Monstervoorbereiding met de sonicator VialTweeter
Monstervoorbereiding voorafgaand aan de analyse kan verschillende preanalytische processen vereisen, zoals weefselhomogenisatie, lysis, extractie van eiwitten, DNA, RNA, organellen en andere intracellulaire stoffen, oplossen en ontgassen. De VialTweeter is een unieke sonicator die meerdere monsterbuisjes tegelijkertijd onder exact dezelfde omstandigheden voorbereidt. Door de indirecte sonicatie van gesloten reageerbuisjes worden kruisbesmetting en monsterverlies voorkomen.
Ultrasone monstervoorbereiding
Ultrasone behandeling is een gangbare techniek voor monsterbehandeling om het monster voor te bereiden op analyses zoals de kettingreactie van polymeren (PCR), westernblots, assays, moleculaire sequencing, chromatografie enz. Ultrasone behandeling is een techniek die in laboratoria veel wordt gebruikt om monsters preanalytisch te behandelen. Een groot voordeel van sonicatie is dat het werkingsprincipe van ultrageluid op uitsluitend mechanische krachten berust. Ultrasone lysis en celontsluiting worden bereikt door sonomechanische afschuifkrachten, waardoor ultrasone behandeling het voordeel biedt dat de oplosmiddelen die voor eiwitextractie worden gebruikt, ook tijdens de lysis kunnen worden gebruikt. Ultrasone celontsluitingsapparaten zoals de VialTweeter breken de celwanden / membranen open en bevorderen de massaoverdracht tussen het celinterieur en het oplosmiddel. Daardoor worden de analyten (bijv. DNA, RNA, eiwitten, organellen enz.) efficiënt vanuit de celmatrix naar het oplosmiddel overgebracht. Dit betekent dat de stappen voor het snel stopzetten van reacties en de extractie overlappen met het ultrasone celontsluitingsproces, wat ultrasone lysis zeer effectief maakt. Bovendien zijn voor ultrasone monstervoorbereiding geen detergentia en andere lysisreagentia nodig, die de structuur van het lysaat zouden kunnen veranderen en vernietigen en waarvan bekend is dat ze bij de daaropvolgende zuivering problemen veroorzaken. Een andere lysismethode, enzymatische ontsluiting, vereist lange incubatietijden en levert vaak niet-reproduceerbare resultaten op. Ultrasone monstervoorbereiding ondervangt veelvoorkomende problemen bij monstervoorbereiding, zoals weefselhomogenisatie, celontsluiting, lysis, eiwitextractie en solubilisatie van het lysaat. Omdat de intensiteit van de ultrasone behandeling exact kan worden geregeld en aan het biologische monster kan worden aangepast, worden degradatie en monsterverlies voorkomen. Automatisch bewaakte en geregelde monstertemperatuur, pulsmodus en sonicatieduur zorgen voor optimale resultaten.
De VialTweeter is bijzonder handig voor laboratoriumwerk waarbij meerdere monsters tegelijkertijd onder dezelfde omstandigheden moeten worden voorbereid. De VialTweeter is een ultrasone bloksonotrode die plaats biedt aan maximaal 10 monsterbuisjes (bijv. Eppendorf-, centrifuge- en NUNC-buisjes en cryobuisjes) en deze onder nauwkeurig gecontroleerde omstandigheden intensief soniceert. Omdat de ultrasone energie via de wanden van de buisjes in het monstermedium wordt gekoppeld, blijven de buisjes tijdens de behandeling gesloten. Daardoor worden monsterverlies en kruisbesmetting volledig voorkomen.
Ultrasoon apparaat voor monstervoorbereiding VialTweeter: VialTweeter als sonotrode op de ultrasone processor UP200St
Monsterbuisjes en reageerbuizen die in de VialTweeter passen
De VialTweeter is geschikt voor 10 gangbare buisjes met een conische of ronde bodem, zoals Eppendorf- en centrifugebuisjes, cryobuisjes en verschillende typen NUNC-buisjes, maar de openingen kunnen op verzoek aan andere afmetingen van monsterbuisjes en reageerbuizen worden aangepast. Laat ons weten welk type reageerbuisjes u wilt gebruiken, zodat we uw VialTweeter daarop kunnen aanpassen. Voor grotere reageerbuizen, zoals Falcon-buizen, en andere monsterhouders, bekers en vaten is de VialPress een handige oplossing.
Lees meer over het model VT26dxx van de VialTweeter, aangepast aan de specifieke afmetingen van uw reageerbuizen, bijv. Falcon-buizen!
