Ultradźwiękowe homogenizatory tkanek

• Sonikacja jest bezpieczną i wydajną metodą homogenizacji tkanek.
• Zastosowania ultradźwięków obejmują przygotowanie tkanek i zawiesin, ekstrakcję białek, DNA/ RNA i związków aktywnych, a także aktywację / inaktywację enzymów i drożdży.
• Możliwość precyzyjnego sterowania homogenizatorami ultradźwiękowymi z sondą pozwala na niezawodne przygotowanie próbek tkanek.

Homogenizacja tkanek za pomocą sond ultradźwiękowych

Homogenizacja tkanek to proces przygotowania próbek, w którym komórki zwierzęce i roślinne lub mikroorganizmy przygotowuje się przed ekstrakcją substancji wewnątrzkomórkowych, takich jak białka, DNA lub RNA. Aby uwolnić zawartość komórki, należy rozerwać błonę komórkową. Po rozbiciu ściany komórkowej makrocząsteczki wewnątrzkomórkowe unoszą się w roztworze buforowym, dzięki czemu organelle, białka i DNA/ RNA stają się dostępne. Ultradźwiękowe homogenizatory tkanek i urządzenia do rozbijania komórek są bardzo wydajnymi narzędziami do rozbijania komórek, lizy i ekstrakcji.

Ultradźwiękowe homogenizatory tkanek a alternatywne techniki lizy

Być może zastanawiasz się, która technika rozbijania komórek i jakie urządzenie do homogenizacji tkanek będą najlepszym wyborem dla Twojego laboratorium. Poniżej przedstawiamy kilka argumentów przemawiających za lizą ultradźwiękową i homogenizacją tkanek, ponieważ sonikacja ma kilka zalet w porównaniu z alternatywnymi metodami homogenizacji:

• Wydajność: Homogenizacja ultradźwiękowa jest szybką i wydajną metodą rozbijania tkanek i komórek. Ultradźwiękowe homogenizatory tkanek działają na zasadzie kawitacji akustycznej. Metoda ta jest wysoce wydajna i może rozbijać komórki w ciągu kilku sekund. Ponieważ intensywność można regulować od łagodnej do wysokiej, sonikacja jest szczególnie skuteczna w przypadku tkanek twardych lub włóknistych, które trudno homogenizować innymi metodami.



• Unikanie zanieczyszczenia krzyżowego: Hielscher oferuje ultradźwiękowe homogenizatory tkanek o dużej mocy, które przygotowują próbkę poprzez sonikację pośrednią. Dzięki UIP400MTP (idealnemu do płytek mikrotitracyjnych i wielodołkowych), a także VialTweeter i CupHorn (idealnym do fiolek, probówek i zlewek), Hielscher oferuje urządzenia do ultradźwiękowego rozbijania komórek umożliwiające homogenizację bezkontaktową, która zmniejsza ryzyko zanieczyszczenia krzyżowego między próbkami. Minimalizuje ona również ryzyko wprowadzenia zanieczyszczeń z powierzchni rozdrabniających lub innych urządzeń do homogenizacji.
• Wszechstronność: Homogenizację ultradźwiękową można stosować do próbek o różnych rozmiarach i objętościach, od małych objętości po duże próbki tkanek. Ponadto homogenizacja ultradźwiękowa nadaje się do szerokiej gamy rodzajów próbek, w tym tkanek roślinnych, tkanek zwierzęcych i hodowli mikroorganizmów. Intensywność i czas trwania sonikacji można regulować, aby zoptymalizować stopień rozbicia różnych rodzajów tkanek.
• Odtwarzalność: Homogenizacja ultradźwiękowa zapewnia spójne wyniki i umożliwia precyzyjną kontrolę parametrów homogenizacji, takich jak moc wyjściowa i czas sonikacji. Pomaga to zapewnić odtwarzalność i dokładność danych doświadczalnych.
• Zachowanie biomolekuł: Sonikacja z użyciem sondy jest procesem nietermicznym. Oznacza to, że jej działanie nie opiera się na cieple. Jednak każdy proces mechaniczny wytwarza ciepło zgodnie z drugą zasadą termodynamiki. Oznacza to, że przy dłuższych czasach sonikacji próbka się ogrzewa. Nowoczesne sonikatory Hielscher są wyposażone w czujniki temperatury i inteligentne oprogramowanie do monitorowania temperatury. Zaawansowane opcje chłodzenia pozwalają zapobiegać degradacji termicznej i pomagają zachować aktywność biomolekuł wrażliwych na ciepło, takich jak enzymy i białka.
• Oszczędność czasu: Wysoka wydajność sonikacji z użyciem sondy umożliwia szybką homogenizację tkanek, co oszczędza czas w porównaniu z innymi metodami wymagającymi bardziej rozbudowanych czynności fizycznej obróbki tkanki.

