Ersetzt d’Ofschabe vun Zellen duerch den UIP400MTP-Sonikator mat héijem Duerchsaz
D’Ofléisen an d’Extraktioun vun adherenten Zelllinnen aus Multiwell-Placke fir Multi-Omics-Analyse gehéieren zum Alldag am Laboratoire. D’Zellofléisung mat héijem Duerchsaz mam Multiwell-Placke-Sonikator UIP400MTP ersetzt dat manuellt Ofschabe vun Zellen a féiert zu méi héijen Ausbeuten u RNA, Gesamtlipiden a gesamte polare Metabolitten. Eng nei Method integréiert den Hielscher UIP400MTP-Sonikator mat der Beckman Coulter i7-Aarbechtsstatioun fir d’Handhabung vu Flëssegkeeten an erméiglecht eng reproduzéierbar an effizient Veraarbechtung vun Zelle mat héijem Duerchsaz fir d’Extraktioun vu RNA, Metabolitten a Lipiden. Déi presentéiert Method iwwertrëfft traditionell Methode fir dat manuellt Ofschabe vun Zellen, well si bei verschiddenen Zellzorten an experimentelle Bedéngungen eng besser Reproduzéierbarkeet an eng méi héich Ausbeut erreecht.
Vereinfacht d’Zellofléisung mam Mikroplacke-Sonikator UIP400MTP
Adherent Zellkultursystemer spillen eng entscheedend Roll an der toxikologescher a biomedizinescher Fuerschung. An dësem Kontext hu Cruchley-Fuge et al. (2024) sech mat enger bedeitender Erausfuerderung am PrecisionTox-Projet befaasst, dee sech op den Asaz vun Omics-Technologië fir d’Bewäertung vu chemesche Gefore konzentréiert. D’Zil vum Projet war eng Analys mat héijem Duerchsaz vun Dausende vu Prouwen, déi mat verschiddene Chemikalie behandelt goufen. Fir dësen Usproch ze erfëllen, hunn d’Fuerscher en automatiséierten Aarbechtsoflaf entwéckelt, deen den UIP400MTP-Sonikator mat etabléierte Protokoller fir eng biphasesch Extraktioun fir d’Analys duerch Flëssegchromatographie-Massespektrometrie (LC-MS) kombinéiert. Hir Etüd evaluéiert d’Wierksamkeet vum UIP400MTP-Multiwell-Placke-Sonikator beim Ofléise vun adherenten Zellen am Verglach mam manuellen Ofschaben an aneren traditionelle Methoden.
Multi-Omics vereinfachen: Automatiséiert Extraktioun vun adherenten Zelle mam UIP400MTP
D’Fuerschungsekipp vun der Laura Cruchley-Fuge vun der University of Birmingham huet dräi mënschlech Zelllinne benotzt: HepG2 (Liewerkriibszellen), HepaRG (differenzéiert hepatozytenänlech Zellen) an H295R (Niewennierkriibszellen). Dës Zelle goufen a Placke mat 24 an 96 Wells kultivéiert an Testchemikalie wéi Aflatoxin B1 a Forskolin ausgesat.
Experimentellen Opbau:
- Phas 1: Optimiséierung vun de Leeschtungsastellunge vum UIP400MTP-Sonikator a Verglach mam manuellen Ofschabe vun Zellen an Ultraschallwaasserbieder. HepG2-Zelle goufe benotzt, fir d’Réckgewënnung vu RNA, Metabolitten a Lipiden ze evaluéieren.
- Phas 2: Integratioun vum UIP400MTP an en Aarbechtsoflaf fir eng biphasesch Extraktioun mam Beckman Coulter i7-System. D’Validatioun gouf mat HepaRG- an H295R-Zellen duerchgefouert.
Aarbechtsoflaf vun der Extraktioun: Den Aarbechtsoflaf huet d’Expositioun géintiwwer Chemikalien a Multiwell-Placken, d’Zellofléisung mam UIP400MTP an d’biphasesch Extraktioun no der Bligh & Dyer-Method (B&D) ëmfaasst. D’LC-MS-Analys gouf mat engem Thermo Scientific Orbitrap Exploris 120 fir lipophil a polar Verbindungen duerchgefouert. D’B&D-Method, e Goldstandard fir d’Quantifizéierung vu Lipiden, ëmfaasst eng Extraktioun an zwéi Schrëtt mat Methanol, Chloroform a Waasser, gefollegt vun der Quantifizéierung vun de Lipiden an der Chloroformphas.
