Ultraschall-Zelldesaggregatioun vu bakterielle Prouwen
Bakteriell Prouwe leie seele wierklech als Eenzell-Suspensioune vir. Kulture wuessen a Ketten a Flocken, Ëmweltisolate bilden Aggregater, déi duerch extrazellulär polymer Substanzen zesummegehale ginn, an zentrifugéiert Pellets loossen sech dacks trotz grëndlechem Vortexen net resuspendéieren. Zielunge vu liewensfäegen Zellen, optesch Dicht, Duerchflusszytometrie a Mikrobiomprofiléierung setzen all viraus, datt ee Partikel enger Zell entsprécht. D’Ultraschall-Zelldesaggregatioun léist dëse Konflikt: kuerz, kontrolléiert Ultraschallimpulser trennen Aggregater an eenzel Zellen, ouni se ze lyséieren.
Firwat d’Zellaggregatioun Är Resultater beanträchtegt
Aggregatioun ass eng biologesch Eegenschaft, kee Feeler bei der Preparatioun. Staphylococcus, Streptococcus, Lactobacillus, Actinomyces a vill Ëmweltaarte wuessen a Ketten, Zellkéip oder Biofilmfragmenter, an extrazellulär DNA a Polysaccharide pechen Zellen a Pellets an an Eluater vun Ofstréch uneneen. Déi analytesch Konsequenze si systematesch:
- D’Koloniezuele ginn ënnerschat, well all Zellkoup eng Kolonie produzéiert, onofhängeg dovun, wéi vill Zellen en enthält.
- D’optesch Dicht an d’Partikelzieler erfaassen Aggregater amplaz vun Zellen a verfälschen doduerch d’Wuesstemskéieren.
- D’Duerchflusszytometrie an d’Zellsortéierung ziele Miessereegnesser mat verklompte Zelle falsch a schléissen se vun der Analys aus.
- DNA- a Proteinextraktioune representéieren nëmmen d’Zellen op der Uewerfläch vum Aggregat a verfälschen doduerch Mikrobiom- an Omikdaten.
Konventionell Léisunge si lues, onvollstänneg oder verursaache cheemesch Verännerungen. Kräftegt Pipettéieren a Vortexe loosse Mikroaggregater zeréck. Eng enzymatesch oder chelatorbaséiert Dispersioun verännert d’Zelluewerfläch, déi Dir méiglecherweis analyséiere wëllt. Mechanesch Desaggregatioun duerch kontrolléiert Kavitatioun wierkt bannent Sekonnen a brauch keng Zousazstoffer.
Een Aggregat entsprécht enger Kolonie – an engem falsche Resultat. Kuckt, wéi d’Ultraschalldesaggregatioun richteg Eenzell-Suspensiounen ouni Lys, Aerosolen oder d’Handhabung vu Sonde produzéiert. Frot méi Informatiounen un!
VialTweeter Ultraschallapparat fir méi Réier fir déi kontaktfräi Prouwepreparatioun: Desaggregéiert Zellkéip a verschlossene Réier
Wéi d’Ultraschallbehandlung Zellen desaggregéiert, ouni se ze lyséieren
D’Ultraschall-Zelldesaggregatioun notzt en Ënnerscheed an der mechanescher Festegkeet. Bakteriell Aggregater ginn duerch relativ schwaach interzellulär Bindungen an eng extrazellulär Matrix zesummegehalen, wärend eng intakt Zellhüll enger däitlech méi héijer Schéierbelaaschtung standhält. Wann de kalibréierten Ultraschall an d’Suspensioun erakënnt, erzeugt d’akustesch Kavitatioun Mikrostréimungen, Drockimpulser a Schéierkräften, déi fir d’éischt un de Grenzfläche vun den Aggregater wierken. Zellkéip, Ketten a Biofilmfragmenter ginn duerch Schéierkräften auserneegerappt (Desagglomeratioun), éier deen Energieniveau erreecht gëtt, bei deem d’Membrane räissen (Lys).