Ultradźwiękowa homogenizacja tkanek oferuje kilka zalet w porównaniu z alternatywnymi metodami homogenizacji. Dlatego ultradźwiękowe homogenizatory tkanek są preferowaną techniką rozbijania komórek w różnych zastosowaniach badawczych i przemysłowych.

Przykładowy protokół homogenizacji tkanek za pomocą sondy ultradźwiękowej:

Sonikatory ułatwiają homogenizację tkanek dzięki prostej obsłudze i szybkiej procedurze homogenizacji. Jednocześnie parametry procesu ultradźwiękowego można precyzyjnie kontrolować i monitorować, dzięki czemu wyniki są wiarygodne i odtwarzalne.
 
Materiały:

• Próbka tkanki (np. wątroby, mózgu, mięśnia)
• Bufor (np. PBS, Tris-HCl)
• Mieszanina inhibitorów proteaz
• Homogenizator ultradźwiękowy (z sondą)
• Lód
• Probówki do mikrowirówki
• Pipety

Protokół ultradźwiękowej homogenizacji tkanek:

Uwaga: Czas trwania i intensywność sonikacji mogą wymagać optymalizacji w zależności od rodzaju tkanki, wieku i stanu zdrowia, a także konkretnych dalszych zastosowań. Ważny jest również staranny dobór buforu, inhibitorów proteaz i innych dodatków, aby zoptymalizować wydajność uzyskiwania homogenatu i jego jakość.

Najważniejsze zalety ultradźwiękowych homogenizatorów tkanek Hielscher

• szybkie i wydajne rozdrabnianie, homogenizacja, liza i rozbijanie komórek lub ekstrakcja dzięki silnej kawitacji ultradźwiękowej
• łatwe i intuicyjne użytkowanie oraz obsługa (wybierz wersję analogową lub cyfrową)
• łatwe czyszczenie powierzchni mających kontakt z produktem poprzez płukanie sonotrody podczas sonikacji (CIP – czyszczenie na miejscu/ SIP – sterylizacja na miejscu)
• obudowa dźwiękochłonna (obudowa dźwiękochłonna urządzeń laboratoryjnych jest w całości wykonana ze szkła akrylowego, zapewniając pełną widoczność pod każdym kątem)
• pełna kontrola parametrów procesu za pomocą cyfrowego wyświetlacza dotykowego na urządzeniu (sonikatory cyfrowe) lub miernika mocy (urządzenia analogowe)
• zintegrowana kontrola temperatury (ważna dla wrażliwych na ciepło, labilnych próbek tkanek)
• przerwy w procesie homogenizacji można indywidualnie definiować i ustawiać z wyprzedzeniem w menu cyfrowym
• wszystkie urządzenia cyfrowe są wyposażone w automatyczny zapis danych (na zintegrowanej karcie SD/USB-ComboCard), podłączany czujnik temperatury i zdalne sterowanie przez przeglądarkę.
• obróbka wielu próbek za pomocą VialTweeter, CupHorn lub przy użyciu sonotrod 4- lub 8-palczastych (np. do integracji z procesami realizowanymi przez roboty laboratoryjne)
• do zastosowań na małą i dużą skalę

Poniższa tabela przedstawia orientacyjną wydajność przetwarzania naszych ultradźwiękowych homogenizatorów tkanek do dezintegracji komórek, lizy i ekstrakcji:

Znajdź optymalny ultradźwiękowy homogenizator tkanek do swojego zastosowania

Ultradźwiękowe homogenizatory tkanek Hielscher są dostępne w zakresie mocy wyjściowej ultradźwięków od 50W do 16 000W (16kW).
Pracownicy laboratoriów doceniają prostą i intuicyjną obsługę laboratoryjnych homogenizatorów ultradźwiękowych Hielscher. W zależności od konkretnych wymagań urządzenia Hielscher są wyposażone w sterowanie cyfrowe lub analogowe.

1. VialTweeter jest homogenizatorem ultradźwiękowym o dużej mocy, który umożliwia jednoczesną sonikację do 10 fiolek lub probówek z taką samą intensywnością. Dzięki sonikacji pośredniej całkowicie unika się zanieczyszczenia krzyżowego i utraty próbki. Czyszczenie i odkażanie są ograniczone do minimum dzięki stosowaniu jednorazowych fiolek. Sonotrodę blokową można sterylizować w autoklawie.
2. Sonikator do płytek UIP400MTP jest idealny do pracy z płytkami mikrotitracyjnymi i wielodołkowymi, takimi jak płytki 96-dołkowe. Wystarczy umieścić płytkę wielodołkową lub szalkę Petriego w UIP400MTP, a wszystkie próbki zostaną równomiernie poddane sonikacji. Dzięki sonikatorowi do płytek UIP400MTP przetwarzanie próbek z wysoką wydajnością staje się proste i efektywne!
3. Wśród laboratoryjnych sonikatorów z sondą można wybrać homogenizatory o mocy 50 watów, 100 watów, 200 watów i 400 watów.
   UP50H (50W)
   UP100H (100W)
   UP200Ht / UP200St (200W)
   UP400St (400W)