De VialTweeter met VialPress
Hoewel de VialTweeter zelf met zijn 10 openingen voor buisjes al een uniek en zeer functioneel ultrasoon apparaat is, maakt de VialPress-uitbreiding de VialTweeter nog veelzijdiger en flexibeler in gebruik. De VialPress is een accessoire voor de VialTweeter dat bestaat uit een klembalk waarmee grotere monsterbuizen, zoals Falcon-buizen, of andere kleine tot middelgrote laboratoriumbekers aan de voorkant van de VialTweeter kunnen worden vastgezet. De afbeelding links toont de VialTweeter met 10 Eppendorf-buisjes in het blok, terwijl de VialPress één grotere reageerbuis aan de voorkant vastzet voor sonicatie. De VialPress kan maximaal 5 grotere reageerbuizen vasthouden voor intensieve sonicatie.
Protocollen voor monstervoorbereiding met de VialTweeter
De VialTweeter wordt veel gebruikt om biologische monsters te soniceren. Voorafgaand aan de analyse moeten monsters worden voorbereid voor biochemische of biofysische analyses en assays, bijv. door lysis, weefselhomogenisatie, eiwitextractie, afschuiving van DNA / RNA, ontgassen enz. De VialTweeter voert deze ultrasone processen betrouwbaar uit en levert reproduceerbare resultaten. Een gangbare toepassing van de VialTweeter is de lysis/celontsluiting van zoogdierweefsels (van mensen en dieren), evenals van bacteriecellen en virusdeeltjes. Biologische monsters die met succes met de VialTweeter zijn behandeld, omvatten menselijke longepitheelcellen, hematopoëtische stamcellen, myeloïde leukemiecellen, Escherichia coli, Bacillus subtilis, Bacillus anthracis, Francisella tularensis, Yersinia pestis, Streptococcus pyogenes, Caulobacter crescentus, Mycoplasma pneumoniae, mycobacteriën, het Mycobacterium tuberculosis-complex (MTBC) en vele andere bacteriële, plantaardige en microbiële cellen.
Hieronder vindt u enkele geselecteerde protocollen waarin de VialTweeter wordt gebruikt.
De VialTweeter soniceert Eppendorf-buisjes van 1,0, 1,5 en 2,0mL met hoge intensiteit zonder kruisbesmetting of monsterverlies.
- weefselhomogenisatie
- celontsluiting & lysis
- eiwitextractie
- afschuiving van DNA/RNA
- solubilisatie van celpellets
- detectie van ziekteverwekkers
- ontgassen
- in-vitrodiagnostiek
- preanalytische behandeling (bijv. extractie van sporenelementen, voorbereiding van bodemmonsters)
- proteomica
Lysis van E.Coli met de VialTweeter voor in-vivobepaling van glutathion
Escherichia coli-bacteriën van de stam MG1655 werden gekweekt in minimaal MOPS-medium in een totaal volume van 200ml totdat een A600 van 0,5 werd bereikt. De kweek werd opgesplitst in kweken van 50 ml voor stressbehandeling. Na 15 min incubatie met 0,79 mM allicine, 1 mM diamide of dimethylsulfoxide (controle) werden de cellen gedurende 10 min bij 4.000g en 4°C geoogst. De cellen werden tweemaal met KPE-buffer gewassen voordat de pellets opnieuw werden gesuspendeerd in 700µl KPE-buffer. Voor de verwijdering van eiwitten werd 300µl 10% (w/v) sulfosalicylzuur toegevoegd voordat de cellen door ultrasone behandeling werden ontsloten (3 x 1 min; ultrasone sonicator VialTweeter). De supernatanten werden na centrifugatie verzameld (30 min, 13.000g, 4°C). De sulfosalicylzuurconcentraties werden verlaagd tot 1% door toevoeging van 3 volumes KPE-buffer. Metingen van totaal glutathion en GSSG werden uitgevoerd zoals hierboven beschreven. De cellulaire glutathionconcentraties werden berekend op basis van een volume van E. coli-cellen van 6,7×10-15 liter en een celdichtheid van A600 0,5 (overeenkomend met 1×108 cellen ml-1 kweek). De GSH-concentraties werden berekend door 2[GSSG] van het totale glutathion af te trekken. (Müller et al. 2016)
Fragmentatie van alfa-synucleïnefibrillen met de VialTweeter
De sonicator VialTweeter wordt veel gebruikt voor de betrouwbare en efficiënte fragmentatie van alfa-synucleïnefibrillen en -linten. Klik hier voor gedetailleerde beschrijvingen, protocollen en referenties voor de fragmentatie van alfa-synucleïne met de VialTweeter!