Desaggregatioun oder Lys – wéi d’Ultraschallparameter sech auswierken
Déi praktesch Konsequenz ass, datt Desaggregatioun a Lys mam selwechten Apparat bei ënnerschiddleche Parameteren duerchgefouert ginn. Bei moderater Amplitüd, kuerze gepulsten Zyklen a kontrolléierter Temperatur kritt Dir eng liewensfäeg Eenzell-Suspensioun. Wann Dir d’Amplitüd, d’Bestralungszäit oder d’Prouwetemperatur erhéicht, verréckelt sech de Prozess a Richtung vun engem kompletten Zellopschloss fir intrazellulär Zilsubstanzen. Mat Hielscher Generatore kënnt Dir Amplitüd, Leeschtung, Puls an Energieaféierung präzis astellen an d’Method späicheren, sou datt den Desaggregatiounsschrëtt iwwer verschidde Prouwen, Bedreiwer an Duerchleef ewech reproduzéierbar ass.
Effizient kontaktfräi Ultraschallbehandlung
D’Ultraschallbehandlung an engem Bad kann dës Kontroll net erreechen. Ultraschallbotzbieder an -becke liwweren nëmmen eng niddreg Ultraschallenergie, wat zu enger onvollstänneger Preparatioun féiert, an d’Kavitatioun trëtt ongläichméisseg op, sou datt all Rouer jee no senger Positioun am Bad behandelt gëtt. De VialTweeter iwwerdréit intensiv, fokusséiert Ultraschallkräften direkt duerch d’Gefäässwand a bis zu 10 versigelt Prouwe gläichzäiteg. Behandlungen, déi an engem Bad eng laang, variabel Expositioun erfuerderen, ginn an engem standardiséierte Pulsmuster ofgeschloss.
Déi kontaktlos Ultraschallapparater vun Hielscher wierken duerch d’Wänn vu verschlossene Fläsche mat intensivem, fokusséiertem Ultraschall. De VialTweeter behandelt bis zu 10 Fläsche gläichzäiteg mat identescher Intensitéit, ouni Sond an der Prouf, ouni Kräizkontaminatioun an ouni Fräisetzung vun Aerosolen. Wann de Prouwenduerchsaz et erfuerdert, erweideren d’Mikroplacken-Ultraschallapparater UIP400MTP an UIP550MTP déiselwecht kontrolléiert Energieiwwerdroung op Multiwell-Placken.
De VialTweeter behandelt bis zu 10 méi kleng Fläschen a bis zu 5 méi grouss Reagenzréier gläichzäiteg mat Ultraschall.
Virdeeler vun der kontaktloser Ultraschalldesaggregatioun
- Keng Kräizkontaminatioun: Well d’Fläsche permanent zou bleiwen a keng Sond an d’Prouf agedaucht gëtt, gi Kräizkontaminatioun a Proufverloscht komplett verhënnert. Tëscht de Prouwe muss näischt steriliséiert ginn, an ee Behandlungsduerchlaf kann deen nächsten net beaflossen.
- Schutz virun Aerosolen: D’Ultraschallbehandlung mat enger Sond an engem oppene Gefääss erzeugt infektiéis Aerosolen a kontaminéiert d’Uewerfläche vun den Apparater. D’Ultraschallbehandlung a versigelte Fläschen hält d’Prouf an hirem eegene Rouer ageschloss, wat beim Ëmgang mat pathogene Bakterie wéi Mycobacterium tuberculosis an anere BSL-2- oder BSL-3-Erreeger vu Bedeitung ass.
- Keng Erosioun vun der Spëtzt: Titansonde kënne wärend dem Betrib eng kleng Quantitéit u Mikropartikelen an d’Prouf ofginn. Dës Partikele veränneren d’optesch Dicht an d’Partikelzuele bei den uschléissenden Analysen. Déi indirekt Ultraschallbehandlung duerch d’Gefäässwand eliminéiert dës Quell vu Feststoffer vollstänneg.
- Gläichméissege Prouwenduerchsaz: De VialTweeter liwwert déiselwecht Ultraschallintensitéit un all eenzel vu bis zu 10 Fläschen, sou datt d’Resultater vun der Ultraschallbehandlung gläichméisseg a reproduzéierbar sinn. Positiounseffekter, déi bei Bieder an der Behandlung vun eenzele Prouwe mat enger Sond Problemer verursaachen, verschwannen, an Är Basiswäerter bleiwen iwwer d’Replikater ewech vergläichbar.
