Elucja przeciwciał przy użyciu sonikacji o wysokiej przepustowości

Chromatografia powinowactwa jest skuteczną techniką oczyszczania białek, która wymaga wspomaganej ultradźwiękami niespecyficznej elucji, która jest niezawodną techniką przygotowania próbki w celu uzyskania przeciwciał z chromatografii powinowactwa. Wydajna i powtarzalna elucja docelowych przeciwciał związanych z matrycami powinowactwa jest znacznie poprawiona przez sonikację. Wysokowydajny sonikator płytkowy UIP400MTP jest optymalnie dostosowany do elucji dużej liczby próbek w 96-dołkowych, mikromiareczkowych i wielodołkowych płytkach i ułatwia odzyskiwanie przeciwciał w chromatografii powinowactwa.

W jaki sposób sonikacja ułatwia elucję?

Wykorzystując ultradźwiękowo wzmocnioną niespecyficzną elucję, pracownicy laboratoriów i naukowcy mogą skutecznie odzyskiwać oczyszczone przeciwciała z kolumn chromatografii powinowactwa. Oczyszczone przeciwciała są następnie wykorzystywane w różnych dziedzinach, takich jak immunologia, biotechnologia i diagnostyka medyczna.

Elucja jest etapem przygotowania próbki powszechnie stosowanym w chromatografii powinowactwa: Chromatografia powinowactwa wykorzystuje wysoce specyficzne interakcje między cząsteczką docelową (taką jak przeciwciało) a ligandem unieruchomionym na matrycy chromatograficznej. Pozwala to na selektywne oczyszczanie cząsteczki docelowej ze złożonej mieszaniny przy użyciu specyficznego powinowactwa wiązania cząsteczek, np. przeciwciał.
Specyficzne wiązanie przeciwciał: Przeciwciała są często oczyszczane przy użyciu chromatografii powinowactwa, gdzie selektywnie wiążą się z ligandem unieruchomionym na żywicy chromatograficznej. Może to być antygen, białko A/G lub jakakolwiek inna cząsteczka, która oddziałuje specyficznie z przeciwciałem będącym przedmiotem zainteresowania.
Elucja: Po związaniu docelowego przeciwciała z matrycą, kolejny etap obejmuje elucję (lub wypłukanie) związanego przeciwciała z żywicy. Ten etap elucji zazwyczaj obejmuje przerwanie specyficznego wiązania między przeciwciałem a ligandem. Ten etap może być ułatwiony przez sonikację.
Elucja niespecyficzna wspomagana ultradźwiękami: W przeciwieństwie do specyficznych metod elucji, które zakłócają tylko interakcję przeciwciało-ligand, niespecyficzne metody elucji zakłócają wszystkie interakcje na żywicy, w tym te niespecyficzne. Może to być korzystne w przypadku silnie związanych zanieczyszczeń, które mogą zakłócać proces oczyszczania. Tutaj do gry wkracza sonikacja! Fale ultradźwiękowe są wykorzystywane do generowania pęcherzyków kawitacyjnych w buforze elucyjnym. Kiedy pęcherzyki te zapadają się w pobliżu matrycy żywicznej, wytwarzają intensywne miejscowe siły ścinające i mikrostrumieniowanie. To mechaniczne zakłócenie pomaga w przerwaniu niespecyficznych interakcji między przeciwciałem a ligandem, ułatwiając elucję związanego przeciwciała z matrycy.

Zalety elucji ultradźwiękowej przy użyciu sonikacji

Elucja ultradźwiękowa oferuje kilka zalet, szczególnie w kontekście technik oczyszczania białek, takich jak chromatografia powinowactwa.
Na przykład, sonikacja przewyższa alternatywne metody pod względem integralności białka, odzysku, czystości, wszechstronności i wydajności. Zalety te sprawiają, że elucja ultradźwiękowa jest preferowanym wyborem w procesach oczyszczania białek, szczególnie w zastosowaniach, w których utrzymanie struktury i aktywności białka jest niezbędne. Dodatkowo, elucja ultradźwiękowa wyróżnia się prostotą, wydajnością, wszechstronnością i kompatybilnością z szeroką gamą białek i matryc powinowactwa. Stosując fale ultradźwiękowe do zakłócania interakcji białko-matryca, elucja ultradźwiękowa oferuje delikatną i szybką metodę oczyszczania białek, zapewniając wysokie wskaźniki odzysku i zachowując integralność białka do dalszych zastosowań.