Cellysis met de VialTweeter voorafgaand aan atoomabsorptiespectrometrie met een grafietoven
Bacillus subtilis 168 (trpC2) werd gedurende 15 min blootgesteld aan antibioticastress. Vervolgens werden de cellen geoogst bij 3.320 x g, vijfmaal gewassen met 100 mM Tris/1 mM EDTA, pH 7,5, opnieuw gesuspendeerd in 10 mM Tris, pH 7,5 en ontsloten door ultrasone behandeling in een VialTweeter van Hielscher. (Wenzel et al. 2014)
Monstervoorbereiding met de VialTweeter voorafgaand aan massaspectrometrie
De gevriesdroogde celpellets van menselijke CD34 hematopoëtische stam-/voorlopercellen werden opnieuw gesuspendeerd in 10µl (200µl voor bulkvoorbereiding van HEK293 voor de peptideverdunningsreeks) 8 M ureum in 100 mM ammoniumwaterstofcarbonaat en gelyseerd met behulp van sonicatie met de Hielscher VialTweeter bij een amplitude van 60%, een cyclus van 60% en een duur van 20s, driemaal met tussentijdse koeling op ijs. (Amon et al. 2019)
Protocollen voor monstervoorbereiding met de VialPress
Verse sla (Lactuca sativa) werd gehomogeniseerd in 0,5 M HEPES-buffer (pH 8, ingesteld met KOH) bij een verhouding van 1 g plant (versgewicht) tot 200, 100, 50 of 20 mL bufferoplossing. De verhouding tussen de plantmassa en het volume van de bufferoplossing werd gevarieerd om het totale homogenaatvolume tussen 3,5 en 12 mL te houden. De verhouding tussen de plantmassa en het volume van de bufferoplossing werd gevarieerd om het totale homogenaatvolume tussen 3,5 en 12 mL te houden, waardoor homogenisatie met de sonde mogelijk was. De homogenaten ondergingen vervolgens gedurende 3 min indirecte ultrasone behandeling met een UP200St met VialTweeter uitgerust met 200xt VialPress (Hielscher Ultrasonics GmbH, Duitsland) (80% puls en 100% vermogen). Door dit apparaat te gebruiken werd besmetting voorkomen. (Laughton et al. 2019)
De VialTweeter met 10 Eppendorf-buisjes op de ultrasone processor UP200St
Betrouwbare temperatuurregeling tijdens sonicatie met de VialTweeter
Temperatuur is een cruciale factor die het proces beïnvloedt en die vooral belangrijk is voor de behandeling van biologische monsters. Zoals alle mechanische technieken voor monstervoorbereiding genereert sonicatie warmte. Bij gebruik van de VialTweeter kan de temperatuur van de monsters echter goed worden geregeld. We presenteren u verschillende mogelijkheden om de temperatuur van uw monsters te bewaken en te regelen terwijl u ze met de VialTweeter en VialPress voor analyse voorbereidt.
- Bewaking van de monstertemperatuur: de ultrasone processor UP200St, die de VialTweeter aandrijft, is uitgerust met intelligente software en een aansluitbare temperatuursensor. Sluit de temperatuursensor aan op de UP200St en steek de punt van de temperatuursensor in een van de monsterbuisjes. Via het digitale kleurentouchscreen kunt u in het menu van de UP200St een specifiek temperatuurbereik voor de sonicatie van uw monsters instellen. De sonicator stopt automatisch wanneer de maximale temperatuur is bereikt en pauzeert totdat de monstertemperatuur is gedaald tot de onderste waarde van de ingestelde temperatuur ∆. Vervolgens start de sonicatie automatisch opnieuw. Deze slimme functie voorkomt degradatie door warmte.
- Het blok van de VialTweeter kan worden voorgekoeld. Plaats het blok van de VialTweeter (alleen de sonotrode zonder transducer!) in de koelkast of vriezer om het titaniumblok voor te koelen; dit helpt de temperatuurstijging in het monster uit te stellen. Indien mogelijk kan ook het monster zelf worden voorgekoeld.
- Gebruik droogijs om tijdens de sonicatie te koelen. Gebruik een ondiepe bak gevuld met droogijs en plaats de VialTweeter op het droogijs, zodat de warmte snel kan worden afgevoerd.