- Proufintegritéit: D’Réier bleiwen iwwer déi ganz Veraarbechtung zou, sou datt d’Prouf net kontaminéiert ka ginn, verdierwe kann oder sech verflüchtege kann. Kleng Volumë kënnen ouni Verdënnung behandelt ginn, dorënner wäertvoll klinesch Pellets, bei deenen en zousätzlechen Transferschrëtt net a Fro kënnt.
- Prozesskontroll: D’Amplitud ass vun 20 bis 100% astellbar, de Pulsmodus vun 0 bis 100%, an d’Systemer ënnerstëtzen d’Temperaturiwwerwaachung, sou datt temperaturempfindlech Stämm a Proteinnen ënner de Schwellwäerter bleiwen, iwwer deene Schied entstinn.
Typesch Uwendungen
- Mikrobiom- an Daarminhaltsanalys: Dispergéiere vu Lactobacillus, Bifidobacterium a Stullprouwe virum Ausplacken oder Sequenzéieren, sou datt d’Zielresultater net duerch Klompe reduzéiert ginn.
- Liewensmëttel- a Waassermikrobiologie: Desaggregéiere vu Flocken an Ofstréch, Spullflëssegkeeten an Uräicherungsbouillone fir eng genee Bestëmmung vun de Kolonien an der Liewensfäegkeet.
- Biofilmfuerschung: Zelle vun Trägermaterialien an Uewerflächen als Eenzelzellsuspensiounen zeréckgewannen, ouni enzymatesch Behandlung, déi Uewerflächeproteinnen ewechhuele géif.
- Klinesch Diagnostik: Sputum, Eeter an Eluater vun Ofstréch ënner Aschlossbedéngungen nees suspendéieren.
- Zellkultur: Zesummegeklompte Mamendéieren-, Insekten- a CHO-Zellaggregater virum Zielen a Passagéiere vunenee trennen.
- Preparatioun iwwer de ganzen Aarbechtsoflaf: Dee selwechten Apparat, dee bei niddreger Amplitud desaggregéiert, féiert bei méi héijen Astellungen e vollstännegen Zellopbroch duerch, sou datt Lys, Proteinextraktioun an DNA-Fragmentéierung duerno ouni Transfert tëscht de Réier stattfannen.
Ultraschallapparat fir Multiwell-Placken UIP400MTP fir d’Deagglomeratioun vu Zellklompe mat héijem Prouwenduerchsaz
Fannt de passenden Ultraschallapparat fir Ären Desaggregatiounsoflaf
VialTweeter Ultraschallapparat fir méi Réier
D’Method vun der Wiel fir eng steril Disaggregatioun a versiegelte Prouwefläschen. Ugedriwwe vum 200-Watt-Prozessor UP200St bei 26 kHz mat automatescher Ofstëmmung iwwerdréit de VialTweeter Ultraschall indirekt duerch d’Wänn vu bis zu 10 zouene Prouwefläschen zur selwechter Zäit, mat bis zu 10 W pro Réier, fir gläichméisseg a reproduzéierbar Resultater ouni Kräizkontaminatioun an ouni Prouweverloscht. D’VialTweeter-Sonotrod aus Titan ass autoklavéierbar, an d’Amplitud an d’Impulser kënnen agestallt a gespäichert ginn, wat dem néidege Steierberäich fir en Deagglomeratiounsprotokoll entsprécht. D’Standardsonotrod mat 10 Positiounen hëlt Prouwefläsche fir automatesch Prouwehueler, Mikrozentrifugeréier an Eppendorf- oder Nunc-Réier vun 1 bis 5 mL op. D’VialPress-Spannvirrichtung hëlt bis zu 5 méi grouss Gefäässer mat engem Duerchmiesser vu bis zu 20 mm op.