Den UIP400MTP-Mikroplacke-Sonikator erliichtert d’Ofléise vun adherenten Zelllinnen aus Multiwell-Placken a Petrischuelen
Resultater:
- Phas 1: Optimal Bedéngunge fir d’Ultraschallbehandlung goufe bei 60% Leeschtung festgestallt.
Den UIP400MTP huet am Verglach mam manuellen Ofschaben an Ultraschallbieder déi héchst RNA-Réckgewënnung mat enger aussergewéinlecher Reproduzéierbarkeet erreecht.
D’Réckgewënnung vu polare Metabolitte war iwwer d’Methoden ewech gläichméisseg, wärend d’Réckgewënnung vu Lipide mam UIP400MTP däitlech besser war. - Phas 2: D’Validatioun mat HepaRG- an H295R-Zellen huet eng héich Reproduzéierbarkeet vun de Lipidomik- a Metabolomikdate gewisen, wéi déi enk gruppéiert PCA-Scores et beleeën.
D’Behandlunge mat Aflatoxin B1 a Forskolin konnte wierksam vun de Kontrollen ënnerscheet ginn, wat d’Sensibilitéit an d’Zouverlässegkeet vun der Method ënnersträicht.
Mikroplacke-Sonikator UIP400MTP fir d’Zellofléisung mat héijem Duerchsaz
“Den Hielscher UIP400MTP-Ultraschallapparat bitt eng héichwäerteg a reproduzéierbar Alternativ zum „Goldstandard“ vum manuellen Ofschabe vun Zellen a féiert zu méi héijen Ausbeuten u RNA, Gesamtlipiden a gesamte polare Metabolitten.” (Cruchley-Fuge et al., 2024)
Cruchley-Fuge et al. ënnersträichen d’Virdeeler vum UIP400MTP-Sonikator fir d’Veraarbechtung vun adherenten Zellen. Well dës Method dat manuellt Ofschaben ersetzt, verbessert si d’Reproduzéierbarkeet, den Duerchsaz an d’Ausbeut, wat si zu engem onschätzbaren Instrument fir grouss ugeluechten Etüde wéi PrecisionTox mécht. D’Integratioun vum UIP400MTP an automatiséiert Aarbechtsofleef reduzéiert net nëmmen d’Variabilitéit, mee vereinfacht och aarbechtsintensiv Prozesser an erméiglecht domat d’Erfaassung vun héichwäertege Multi-Omics-Daten.
D’Aarbecht vu Cruchley-Fuge et al. (2024) erliichtert a vereinfacht d’Veraarbechtung vun adherenten Zellkulture fir Multi-Omics-Analyse. D’Integratioun vum UIP400MTP-Sonikator an automatiséiert Aarbechtsofleef garantéiert eng gläichméisseg an effizient Prouwevirbereedung, wouduerch en ideal fir toxikologesch Fuerschung mat héijem Duerchsaz gëeegent ass.
Entwécklung, Fabrikatioun a Berodung – Qualitéit Made in Germany
Hielscher-Ultraschallapparater si fir hir héchst Qualitéits- an Designstandarde bekannt. Robustheet an einfach Bedéngung erméiglechen eng reiwungslos Integratioun vun eisen Ultraschallapparater an industriell Anlagen. Hielscher-Ultraschallapparater gi liicht mat haarde Bedéngungen an usprochsvollen Ëmfelder eens.
Hielscher Ultrasonics ass eng ISO-zertifizéiert Entreprise a leet besonnesche Wäert op leeschtungsstaark Sonikatore mat modernster Technologie a Benotzerfrëndlechkeet. Selbstverständlech sinn Hielscher-Ultraschallapparater CE-konform an erfëllen d’Ufuerderunge vun UL, CSA a RoHs.
Literatur / Referenzen
- FactSheet UIP400MTP Multi-well Plate Sonicator – Non-Contact Sonicator – Hielscher Ultrasonics
- Lauren E. Cruchley-Fuge, Martin R. Jones, Ossama Edbali, Gavin R. Lloyd, Ralf J. M. Weber, Andrew D. Southam, Mark R. Viant (2024): Automated extraction of adherent cell lines from 24-well and 96-well plates for multi-omics analysis using the Hielscher UIP400MTP sonicator and Beckman Coulter i7 liquid handling workstation. Metabomeeting 2024, University of Liverpool, 26-28th November 2024.
- 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.
Heefeg gestallte Froen
Wat ass Zellofléisung?