Klanten wereldwijd gebruiken de VialTweeter en VialPress voor hun dagelijkse monstervoorbereiding in biologische, biochemische, medische en klinische laboratoria. Dankzij de intelligente software en temperatuurregeling van de processor UP200St wordt de temperatuur betrouwbaar geregeld en wordt degradatie van monsters door warmte voorkomen. Ultrasone monstervoorbereiding met de VialTweeter en VialPress levert zeer betrouwbare en reproduceerbare resultaten!
Technische details van de VialTweeter
De VialTweeter is een bloksonotrode van titanium die plaats biedt aan maximaal 10 monsterbuisjes in de openingen in het blok. Daarnaast kunnen met de VialPress maximaal 5 grotere reageerbuizen aan de voorkant van de VialTweeter worden vastgeklemd. De VialTweeter is zo ontworpen dat de energie van de ultrasone behandeling gelijkmatig over elk geplaatst buisje wordt verdeeld om betrouwbare en uniforme sonicatieresultaten te garanderen. Een klein draaipunt past de sonotrode van de VialTweeter aan een ongelijke ondergrond aan en lijnt de reageerbuizen verticaal uit.
Voordelen van de VialTweeter in één oogopslag
- Intensieve sonicatie van maximaal 10 monsterbuisjes tegelijkertijd
- Indirecte sonicatie met hoge ultrasone intensiteit via de wand van het vat in het monster
- Indirecte sonicatie voorkomt kruisbesmetting en monsterverlies
- Reproduceerbare resultaten dankzij een instelbare en regelbare sonicatieamplitude
- Met de VialPress kunt u grotere buizen soniceren
- Instelbare amplitude van 20 tot 100%
- Instelbare pulsmodus van 0 tot 100%
- Autoclaveerbaar
De VialTweeter wordt aangedreven door de UP200St, een krachtige ultrasone processor van 200 watt. De UP200St is uitgerust met intelligente software waarmee alle belangrijke ultrasone procesparameters, zoals amplitude, sonicatietijd, pulsatie en temperatuur, nauwkeurig kunnen worden geregeld. Dit maakt de VialTweeter tot een betrouwbaar hulpmiddel voor succesvolle, reproduceerbare procesresultaten in biologische en biochemische laboratoria.
De amplitude kan tussen 20 en 100% worden ingesteld, waardoor de ultrasone intensiteit aan uw monster kan worden aangepast. Zo vereisen de afschuiving en fragmentatie van DNA en RNA een lagere amplitude om de vorming van te kleine DNA-fragmenten te voorkomen, terwijl weefselhomogenisatie van muizenhersenen sonicatie met hoge intensiteit vereist. Kies de ideale amplitude, sonicatie-intensiteit en duur via het slimme en intuïtieve menu op de processor UP200St. Het menu en de instellingen zijn eenvoudig toegankelijk en te bedienen via het kleurentouchscreen. In de instellingen kunt u sonicatieparameters vooraf instellen, zoals amplitude, pulsatie, cyclusmodus, sonicatieduur, totale energietoevoer en temperatuurgrenzen. In onderzoek en productie is de herhaalbaarheid van proeven en testresultaten cruciaal. Dit betekent dat de nauwkeurige registratie van procesomstandigheden en sonicatieprotocollen uiterst belangrijk is. De automatische gegevensregistratie schrijft alle sonicatiegegevens naar een CSV-bestand op een geïntegreerde SD-kaart, zodat u verschillende sonicatiebehandelingen eenvoudig kunt controleren en vergelijken. Alle ultrasone procesgegevens zijn eenvoudig toegankelijk en kunnen als CSV-bestand worden gedeeld.
Hielscher Ultrasonics streeft ernaar u geavanceerde technologie te bieden om uw onderzoekswerk te vergemakkelijken en te verbeteren!
VialTweeter met VialPress voor indirecte sonicatie.
De ultrasone VialTweeter in onderzoek en wetenschap
De VialTweeter is een krachtige ultrasone processor van 200 watt, die ideaal is voor de gelijktijdige ultrasone monstervoorbereiding van meerdere Eppendorf-buisjes of vergelijkbare reageerbuisjes. Daarom wordt de VialTweeter veelvuldig gebruikt in biologische en biochemische laboratoria voor onderzoek en levenswetenschappen. Hieronder vindt u een selectie van wetenschappelijke artikelen waarin de ultrasone processor VialTweeter wordt gebruikt. De artikelen behandelen verschillende toepassingen, zoals ultrasone monsterhomogenisatie, celontsluiting en lysis, afschuiving en fragmentatie van DNA, extractie van eiwitten en bioactieve verbindingen, evenals de inactivering van het coronavirus SARS-CoV-2. Neem contact met ons op als u op zoek bent naar een specifieke toepassing en bijbehorende wetenschappelijke referenties.