Speziell VialTweeter-Modeller fir eenzel Réier si fir Falcon-Réier a fir eenzel Prouwefläschen disponibel, ugepasst un d’Gréisst vum Gefääss. Demontéiert d’Blocksonotrod, an d’UP200St-Basisunitéit funktionéiert als konventionellen Ultraschallapparat mat Sond fir déi direkt Behandlung vu klengen a mëttelgrousse Prouwen.
Ultraschallapparater fir Mikroplacken
Skaléierung op Prouwevirbereedung mat héijem Prouwenduerchsaz duerch d’Ultraschallbehandlung vu Multiwell-Placken: Fir Aarbechtsofleef op Basis vu Placken erweideren d’Mikroplacken-Ultraschallapparater UIP400MTP an UIP550MTP déi kontaktfräi, gläichméisseg Ultraschallbehandlung vun zéng Réier op eng ganz Plack.
Den UIP400MTP mat 400 Watt behandelt Standard-Mikrotiter- a Multiwell-Placken, dorënner Formater mat 96 Verdéiwungen, mat enger preziser Steierung vun Amplitud, Leeschtung an Impulser souwéi engem Timer, enger Temperatursond an enger Waasserbadkillung. D’Ofléise vu Biofilmer an d’Veraarbechtung vu Bakteriekulture sinn etabléiert Uwendunge vum Mikroplacken-Ultraschallapparat UIP400MTP.
Den UIP550MTP mat 550 Watt ass déi méi leeschtungsstaark Optioun – ideal fir méi usprochsvoll Uwendungen.
Béid kontaktfräi Ultraschallsystemer verschaffe Placke mat 6, 12, 24, 48, 96 an 384 Verdéiwungen souwéi Réiergesteller a Petrischuelen zouverlässeg. Hielscher Mikroplacken-Ultraschallapparater funktionéiere mat all Standardplack, wouduerch deier proprietäert Verbrauchsmaterial evitéiert gëtt. Mat programméierbaren Temperaturgrenze pauséiert d’Ultraschallbehandlung automatesch bei der maximaler Prouwentemperatur a gëtt nom Ofkillen erëm opgeholl, wouduerch d’Liewensfäegkeet bei widderhollenen Zykle geschützt gëtt. Intelligent an zouverlässeg Prouwevirbereedung mat héijem Prouwenduerchsaz fir widderhuelbar Resultater.
D’Tabell hei ënne gëtt Iech en Iwwerbléck iwwer déi ongeféier Veraarbechtungskapazitéit vun eisen Ultraschallapparater fir Labo-Prouwen, déi an de Liewenswëssenschaften, der Genomik, der Proteomik an der Diagnostik agesat ginn:
| Recommandéiert Apparater | Chargevolumen | Duerchflossrate |
|---|---|---|
| VialTweeter Ultraschallapparat fir méi Réier | Prouwefläsche vun 0,5 bis 1,5mL | n.a. |
| UIP400MTP Ultraschallapparat fir Multiwell-Placken (440 Watt) | Multiwell- / Mikrotiterplacken | n.a. |
| UIP550MTP Ultraschallapparat fir Multiwell-Placken (550 Watt) | Multiwell- / Mikrotiterplacken | n.a. |
| Ultraschall-CupHorn | CupHorn fir Prouwefläschen oder e Becherglas | n.a. |
| UP100H Ultraschallapparat mat Sond mat 100 Watt | 1 bis 500mL | 10 bis 200mL/min |
| UP200Ht, UP200St Ultraschallapparat-Modeller mat Sond mat 200 Watt | 10 bis 1000mL | 20 bis 200mL/min |
| UP400St Ultraschallapparat mat Sond mat 400 Watt | 10 bis 2000mL | 20 bis 400mL/min |
| GDmini2 | sterillen Ultraschall-Mikroduerchflossreakter | n.a. |
| Ultraschall-Siffrëtseler | n.a. | n.a. |
Heefeg gestallte Froen iwwer d’Zelldisaggregatioun mat Ultraschall
Wat ass den Ënnerscheed tëscht Zelldisaggregatioun an Zelllys?