Delikatniejszy dla struktury białek: Elucja o niskim pH polega na użyciu kwaśnych buforów w celu przerwania wiązania między białkiem docelowym (np. przeciwciałami) a matrycą powinowactwa. Ekspozycja na niskie pH może jednak denaturować białka, potencjalnie naruszając ich strukturę i aktywność biologiczną. Natomiast elucja ultradźwiękowa opiera się głównie na mechanicznym rozerwaniu, a nie na denaturacji chemicznej, dzięki czemu jest łagodniejsza dla struktury białka. Jest to szczególnie korzystne w przypadku oczyszczania delikatnych białek lub przeciwciał wrażliwych na zmiany pH.

• Zmniejszone ryzyko agregacji: Elucja w niskim pH może zwiększać ryzyko agregacji białek z powodu ich rozwinięcia i odsłonięcia regionów hydrofobowych. Agregacja może prowadzić do utraty aktywności białka i trudności w dalszym przetwarzaniu. Dla porównania, elucja ultradźwiękowa minimalizuje ryzyko agregacji, wykorzystując siły mechaniczne do zakłócania interakcji między białkiem a matrycą powinowactwa bez znaczącej zmiany natywnej konformacji białka.
• Lepsze odzyskiwanie i czystość: Elucja ultradźwiękowa może osiągnąć wyższe współczynniki odzysku i poziomy czystości w porównaniu z alternatywnymi metodami elucji. Mechaniczne zakłócenia zapewniane przez ultradźwięki skutecznie uwalniają związane białka z matrycy powinowactwa, jednocześnie minimalizując niespecyficzne interakcje. Skutkuje to zwiększonym odzyskiem białka docelowego przy zmniejszonym zanieczyszczeniu niespecyficznie związanymi cząsteczkami, przyczyniając się do wyższej czystości eluowanej frakcji.
• Przetwarzanie o wysokiej przepustowości: Hielscher Ultrasonics oferuje różne sonikatory do wspomaganego ultradźwiękami oczyszczania białek, elucji i biopanningu. Sonikator do płytek mikrotitracyjnych UIP400MTP umożliwia masowe przetwarzanie próbek w 96-dołkowych i innych płytkach wielodołkowych. VialTweeter jest idealny do bezproblemowej, jednoczesnej sonikacji do 10 probówek, takich jak fiolki Eppendorf, w tych samych warunkach. CupHorn to wszechstronny sonikator idealny do kilku probówek, małych zlewek i innych naczyń. I oczywiście klasyczne sonikatory z mikrokońcówkami są dobrze znanym narzędziem laboratoryjnym do przygotowywania próbek. Asortyment produktów Hielscher Ultrasonics ma idealny sonikator do konfiguracji eksperymentu i wielkości próbki.
• Wszechstronność i kompatybilność: Elucja ultradźwiękowa jest kompatybilna z szeroką gamą białek i matryc powinowactwa, oferując wszechstronność w zastosowaniach oczyszczania. W przeciwieństwie do tego, elucja przy niskim pH może nie być odpowiednia dla niektórych białek, które są wrażliwe na kwaśne warunki lub dla matryc powinowactwa, które są podatne na degradację lub wymywanie przy niskim pH. Elucja ultradźwiękowa stanowi delikatną i uniwersalną alternatywę, którą można dostosować do konkretnych potrzeb oczyszczania bez uszczerbku dla integralności białka lub stabilności matrycy.
• Czas i wydajność: Elucja ultradźwiękowa zazwyczaj wymaga krótszych czasów elucji w porównaniu do innych metod elucji. Szybkie i skuteczne uwalnianie związanych białek ułatwione przez ultradźwięki skraca czas przetwarzania i zwiększa ogólną wydajność oczyszczania, co czyni go atrakcyjną opcją dla aplikacji o wysokiej wydajności lub gdy wymagane są wyniki wrażliwe na czas.

Biopanning wspomagany ultradźwiękami

Biopanning jest kluczową techniką w oczyszczaniu przeciwciał, zwłaszcza gdy konieczne jest uzyskanie wysoce specyficznych przeciwciał do badań lub diagnostyki medycznej. Biopanning to proces, w którym przeciwciała są izolowane z mieszaniny przeciwciał, tak zwanej biblioteki przeciwciał.

Jak działa biopanning ultradźwiękowy?