An der Fuerschung bezeechent d’Zellofléisung de Prozess, bei deem adherent Zelle vun der Uewerfläch vun engem Kulturgefääss oder Substrat getrennt ginn. Dëst gëtt typescherweis gemaach, fir Zelle fir uschléissend Uwendunge wéi Analys, Subkultivéierung oder Kryokonservéierung ze gewannen. Jee no Zellzort a Fuerschungsufuerderunge kann d’Ofléisung mat enzymatesche Methoden (z. B. Trypsin), chemeschen Agenten (z. B. EDTA), mechanesche Methoden (z. B. Ofschaben) oder physikaleschen Technike wéi der Ultraschallbehandlung erreecht ginn.
Wéi léist een adherent Zellen of?
Beim Ofléise vun adherenten Zellen duerch Ultraschallbehandlung gi fokusséiert Ultraschallwellen agesat, fir d’Haftung tëscht den Zellen an der Uewerfläch an engem kontrolléierten Ëmfeld ze ënnerbriechen. Den UIP400MTP-Mikroplacke-Sonikator erreecht dëst konkret doduerch, datt e lokal mechanesch Schwéngungen erzeugt, déi d’Bindungen tëscht den Zellen an der Kulturuewerfläch briechen. Zu de wichtegste Schrëtt gehéieren:
- Virbereedung: D’Zelle ginn a Multiwell-Placke gezillt a kënnen am Kader vum experimentellen Opbau spezifesche Chemikalien ausgesat ginn.
- Ultraschallbehandlung: Den UIP400MTP-Sonikator gëtt mat optiméierten Astellungen (z. B. 60% Leeschtung) programméiert, fir eng wierksam Ofléisung ze garantéieren, ouni d’Zellen ze beschiedegen oder d’Integritéit vun de Biomoleküllen ze beanträchtegen.
- Temperaturkontroll: Den Apparat hält d’Temperatur stabil, fir en duerch Hëtzt verursaachten Ofbau vun Zellen oder Moleküllen am Laf vum Prozess ze verhënneren.
- No der Ofléisung: Déi ofgeléisten Zelle ginn no uschléissenden Extraktiounsprotokoller behandelt, wéi der biphasescher Bligh & Dyer-Method, fir RNA, Lipiden a Metabolitten zeréckzegewannen.
Dës Method ass duerch hir Automatiséierung, Reproduzéierbarkeet a Fäegkeet, Prouwe mat héijem Duerchsaz effizient ze verschaffen, dem manuellen Ofschaben iwwerleeën.
Wat ass eng Zellofléisung ouni Beschiedegung?
Eng Zellofléisung ouni Beschiedegung bezeechent de Prozess, bei deem adherent Zelle vun hirem Substrat getrennt ginn, ouni hir Liewensfäegkeet, Integritéit oder Funktionalitéit ze beanträchtegen. Si gëtt mat schounende Methode wéi enger kontrolléierter Ultraschallbehandlung oder enzymfräie Léisungen erreecht.
D’Zerstéierung vun den Zellen ze vermeiden ass entscheedend, fir hir strukturell a molekular Eegenschaften ze erhalen, déi fir präzis uschléissend Uwendunge wéi Multi-Omics-Analysen, funktionell Assayen oder en therapeuteschen Asaz wesentlech sinn. Beschiedegt Zelle kënnen intrazellulär Inhalter fräisetzen, wat experimentell Resultater méiglecherweis verfälschen oder d’Prouwequalitéit beanträchtege kann.
Wat ass de Virdeel vun enger enzymfräier Zellofléisung?
Eng enzymfräi Zellofléisung bitt verschidde Virdeeler, dorënner d’Erhale vun de Proteinnen a Rezeptoren op der Zelluewerfläch, d’Erhale vun der Liewensfäegkeet vun den Zellen an d’Vermeide vu méiglechen enzymatesche Schied u Biomoleküllen. Dës Approche ass besonnesch virdeelhaft fir empfindlech uschléissend Uwendunge wéi Duerchflusszytometrie, Proteomik oder funktionell Assayen, bei deenen enzymatesch Verännerungen d’Datequalitéit oder d’experimentell Resultater beanträchtege kéinten. Ausserdeem sinn enzymfräi Methoden dacks méi reproduzéierbar a kënne fir Aarbechtsofleef mat héijem Duerchsaz ugepasst ginn.
Hielscher Ultrasonics fabrizéiert leeschtungsstaark Ultraschallhomogenisatore vu Laborgréisst bis zu industrieller Gréisst.

