속 발전함에 따라 초음파 발생기는 신뢰할 수 있는 결과에 기여하고 단백질의 복잡한 세계와 그 기능을 이해하는 데 도움이 되는 주요 시료 전처리 도구입니다.
- 고능률
- 높은 처리량
- 최첨단 기술
- 재현 가능하고 반복 가능한 결과
- 신뢰도 & 견고성
- 조정 가능하고 정밀한 공정 제어
- 비커, 바이알, 튜브, 마이크로플레이트용
- 모든 시료 용량에 적합
- 인텔리전트 소프트웨어
- 스마트 기능(예: 프로그래밍 가능, 데이터 프로토콜링, 원격 제어)
- 쉽고 안전한 작동
- 낮은 유지 보수
- CIP(clean-in-place, 클린-인-플레이스)
설계, 제조 및 컨설팅 – 독일에서 만든 품질
Hielscher 초음파는 최고의 품질과 디자인 표준으로 잘 알려져 있습니다. 견고 함과 쉬운 작동으로 초음파를 산업 시설에 원활하게 통합 할 수 있습니다. 거친 조건과 까다로운 환경은 Hielscher 초음파기로 쉽게 처리 할 수 있습니다.
Hielscher 초음파는 ISO 인증 회사이며 최첨단 기술과 사용자 친화성을 갖춘 고성능 초음파에 특히 중점을 둡니다. 물론, Hielscher 초음파는 CE를 준수하며 UL, CSA 및 RoHs의 요구 사항을 충족합니다.
아래 표는 DNA 및 RNA 단편화, 세포 용해, DNA 및 단백질 분리, 단백질 분해 분해 또는 생물막 분리와 같은 시료 준비 작업에 이상적인 실험실 초음파의 대략적인 처리 용량을 나타냅니다.
| 초음파 발생기 | 전력 [W] | 형 | 부피 [mL] |
|---|---|---|---|
| UIP400MTP | 400 | 마이크로플레이트용 | 6 – 3456웰 | 바이알트위터 | 200 | 최대 10개의 바이알 및 클램프온 가능 | 0.5 – 1.5 |
| 업50H | 50 | 프로브 유형 | 0.01 – 250 |
| 업100H | 100 | 프로브 유형 | 0.01 – 500 |
| UP200HT | 200 | 프로브 유형 | 0.1 – 1000 |
| UP200세인트 | 200 | 프로브 유형 | 0.1 – 1000 |
| UP400ST | 400 | 프로브 유형 | 5.0 – 2000 |
| 컵혼 | 200 | CupHorn, 초음파 증폭기 | 10 – 200 |
| GD미니2 | 200 | 오염 없는 플로우 셀(flow cell) |
문의! / 저희에게 물어보세요!
초음파 CupHorn 단백질 분리 및 DNA 단편화를 위해 동일한 조건에서 여러 시료를 동시에 매우 효율적으로 전처리할 수 있습니다.
팩트시트 – 단백질체학을 위한 Hielscher 초음파 발생기 모델
초음파 처리 및 단백질체학에 관한 자주 묻는 질문
단백질은 어떤 샘플에서 추출하나요?
단백질은 배양된 세포, 동물 및 인간 조직, 혈액, 혈장, 혈청, 소변, 뇌척수액, 타액, 식물 조직, 박테리아 및 효모와 같은 미생물 세포, 핵, 세포막, 미토콘드리아 또는 세포 외 소포와 같은 아세포 분획을 포함한 광범위한 생물학적 시료에서 추출됩니다. 샘플 유형에 따라 전체 세포 단백질, 분비 단백질, 막 단백질 또는 조직 특이적 신호 단백질과 같은 프로테옴의 다양한 부분에 접근할 수 있으므로 샘플 선택은 생물학적 질문에 따라 달라집니다.
종양 조직에서 초음파를 이용한 단백질 추출 프로토콜을 보려면 여기를 클릭하세요!