Zastosowanie i wykorzystanie ultradźwiękowych homogenizatorów tkanek

Homogenizatory ultradźwiękowe są powszechnie stosowane do rozdrabniania tkanek, rozbijania komórek i lizy oraz homogenizacji próbek biologicznych przed ekstrakcją substancji wewnątrzkomórkowych na poziomie molekularnym. Dzięki kontrolowanej sonikacji próbek wszystkie etapy, od lizy po ekstrakcję i homogenizację, można przeprowadzić przy użyciu tego samego ultradźwiękowego urządzenia do rozbijania komórek.
Dużą zaletą homogenizatorów ultradźwiękowych jest łatwa regulacja dostarczanej mocy i intensywności sonikacji. Ultradźwiękowe urządzenia Hielscher do rozbijania komórek (lizy) umożliwiają kontrolowanie intensywności sonikacji poprzez regulację amplitudy od 20% do 100%.
Zamiast pracy ciągłej homogenizator ultradźwiękowy można ustawić w trybie cyklicznym, np. do sonikacji tkanek wrażliwych na ciepło. Sonikacja w trybie impulsowym oznacza, że sonikator generuje fale ultradźwiękowe o wysokiej intensywności w powtarzających się cyklach. Czas trwania sonikacji i czas przerwy mogą być indywidualnie ustawiane przez użytkownika.
Podczas sonikacji impulsowej, w czasie przerwy materiał poddawany sonikacji może powrócić do stanu spoczynkowego, a próbka może się schłodzić (czas przerwy jest wykorzystywany do odprowadzania ciepła). Dzięki temu intensywność obróbki można precyzyjnie dostosować do tkanki, a niepożądane ogrzewanie próbki zostaje ograniczone.
Ultradźwiękowe homogenizatory tkanek są wytrzymałe i przyjazne dla użytkownika, a jednocześnie zapewniają wiarygodne wyniki i odtwarzalność dzięki pełnej kontroli nad wszystkimi istotnymi parametrami procesu.
Typowe obszary zastosowania ultradźwiękowego rozdrabniania tkanek, rozbijania komórek, lizy, ekstrakcji i homogenizacji obejmują laboratoria biologiczne i farmaceutyczne, mikrobiologię, badania proteomiczne i genomiczne (np. uwalnianie białek przed analizą Western blot i testem immunoenzymatycznym ELISA), a także produkcję ekstraktów roślinnych i związków bioaktywnych dla przemysłu spożywczego, farmaceutycznego i kosmetycznego.

• Kliknij tutaj, aby poznać konkretne zalecenia procesowe dotyczące przygotowania próbek, homogenizacji tkanek, lizy i ekstrakcji (np. komórek, bakterii, przetrwalników, związków aktywnych)!
• Przeczytaj tutaj, dlaczego sonikatory są niezbędnym narzędziem w badaniach proteomicznych!
• Dowiedz się, jak sonikacja ułatwia badania genomiczne!

Literatura / Źródła

• Nico Böhmer, Andreas Dautel, Thomas Eisele, Lutz Fischer (2012): Recombinant expression, purification and characterisation of the native glutamate racemase from Lactobacillus plantarum NC8. Protein Expr Purif. 2013 Mar;88(1):54-60.
• Brandy Verhalen, Stefan Ernst, Michael Börsch, Stephan Wilkens (2012): Dynamic Ligand-induced Conformational Rearrangements in P-glycoprotein as Probed by Fluorescence Resonance Energy Transfer Spectroscopy. J Biol Chem. 2012 Jan 6;287(2): 1112-27.
• Claudia Lindemann, Nataliya Lupilova, Alexandra Müller, Bettina Warscheid, Helmut E. Meyer, Katja Kuhlmann, Martin Eisenacher, Lars I. Leichert (2013): Redox Proteomics Uncovers Peroxynitrite-Sensitive Proteins that Help Escherichia coli to Overcome Nitrosative Stress. J Biol Chem. 2013 Jul 5; 288(27): 19698–19714.
• Elahe Motevaseli, Mahdieh Shirzad, Seyed Mohammad Akrami, Azam-Sadat Mousavi, Akbar Mirsalehian, Mohammad Hossein Modarressi (2013): Normal and tumour cervical cells respond differently to vaginal lactobacilli, independent of pH and lactate. ed Microbiol. 2013 Jul; 62(Pt 7):1065-1072.