- FactSheet VialTweeter VT26dxx – Customized VialTweeter Sonicator for Single Test Tubes or Vials
- FactSheet VialTweeter – Sonicator for Simultaneous Sample Preparation
- Gajek, Ryszard; Barley, Frank; She, Jianwen (2013): Determination of essential and toxic metals in blood by ICP-MS with calibration in synthetic matrix. Analytical Methods 5, 2013. 2193-2202.
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2013/ay/c3ay26036d - Nordenfelt P, Waldemarson S, Linder A, Mörgelin M, Karlsson C, Malmström J, Björck L. (2012): Antibody orientation at bacterial surfaces is related to invasive infection. Journal of Experimental Medicine 17;209(13), 2012. 2367-81.
- Wenzel, M., A. I. Chiriac, A. Otto, D. Zweytick, C. May, C. Schumacher, R. Gust, et al. (2014): Small Cationic Antimicrobial Peptides Delocalize Peripheral Membrane Proteins. Proceedings of the National Academy of Sciences 111, No. 14, 2014. E1409–E1418.
- Lindemann, C., Lupilova, N., Müller, A., Warscheid, B., Meyer, H. E., Kuhlmann, K., Eisenacher, M., Leichert, L. I. (2013): Redox proteomics uncovers peroxynitrite-sensitive proteins that help Escherichia coli to overcome nitrosative stress. The Journal of biological chemistry, 288(27), 2013. 19698–19714.
- Wenzel, M., Patra, M., Albrecht, D., Chen, D. Y., Nicolaou, K. C., Metzler-Nolte, N., Bandow, J. E. (2011): Proteomic signature of fatty acid biosynthesis inhibition available for in vivo mechanism-of-action studies. Antimicrobial agents and chemotherapy, 55(6), 2011. 2590–2596.
- Laughton, S., Laycock, A., von der Kammer, F. et al. (2019): Persistence of copper-based nanoparticle-containing foliar sprays in Lactuca sativa (lettuce) characterized by spICP-MS. Journal of Nanoparticle Research 21, 174 (2019).
- Welch, Stephen R.; Davies, Katherine A.; Buczkowski, Hubert; Hettiarachchi, Nipunadi; Green, Nicole; Arnold, Ulrike; Jones, Matthew; Hannah, Matthew J.; Evans, Reah; Burton, Christopher; Burton, Jane E.; Guiver, Malcolm; Cane, Patricia A.; Woodford, Neil; Bruce, Christine B.; Roberts, Allen D. G.; Killip, Marian J. (2020): Inactivation analysis of SARS-CoV-2 by specimen transport media, nucleic acid extraction reagents, detergents and fixatives. Journal of Clinical Microbiology. Accepted Manuscript Posted Online 24 August 2020.
- Müller A., Eller J., Albrecht F., Prochnow P., Kuhlmann K., Bandow J. E., Slusarenko A. J., Leichert L.I.O. (2016): Allicin Induces Thiol Stress in Bacteria through S-Allylmercapto Modification of Protein Cysteines. Journal of Biological Chemistry, Vol. 291, No. 22, 2016. 11477-11490.
- Tim Krischuns; Franziska Günl; Lea Henschel; Marco Binder; Joschka Willemsen; Sebastian Schloer; Ursula Rescher; Vanessa Gerlt; Gert Zimmer; Carolin Nordhoff; Stephan Ludwig; Linda Brunotte (2018): Phosphorylation of TRIM28 Enhances the Expression of IFN-β and Proinflammatory Cytokines During HPAIV Infection of Human Lung Epithelial Cells. Frontiers in immunology Vol. 9, September 2018.
- Sabine Amon, Fabienne Meier-Abt, Ludovic C. Gillet, Slavica Dimitrieva, Alexandre P. A. Theocharides, Markus G. Manz, Ruedi Aebersold (2019): Sensitive Quantitative Proteomics of Human Hematopoietic Stem and Progenitor Cells by Data-independent Acquisition Mass Spectrometry. Molecular & Cellular Proteomics 18, 2019. 1454–1467.
Ultrasone verwerking: Hielscher ondersteunt u van haalbaarheid en optimalisatie tot commerciële productie!