초음파 처리가 이황화물 결합을 끊을 수 있습니까?
고출력에서의 초음파 처리는 단백질 추출 중에 공유 결합을 끊을 수 있습니다. 그러나 초음파 처리가 샘플과 일치하는 제어 된 전력 수준에서 수행되는 경우. 울라초음파화는 이황화물 결합의 파손을 초래하지 않습니다. 그렇기 때문에 진폭, 전력, 시간 및 온도와 같은 초음파 공정 매개 변수를 정밀하게 제어하는 것이 매우 중요합니다. Hielscher 초음파 발생기를 사용하면 이러한 매개 변수를 완벽하게 제어 할 수 있습니다.
초음파 처리는 펩타이드 결합을 끊을 수 있습니까?
초음파 처리는 고체 펩타이드를 더 작은 입자로 단편화하여 펩타이드 가용화를 향상시키는 효과적인 방법입니다. 그러나, post-sonication, 펩티드 용액이 겔화, 탁도 또는 눈에 보이는 flocculates의 존재를 나타내는 경우, 이는 펩타이드가 용액 매트릭스 내에 단순히 부유하는 불완전한 용해를 나타냅니다.
이러한 경우 완전한 용해를 달성하기 위해 더 강력한 용매가 필요합니다. 용해가 계속 문제인 경우 휘발성 버퍼 용액을 동결건조하여 제거할 수 있습니다. 그 후, 이 건조된 시료를 통해 펩타이드 용해도를 촉진하는 대체 용매를 탐색할 수 있으므로 최적의 용매 시스템을 식별할 수 있습니다.
문헌 / 참고문헌
- Lindemann C, Lupilova N, Müller A, Warscheid B, Meyer HE, Kuhlmann K, Eisenacher M, Leichert LI. (2013): Redox proteomics uncovers peroxynitrite-sensitive proteins that help Escherichia coli to overcome nitrosative stress. Journal of Biological Chemistry 288(27); 2013. 19698-714.
- Gonçalo Martins, Javier Fernández-Lodeiro, Jamila Djafari, Carlos Lodeiro, J.L. Capelo, Hugo M. Santos (2019): Label-free protein quantification after ultrafast digestion of complex proteomes using ultrasonic energy and immobilized-trypsin magnetic nanoparticles. Talanta, Volume 196, 2019. 262-270.
- Andreas Hofmann, Bertran Gerrits, Alexander Schmidt, Thomas Bock, Damaris Bausch-Fluck, Rudolf Aebersold, Bernd Wollscheid (2010): Proteomic cell surface phenotyping of differentiating acute myeloid leukemia cells.
Blood, Volume 116, Issue 13; 2010. e26-e34. - Fernandes, Luz; Santos, Hugo; Nunes-Miranda, J.; Lodeiro, Carlos; Capelo, Jose (2011): Ultrasonic Enhanced Applications in Proteomics Workflows: single probe versus multiprobe. Journal of Integrated OMICS 2011.
- Fic, E., Kedracka-Krok, S., Jankowska, U., Pirog, A. and Dziedzicka-Wasylewska, M. (2010): Comparison of protein precipitation methods for various rat brain structures prior to proteomic analysis. Electrophoresis, 31; 2020. 3573-3579.
- Manadas B.J., Vougas K., Fountoulakis M., Duarte C.B. (2006): Sample sonication after trichloroacetic acid precipitation increases protein recovery from cultured hippocampal neurons, and improves resolution and reproducibility in two-dimensional gel electrophoresis. Electrophoresis 27(9); 2006. 1825-1831.
- Pooreydy, B., Jafari, M., Tajik, F., Karimi, M., Rezaei-Tavirani, M., Ghassempour, A., Rezadoost, H., & Khodabandeh, M. (2013): Organelle Isolation for Proteomics: Mitochondria from Peripheral Blood Mononuclear Cells. Archives of Advances in Biosciences 4, 2013.
