Homogeneizadores ultrassónicos de tecidos

• A sonicação é um método seguro e eficiente de homogeneização de tecidos.
• As aplicações ultrassónicas incluem a preparação de tecidos e suspensões, a extração de proteínas, DNA/ RNA e compostos ativos, bem como a ativação / inativação de enzimas e leveduras.
• A possibilidade de controlar com precisão os homogeneizadores ultrassónicos de sonda permite uma preparação fiável de amostras de tecidos.

Homogeneização de tecidos com sondas ultrassónicas

A homogeneização de tecidos é um processo de preparação de amostras no qual células animais e vegetais ou microrganismos são preparados antes da extração de material intracelular, como proteínas, DNA ou RNA. A membrana celular tem de ser rompida para libertar o conteúdo celular. Após a rutura da parede celular, as macromoléculas intracelulares ficam em suspensão na solução tampão, tornando disponíveis os organelos, as proteínas e o DNA/ RNA. Os homogeneizadores ultrassónicos de tecidos e os equipamentos de rutura celular são ferramentas muito eficientes para a rutura celular, a lise e a extração.

Homogeneizadores ultrassónicos de tecidos versus técnicas alternativas de lise

Poderá perguntar-se qual a técnica de rutura celular e qual o equipamento de homogeneização de tecidos que constituem a melhor opção para o seu laboratório. Abaixo, encontrará alguns argumentos a favor da lise ultrassónica e da homogeneização de tecidos, uma vez que a sonicação apresenta várias vantagens em relação aos métodos alternativos de homogeneização:

• Eficiência: A homogeneização ultrassónica é um método rápido e eficiente para romper tecidos e células. Os homogeneizadores ultrassónicos de tecidos utilizam o princípio de funcionamento da cavitação acústica. Este método é altamente eficiente e pode romper células em poucos segundos. Como o nível de intensidade pode ser ajustado de suave a intenso, a sonicação é particularmente eficaz para tecidos duros ou fibrosos que são difíceis de homogeneizar com outros métodos.



• Evitar a contaminação cruzada: A Hielscher disponibiliza potentes homogeneizadores ultrassónicos de tecidos que preparam a amostra através de um tratamento de sonicação indireta. Com o UIP400MTP (ideal para placas de microtitulação e placas multipoços), bem como com o VialTweeter e o CupHorn (ideais para frascos, tubos e copos de laboratório), a Hielscher disponibiliza equipamentos de rutura celular ultrassónica para homogeneização sem contacto, o que reduz o risco de contaminação cruzada entre amostras. Também minimiza o risco de introduzir contaminantes provenientes de superfícies de moagem ou de outros equipamentos de homogeneização.
• Flexibilidade: A homogeneização ultrassónica pode ser utilizada com amostras de diferentes tamanhos e volumes, desde pequenos volumes até grandes amostras de tecidos. Além disso, a homogeneização ultrassónica também é adequada para uma vasta gama de tipos de amostras, incluindo tecidos vegetais, tecidos animais e culturas microbianas. A intensidade e a duração da sonicação podem ser ajustadas para otimizar o grau de rutura de diferentes tipos de tecidos.
• Reprodutibilidade: A homogeneização ultrassónica proporciona resultados consistentes e permite o controlo preciso dos parâmetros de homogeneização, como a potência de saída e o tempo de sonicação. Isto ajuda a garantir a reprodutibilidade e a exatidão dos dados experimentais.
• Preservação das biomoléculas: A sonicação com sonda é um tratamento não térmico. Isto significa que o seu efeito não se baseia no calor. No entanto, todos os tratamentos mecânicos geram calor de acordo com a segunda lei da termodinâmica. Isto significa que a amostra aquece com tempos de sonicação mais longos. Os sonicadores de última geração da Hielscher estão equipados com sensores de temperatura e software inteligente de monitorização da temperatura. As opções sofisticadas de arrefecimento permitem evitar a degradação térmica e ajudam a preservar a atividade de biomoléculas sensíveis ao calor, como enzimas e proteínas.
• Poupança de tempo: A elevada eficiência da sonicação com sonda permite uma homogeneização rápida dos tecidos, poupando tempo em comparação com outros métodos que exigem uma manipulação física mais extensa do tecido.

A homogeneização ultrassónica de tecidos oferece várias vantagens em relação aos métodos alternativos de homogeneização. Por isso, os homogeneizadores ultrassónicos de tecidos são a técnica de rutura celular preferida em várias aplicações de investigação e industriais.

Exemplo de um protocolo de homogeneização de tecidos com uma sonda ultrassónica:

Os sonicadores facilitam a homogeneização de tecidos graças à sua operação simples e a um procedimento de homogeneização rápido. Ao mesmo tempo, os parâmetros do processo ultrassónico podem ser controlados e monitorizados com precisão, para que os resultados sejam fiáveis e reprodutíveis.
 
Materiais:

• Amostra de tecido (por exemplo, fígado, cérebro, músculo)
• Solução tampão (por exemplo, PBS, Tris-HCl)
• Mistura de inibidores de proteases
• Homogeneizador ultrassónico (de sonda)
• Gelo
• Tubos de microcentrífuga
• Pipetas

Protocolo de homogeneização ultrassónica de tecidos:

Nota: A duração e a intensidade da sonicação poderão ter de ser otimizadas em função do tipo de tecido, da idade e do estado de saúde, bem como das aplicações subsequentes específicas. É também importante selecionar cuidadosamente a solução tampão, os inibidores de proteases e outros aditivos para otimizar o rendimento e a qualidade do homogeneizado.