Zaczyna się od biblioteki przeciwciał, mieszaniny różnych przeciwciał. Każde przeciwciało charakteryzuje się unikalnym kształtem i specyficznością. Do analizy i terapii należy wyizolować specyficzne przeciwciała, które rozpoznają określony cel, taki jak wirus lub komórka nowotworowa. Za pomocą biopanningu można wyizolować te specyficzne przeciwciała. Ultradźwięki ułatwiają proces biopanningu, dzięki czemu oczyszczanie przeciwciał jest bardziej wydajne.

Począwszy od biblioteki przeciwciał, przeciwciała są zwykle wyświetlane na powierzchni bakteriofaga, komórki drożdży lub innego systemu wyświetlania. Biblioteka ta reprezentuje zróżnicowany zakres przeciwciał.
W pierwszym etapie biblioteka jest wystawiana na działanie cząsteczki docelowej. Przeciwciała, które wiążą się z celem, przyklejają się, podczas gdy inne są wypłukiwane. Aby usunąć niezwiązane przeciwciała, próbki są kilkakrotnie przemywane roztworem buforowym.

Teraz mamy próbki zawierające tylko związane przeciwciała. Oznacza to jednak, że przeciwciała są nadal związane z ich systemem wyświetlania. Aby je uwolnić, interakcja przeciwciało-ligand musi zostać przerwana. Ten etap jest znany jako elucja. Próbki mogą być eluowane przy użyciu roztworu, który przerywa wiązanie, np. przy użyciu określonego buforu elucyjnego, chaotropu, obniżenia wartości pH, zastosowania ciepła itp. Te techniki elucji niszczą wiązanie przeciwciało-ligand, ale także mogą pogorszyć jakość samych przeciwciał. Dlatego sonikacja jest stosowana jako alternatywna technika delikatnego usuwania przeciwciał z ich celu.

Po zakończeniu etapu elucji otrzymujemy oczyszczone przeciwciała, gotowe do użycia w badaniach, diagnostyce lub terapii.

Biopanning jest potężną techniką oczyszczania przeciwciał, a elucja ultradźwiękowa ułatwia i zwiększa skuteczność. – w wyniku czego uzyskuje się wysoce oczyszczone, nieuszkodzone przeciwciała. Ultradźwiękowy biopanning umożliwia naukowcom izolowanie wysoce specyficznych przeciwciał ze złożonych próbek, otwierając drzwi do szerokiego zakresu zastosowań.

Sonikatory do oczyszczania przeciwciał

Sonikatory Hielscher są uznanymi narzędziami wykorzystywanymi w najlepszych ośrodkach badawczych na całym świecie. Cenione za najnowocześniejszą konstrukcję i doskonałą wydajność, sonikatory Hielscher są uważane za niezbędne narzędzia laboratoryjne w dziedzinie biotechnologii i biologii molekularnej. Hielscher Ultrasonics oferuje sonikatory do pojedynczych próbek, jak również do wysokowydajnego przygotowania próbek, które ułatwiają skuteczne oczyszczanie przeciwciał i elucję cząsteczek związanych z celem oraz umożliwiają skuteczne biopanowanie w celu wyizolowania określonych przeciwciał z precyzją i szybkością.
W kontekście oczyszczania przeciwciał, sonikatory Hielscher doskonale ułatwiają etapy płukania i elucji, skutecznie usuwając niezwiązane przeciwciała przy jednoczesnym zachowaniu integralności kompleksów związanych z celem. Ich precyzyjna kontrola i skalowalność pozwalają na dostosowanie warunków przetwarzania, zapewniając optymalne wyniki oczyszczania w szerokim zakresie objętości i złożoności próbek.
Sonikatory Hielscher reprezentują innowacje technologiczne w przetwarzaniu ultradźwiękowym, oferując niezrównane możliwości oczyszczania przeciwciał, elucji i biopanningu. Dzięki swojej precyzji, niezawodności i łatwości obsługi, różne systemy ultradźwiękowe oferują optymalną wydajność i wszechstronność w badaniach biofarmaceutycznych, diagnostyce i terapii.
Skontaktuj się z nami już teraz, aby dowiedzieć się więcej o sonikatorach Hielscher do oczyszczania przeciwciał, elucji i biopanningu! Nasz doświadczony personel techniczny z przyjemnością omówi Twoje zastosowanie związane z przeciwciałami!

Projektowanie, produkcja i doradztwo – Jakość Made in Germany

Ultradźwięki Hielscher są dobrze znane z najwyższej jakości i standardów projektowych. Solidność i łatwa obsługa pozwalają na płynną integrację naszych ultradźwiękowców z obiektami przemysłowymi. Trudne warunki i wymagające środowiska są łatwo obsługiwane przez ultradźwięki Hielscher.

