Deparaffinering en eiwitextractie uit FFPE
Vergemakkelijk de eiwitextractie uit formalinegefixeerde, in paraffine ingebedde (FFPE) weefselcoupes met een geoptimaliseerde combinatie van deparaffinering, solubilisatie en sonicatie met een VialTweeter ultrasoonapparaat voor meerdere buisjes. Dit protocol ondersteunt daaropvolgende proteomica op basis van massaspectrometrie en is compatibel met workflows voor SP3-zuivering en enzymatische digestie.
Deze SOP is bedoeld voor laboratoriumpersoneel dat betrokken is bij de proteomische analyse van FFPE-weefselmonsters met sonicatie met hoge prestaties. Het protocol is geoptimaliseerd voor maximaal tien FFPE-monsters die parallel worden verwerkt met de VialTweeter Multi-Tube Sonicator.
VialTweeter Sonicator voor de gelijktijdige sonicatie van 10 monsters, bijvoorbeeld voor lysis en eiwitextractie uit FFPE-monsters
Protocol: eiwitextractie uit FFPE-monsters met de VialTweeter
Materialen en reagentia
Reagentia
- Xyleen (kwaliteit voor histologie)
- Ethanol (absoluut 96%)
- Lysisbuffer:
- Proteaseremmer (optioneel; bijvoorbeeld cOmplete™ mini EDTA-free)
6 M guanidinehydrochloride
50 mM Tris-HCl, pH 8,5
10 mM TCEP (tris(2-carboxyethyl)fosfine)
40 mM CAA (2-chlooracetamide)
Apparatuur
- VialTweeter Multi-Tube Ultrasonicator
- Microcentrifugebuisjes van 1,5 mL of 2,0 mL met lage binding
- Verwarmingsblok of incubator (instellingen van 95°C en 80°C)
- Microcentrifuge
- Thermomixer (optioneel maar aanbevolen)
Monstermateriaal
- 1–2 coupes van 10 µm dik FFPE-weefsel per monster (d.w.z. per buisje)
- In totaal ~100 µg weefsel per monster (d.w.z. per buisje)
OF
Opmerking: gebruik nieuwe mesjes voor microtomie om verontreiniging met paraffineresten tot een minimum te beperken.
Procedure
- Deparaffinering
- Breng FFPE-coupes over in microcentrifugebuisjes met lage binding.
- Voeg 1 mL xyleen toe en vortex kort.
- Incubeer 10 minuten bij kamertemperatuur.
- Centrifugeer gedurende 2 minuten bij 14.000 × g; verwijder het supernatant.
- Herhaal de wasstap met xyleen nog één keer (stappen 2–4).
- Was de pellet met 1 mL ethanol van 96%, vortex en centrifugeer vervolgens gedurende 2 minuten bij 14.000 × g. Verwijder het supernatant.
- Herhaal de wasstap met ethanol nog één keer (in totaal 2 wasstappen met ethanol).
- Laat de pellet gedurende 10 minuten bij kamertemperatuur aan de lucht drogen met geopende deksels om de resterende ethanol te laten verdampen.
- Eiwitextractie en sonicatie
- Voeg 200 µL lysisbuffer toe aan elke droge pellet.
Opmerking: hoewel de sonicator geschikt is voor maximaal 1 mL, is 200 µL optimaal voor de daaropvolgende verwerking. - Meng door te vortexen of voorzichtig te pipetteren.
- Voeg 200 µL lysisbuffer toe aan elke droge pellet.
- Eerste thermische incubatie
- Incubeer de buisjes gedurende 30 min bij 95 °C, onder schudden bij 400 rpm met een thermomixer of verwarmingsblok.
- Laat de monsters gedurende 5 min bij kamertemperatuur afkoelen.
- Eerste sonicatie met de VialTweeter
- Plaats de buisjes in de VialTweeter.
- Stel de VialTweeter UP200St in op de onderstaande waarden en voer sonicatie uit.
- Tweede thermische incubatie
Verwijder de buisjes en incubeer opnieuw gedurende 15 min bij 95 °C, 400 rpm. - Tweede sonicatie
Herhaal de sonicatie met de VialTweeter met dezelfde instellingen (zoals hierboven) gedurende nog eens 10 cycli (15 min in totaal). - Klaring van het lysaat
- Centrifugeer de monsters gedurende 10 min bij 13.000 × g en 23°C (kamertemperatuur).
- Breng het supernatant voorzichtig over in een nieuw Safe-lock Eppendorf-buisje van 2,0 mL. Zorg dat de pellet niet wordt verstoord.
- Daaropvolgende verwerking
Het lysaat is nu klaar voor SP3-zuivering en enzymatische digestie.