Principais vantagens dos homogeneizadores ultrassónicos de tecidos da Hielscher

• moagem, homogeneização, lise e rutura celular ou extração rápidas e eficientes através de uma potente cavitação ultrassónica
• utilização e operação fáceis e intuitivas (selecione a versão analógica ou digital)
• limpeza fácil das superfícies em contacto com o produto através do enxaguamento do sonotrodo durante a sonicação (CIP limpeza no local/ SIP esterilização no local)
• caixa de proteção acústica (a caixa de proteção acústica para os aparelhos de laboratório é totalmente fabricada em vidro acrílico, permitindo visibilidade total de qualquer ângulo)
• controlo total dos parâmetros do processo através do ecrã tátil digital do aparelho (sonicadores digitais) ou do medidor de potência (para aparelhos analógicos)
• controlo de temperatura integrado (importante para amostras de tecidos lábeis e sensíveis ao calor)
• as pausas durante a homogeneização podem ser definidas individualmente e predefinidas no menu digital
• todos os aparelhos digitais estão equipados com registo automático de dados (num SD/USB-ComboCard integrado), sensor de temperatura conectável e controlo remoto através de navegador.
• tratamento de várias amostras com o VialTweeter, CupHorn ou através da utilização de sonotrodos de 4 ou 8 dedos (por exemplo, para integração em processos com robôs de laboratório)
• para aplicações em pequena e grande escala

A tabela abaixo indica a capacidade aproximada de processamento dos nossos homogeneizadores ultrassónicos de tecidos para desintegração celular, lise e extração:

Encontre o homogeneizador ultrassónico de tecidos ideal para a sua aplicação

Os homogeneizadores ultrassónicos de tecidos da Hielscher estão disponíveis com uma gama de potência ultrassónica de saída entre 50W e 16 000W (16kW).
Os profissionais de laboratório apreciam a operação simples e intuitiva dos homogeneizadores ultrassónicos de laboratório da Hielscher. Dependendo dos requisitos específicos, os aparelhos Hielscher dispõem de controlo digital ou analógico.

1. O VialTweeter é um potente homogeneizador ultrassónico que permite a sonicação simultânea de até 10 frascos ou tubos de ensaio à mesma intensidade. Graças à sonicação indireta, a contaminação cruzada e a perda de amostra são completamente evitadas. A limpeza e a higienização são reduzidas ao mínimo devido à utilização de frascos descartáveis. O sonotrodo em bloco pode ser esterilizado em autoclave.
2. O sonicador de placas UIP400MTP é ideal quando trabalha com placas de microtitulação e placas multipoços, como placas de 96 poços. Basta colocar a sua placa multipoços ou a sua caixa de Petri no UIP400MTP e todas as amostras são submetidas a sonicação uniforme. Com o sonicador de placas UIP400MTP, o processamento de amostras com elevada capacidade torna-se simples e eficiente!
3. Na gama de sonicadores de sonda para laboratório, podem ser selecionados homogeneizadores de 50 watts, 100 watts, 200 watts e 400 watts.
   UP50H (50W)
   UP100H (100W)
   UP200Ht / UP200St (200W)
   UP400St (400W)

Aplicação e utilização de homogeneizadores ultrassónicos de tecidos

Os homogeneizadores ultrassónicos são habitualmente utilizados para moagem de tecidos, rutura celular e lise e homogeneização de amostras biológicas antes da extração de material intracelular à escala molecular. Através da sonicação controlada das amostras, todas as etapas, desde a lise até à extração e à homogeneização, podem ser realizadas com o mesmo equipamento de rutura celular ultrassónica.
A grande vantagem dos homogeneizadores ultrassónicos reside na facilidade de ajuste da potência aplicada e da intensidade de sonicação. Os equipamentos de rutura celular ultrassónica (de lise) da Hielscher permitem controlar a intensidade de sonicação ajustando a amplitude de 20% a 100%.
Como alternativa ao funcionamento contínuo, o homogeneizador ultrassónico pode ser configurado para o modo cíclico, por exemplo, para a sonicação de tecidos sensíveis ao calor. A sonicação em modo pulsado significa que o sonicador gera ondas ultrassónicas de elevada intensidade em ciclos periódicos. A duração do período de sonicação e o tempo de repouso podem ser definidos individualmente pelo utilizador.
Na sonicação pulsada, durante o período de repouso, o material submetido a sonicação pode regressar ao seu estado de repouso e a amostra pode arrefecer (utilizando o tempo de repouso para dissipar o calor). Desta forma, a intensidade de processamento pode ser ajustada com precisão de acordo com o tecido e o aquecimento indesejado da amostra é reduzido.
Os homogeneizadores ultrassónicos de tecidos são robustos e fáceis de utilizar, produzindo resultados fiáveis e assegurando a reprodutibilidade graças ao controlo total de todos os parâmetros importantes do processo.
Os campos de aplicação comuns da moagem ultrassónica de tecidos, da rutura celular, da lise, da extração e da homogeneização incluem laboratórios biológicos e farmacêuticos, microbiologia e investigação proteómica e genómica (por exemplo, libertação de proteínas antes do Western blotting e do ensaio imunoenzimático ELISA), mas também a produção de extratos botânicos e compostos bioativos para as indústrias alimentar, farmacêutica e cosmética.

• Clique aqui para obter recomendações específicas de processo relativas à preparação de amostras, homogeneização de tecidos, lise e extração (por exemplo, células, bactérias, esporos, compostos ativos)!
• Leia aqui por que razão os sonicadores são uma ferramenta indispensável para a investigação proteómica!
• Saiba como a sonicação facilita o trabalho de investigação genómica!

Bibliografia / Referências

• 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.