D’Disaggregatioun, och Deagglomeratioun genannt, trennt verklompt Zellen an eng Eenzelzellsuspensioun, wärend d’Zellen intakt a liewensfäeg bleiwen. D’Lys brécht d’Zellhüll op a setzt den intrazellulären Inhalt fräi. Béid gi vu Schéierkräften duerch Kavitatioun ugedriwwen, an den Ënnerscheed läit am Energieantrag. Mat optiméierten Astellunge fir Amplitud, Impulser an Temperatur erreecht d’Ultraschallbehandlung eng Disaggregatioun ënner der Lysschwell.
Firwat sinn Ultraschallbieder net fir eng standardiséiert Disaggregatioun gëeegent?
Bieder liwweren nëmme wéineg Ultraschallenergie, wat zu enger onvollstänneger Preparatioun féiert, an d’Kavitatioun entwéckelt sech ganz ongläichméisseg am ganze Baseng, soudatt all Prouf jee no hirer Positioun eng aner Behandlung kritt. Mikrobiologesch Zielungen a vergläichend Etüde sinn op Vergläichbarkeet ugewisen. Kontaktlos Ultraschallapparater wéi de Multi-Tube Sonicator VialTweeter souwéi d’Mikroplacken-Ultraschallmodeller UIP400MTP an UIP550MTP behandelen all Gefäässer ënner ugepassten Ultraschallbedéngungen, wat d’Reproduzéierbarkeet tëscht Replikater verbessert.
Kann d’Ultraschallbehandlung d’Zelle beschiedegen?
Jo, wann d’Parameteren net kontrolléiert ginn. Eng iwwerméisseg Ultraschallbehandlung oder eng onkontrolléiert Erwiermung kann Zelle beschiedegen, a fräigesaten DNA mécht d’Prouwe viskos a begënschtegt eng erneit Aggregatioun. Dofir soll de Prozess geziilt entwéckelt ginn: eng moderat Amplitud, gepulsten Zyklen, Ofkillung an Apparater mat enger Temperaturbegrenzung halen d’Behandlung op der Disaggregatiounssäit vun der Kéier.
All digital Ultraschallapparater vun Hielscher bidden exakt steierbar Parameteren, uschléissbar Temperatursensoren, programméierbar Astellungen an eng automatiséiert Dateprotokolléierung fir eng zouverlässeg Prouwepreparatioun.
Muss d’Prouf an en anert Gefääss iwwerdroe ginn?
Nee. Fläschen a Placke ginn an hiren ursprénglechen, zouene Behälter behandelt. Déi indirekt Ultraschallbehandlung vermeit souwuel Verloschter beim Iwwerdroe wéi och d’Verschleefung vu Material, déi mam Ëmgang mat der Sond verbonnen ass.
Wéi eng Fläscheformater kann de VialTweeter behandelen?
D’Standardsonotrod mat 10 Positiounen hëlt Autosampler-Fläschen, Mikrozent rifugatiounsréier an Eppendorf- oder Nunc-Réier vun 1 bis 5 mL op. De VialPress-Accessoire hëlt bis zu 5 méi grouss Gefäässer mat engem Duerchmiesser vu bis zu 20 mm op. Speziell Single-Tube VialTweeter-Modeller si fir Falcon-Réier a fir personaliséiert Formater fir eenzel Fläschen oder méi grouss Gefäässer disponibel.
Kann ech mat engem eenzegen Apparat disaggregéieren a lyséieren?
Jo. Dee selwechten Opbau, dee bei moderater Amplitud disaggregéiert, féiert bei méi héijer Amplitud a méi laanger Belaaschtungsdauer e kompletten Zellopbroch duerch, soudatt d’Hierstellung vun enger Eenzelzellsuspensioun an déi uschléissend Extraktioun hannerenee kënnen duerchgefouert ginn, ouni d’Plattform ze wiesselen.
Gëtt Ultraschall bei MBEC-Assaye benotzt?