Hielscher Ultrasonics jest firmą posiadającą certyfikat ISO i kładzie szczególny nacisk na wysokowydajne ultradźwięki z najnowocześniejszą technologią i łatwością obsługi. Oczywiście ultradźwięki Hielscher są zgodne z CE i spełniają wymagania UL, CSA i RoHs.

Porównanie elucji ultradźwiękowej z tradycyjnymi technikami elucji

1. Elucja gradientowa: W elucji gradientowej siła wiązania między białkiem docelowym a matrycą powinowactwa jest stopniowo zmniejszana poprzez zmianę składu buforu elucyjnego. Może to obejmować zmianę czynników, takich jak pH, stężenie soli lub stężenie konkurujących ligandów. Elucja gradientowa pozwala na precyzyjne dostosowanie warunków elucji w celu selektywnego uwolnienia białka docelowego przy jednoczesnym zminimalizowaniu niespecyficznego wiązania.
   Zalety elucji ultradźwiękowej: Elucja ultradźwiękowa zapewnia szybsze i bardziej równomierne uwalnianie związanych białek w porównaniu do elucji gradientowej. Podczas gdy elucja gradientowa wymaga starannej optymalizacji i monitorowania warunków elucji, elucja ultradźwiękowa zapewnia prostszą i bardziej wydajną metodę odzyskiwania białek.
2. Konkurencyjna elucja: W przypadku elucji konkurencyjnej do buforu elucyjnego wprowadza się wysokie stężenie konkurencyjnego ligandu, aby zakłócić wiązanie między białkiem docelowym a matrycą powinowactwa. Konkurencyjny ligand konkuruje z białkiem docelowym o miejsca wiązania na matrycy, tym samym wypierając białko i uwalniając je do eluatu.
   Zalety elucji ultradźwiękowej: Elucja ultradźwiękowa stanowi łagodniejszą i bardziej wszechstronną alternatywę dla elucji konkurencyjnej. Elucja konkurencyjna może wymagać użycia wysokich stężeń środków chaotropowych (tj. współrozpuszczalnika, który zakłóca sieć wiązań wodorowych między cząsteczkami wody i zmniejsza stabilność natywnego stanu białek poprzez osłabienie efektu hydrofobowego) lub ostrych chemikaliów, które mogą wpływać na stabilność i aktywność białek. W przeciwieństwie do tego, elucja ultradźwiękowa zapewnia mechaniczne rozerwanie bez potrzeby stosowania dodatkowych środków chemicznych, zachowując integralność białka i zapewniając wysokie wskaźniki odzysku.
3. Elucja pod wpływem temperatury: Elucja indukowana temperaturą polega na zmianie temperatury buforu elucyjnego w celu przerwania wiązania między białkiem docelowym a matrycą powinowactwa. Można to osiągnąć poprzez zwiększenie lub zmniejszenie temperatury, w zależności od konkretnej interakcji białko-matryca.
   Zalety elucji ultradźwiękowej: Elucja ultradźwiękowa oferuje szybszą i bardziej kontrolowaną metodę elucji białek w porównaniu do metod indukowanych temperaturą. Podczas gdy elucja indukowana temperaturą może wymagać precyzyjnej kontroli gradientów temperatury i dłuższych czasów wyrównania, elucja ultradźwiękowa zapewnia natychmiastowe mechaniczne zakłócenie, co skutkuje krótszymi czasami elucji i lepszą wydajnością.
4. Elucja enzymatyczna: Elucja enzymatyczna wykorzystuje specyficzne enzymy, które rozszczepiają wiązania między białkiem docelowym a matrycą powinowactwa, uwalniając białko do eluatu. Metoda ta jest szczególnie przydatna w przypadku białek, które są ściśle związane z matrycą lub w zastosowaniach wymagających precyzyjnej kontroli nad warunkami elucji.
   Zalety elucji ultradźwiękowej: Elucja ultradźwiękowa oferuje nieenzymatyczną i wolną od chemikaliów alternatywę dla elucji enzymatycznej. Podczas gdy elucja enzymatyczna może wymagać optymalizacji stężenia enzymu, czasu inkubacji i warunków pH, elucja ultradźwiękowa zapewnia prostą i uniwersalną metodę odzyskiwania białka bez potrzeby stosowania dodatkowych odczynników lub specjalistycznego sprzętu.