• Stel de amplitude (A) in op 100%
• Stel de pulsatiemodus (C) in op 100%
• Periodeklok: aan
• Inschakeltijd: 60s
• Uitschakeltijd: 30s
• Grenswaarde: 15 min (komt overeen met 10 cycli)
(Toelichting bij de berekening: (60 s aan + 30 s uit) × 10 cycli = 900 s = 15 min)
Hielscher VialTweeter met 10 Eppendorf-buisjes
Opmerkingen en aanbevolen werkwijzen
- Het risico op oververhitting tijdens sonicatie wordt beperkt door geprogrammeerde AAN/UIT-cycli.
- Vermijd vortexen na sonicatie om eiwitaggregatie te voorkomen.
Afvalverwerking en veiligheid
De onderstaande tabel geeft u een indicatie van de geschatte verwerkingscapaciteit van onze ultrasoonapparaten voor het laboratorium:
| Aanbevolen apparaten | Batchvolume | Debiet |
|---|---|---|
| UIP400MTP 96-Well Plate Sonicator | platen met meerdere wells / microtiterplaten | n.a. |
| Ultrasone CupHorn | CupHorn voor buisjes of een bekerglas | n.a. |
| GDmini2 | ultrasone microdoorstroomreactor | n.a. |
| VialTweeter | 0,5 tot 1,5mL | n.a. |
| UP100H | 1 tot 500mL | 10 tot 200mL/min |
| UP200Ht, UP200St | 10 tot 1000mL | 20 tot 200mL/min |
| UP400St | 10 tot 2000mL | 20 tot 400mL/min |
| Ultrasone zeefschudder | n.a. | n.a. |
Literatuur / referenties
- Georgios Mermelekas, Mahshid Zarrineh, Rudi Branca, Fabio Socciarelli (2025): FFPE sections SP3 digestion – rapizyme and ACN. Protocols.io 2025
- Li, W., Chi, H., Salovska, B. et al. (2019): Assessing the Relationship Between Mass Window Width and Retention Time Scheduling on Protein Coverage for Data-Independent Acquisition. Journal of American Society for Mass Spectrometry. 30, 2019. 1396–1405.
- Salovska B., Li W., Bernhardt O.M., Germain P.L., Gandhi T., Reiter L., Liu Y. (2024): A Comprehensive and Robust Multiplex-DIA Workflow Profiles Protein Turnover Regulations Associated with Cisplatin Resistance. bioRxiv [Preprint]. Oct 31, 2024.
Veelgestelde vragen
Waarom worden weefselmonsters als FFPE gefixeerd?
Conservering door formalinefixatie en inbedding in paraffine (FFPE) stabiliseert de weefselmorfologie en eiwitstructuren door via formaldehyde covalente dwarsverbindingen te vormen. Inbedding in paraffine maakt langdurige opslag bij kamertemperatuur mogelijk, waarbij de histologische en moleculaire integriteit voor retrospectieve analyses behouden blijft.
Hoe deparaffineer ik FFPE-monsters?
Deparaffinering omvat opeenvolgende wasstappen met oplosmiddelen om paraffine te verwijderen: doorgaans twee incubaties met xyleen, gevolgd door twee wasstappen met ethanol (96%). Na centrifugeren en drogen is het weefsel klaar voor de daaropvolgende extractie. Dit proces herstelt de toegankelijkheid van het monster voor lysis en enzymatische digestie.
Wat is het doel van thermische incubatie?
Thermische incubatie is de gecontroleerde blootstelling van een monster aan een vastgestelde temperatuur gedurende een specifieke tijdsduur om biochemische of fysische veranderingen teweeg te brengen. In de proteomica wordt dit vaak gebruikt om eiwitten te denatureren, door formaldehyde gevormde dwarsverbindingen in FFPE-weefsels ongedaan te maken of de werkzaamheid van de lysisbuffer te verbeteren. De temperatuur en duur zijn kritische parameters, afgestemd op de beoogde reactie of het monstertype.
Wat is SP3-digestie?
Monstervoorbereiding in één vat, ondersteund door een vaste fase (Single-Pot Solid-Phase-enhanced Sample Preparation, SP3), is een proteomicaworkflow op basis van beads. Hierbij worden paramagnetische beads gebruikt om eiwitten te binden, waardoor efficiënte zuivering, concentratie en enzymatische digestie op de beads onder denaturerende omstandigheden mogelijk zijn. SP3 beperkt monsterverlies tot een minimum en is zeer geschikt voor monsters met weinig uitgangsmateriaal en voor FFPE-monsters.
Hielscher Ultrasonics produceert ultrasone homogenisatoren met hoge prestaties in formaten van laboratoriumformaat tot industrieel formaat.