D’Ultraschallbehandlung ass en etabléierten a gréisstendeels standardméissege Bestanddeel. Beim MBEC-Assay mat engem Stëftdeckel ginn d’Biofilmer fir d’éischt op Polystyrolstëfter gezillt an engem Antibiotikum ausgesat. Duerno ginn d’Stëfter a frëscht Medium iwwerdroen an duerch Vortexen an Ultraschall behandelt, fir unhaftend Biofilmzellen ofzeléisen an zu enger planktonescher Suspensioun ze disaggregéieren, ier eng seriell Verdënnung an eng Zielung vun de liewensfäegen Zellen duerchgefouert ginn (d’MBEC gëtt als déi niddregst Konzentratioun ofgelies, déi d’Zuel vun de zeréckgewonnenen Zelle par rapport zum onbehandelte Biofilm ëm ≥3 log10 reduzéiert). D’Ultraschallbehandlung verbessert d’Dispersiounsqualitéit däitlech: Wann agebett Zellen net vollstänneg aus der EPS-Matrix fräigesat ginn, gëtt d’Eradikatioun ënnerschat an d’MBEC-Wäerter ginn iwwerschätzt. Déi geziilt Ultraschallbehandlung vun de Verdéiwunge fir d’Stëfthalter iwwer d’Assayplacken ewech mam Mikroplacken-Ultraschallapparat UIP400MTP iwwerwënnt déi traditionell Schwächte vun der Ultraschallbehandlung am Bad – nämlech eng ongläichméisseg Energieverdeelung, Erwiermung an de Risiko vun Aerosolen a Kräizkontaminatioun.
Léiert, wéi de kontaktlose Mikroplacken-Ultraschallapparat UIP400MTP MBEC-Assaye vereinfacht!
Gëtt Ultraschall bei MIC-Assaye benotzt?
D’Ultraschallbehandlung gëtt a verschiddenen Aarbechtsofleef am Zesummenhang mat MIC agesat, fir d’Effizienz an d’Reproduzéierbarkeet ze verbesseren:
- Mykobakteriologie, wou Sputum an aner viskos Prouwe virun der Empfindlechkeetsprüfung routineméisseg dekontaminéiert an homogeniséiert ginn, heiansdo mat Ultraschall, a wou mykobakteriell Inokula, déi Klompe bilden, vun enger kuerzer Dispersioun fir genee MIC-Wäerter profitéieren;
- Organismen, déi zur Aggregatioun tendéieren (z. B. Streptokokken, Staphylokokken a Pellets), bei deene Mikroaggregater d’Inokulumdicht verfälschen; an
- kombinéiert Diagnostik wéi d’Kultur vun der Flëssegkeet aus der Ultraschallbehandlung vun engem Implantat mat uschléissender Empfindlechkeetsprüfung bei enger Infektioun vun enger Gelenkprothees (eng MBEC-änlech Uwendung, keng klassesch MIC-Uwendung).
Entdeckt den Asaz vun der Ultraschallbehandlung fir MIC-Assayen!
Literatur / Referenzen
- FactSheet VialTweeter – Sonicator for Simultaneous Sample Preparation
- FactSheet UIP400MTP Plate-Sonicator for High-Throughput Sample Preparation – English version – Hielscher Ultrasonics
- FactSheet UIP550MTP Plate-Sonicator for High-Throughput Sample Preparation – English version – Hielscher Ultrasonics
- Bahnan W, Happonen L, Khakzad H, Kumra Ahnlide V, de Neergaard T, Wrighton S, André O, Bratanis E, Tang D, Hellmark T, Björck L, Shannon O, Malmström L, Malmström J, Nordenfelt P. (2023): A human monoclonal antibody bivalently binding two different epitopes in streptococcal M protein mediates immune function. EMBO Mol Med. 2023 Feb 8;15(2):e16208.
- Wrighton S., Ahnlide V.K., André O., Bahnan W., Nordenfelt P. (2023): Group A streptococci induce stronger M protein-fibronectin interaction when specific human antibodies are bound. Frontiers in Microbiology 14:1069789.
- 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.
Wielt Är eege Plack! De Mikroplacken-Ultraschallapparat UIP550MTP disaggregéiert bakteriell Prouwen an all Standard-Multiwellplack.
Hielscher Multi-Sample Sonicator-Modeller UIP400MTP fir Mikroplacken, VialTweeter an CupHorn: séier Prouwevirbereedung mat héijem Prouwenduerchsaz

