Omogenizatoare de țesuturi cu ultrasunete

• Ultrasonicarea este o metodă sigură și eficientă de omogenizare a țesuturilor.
• Aplicațiile ultrasunetelor includ prepararea țesuturilor și a suspensiilor, extracția proteinelor, a ADN-ului/ARN-ului și a compușilor activi, precum și activarea/inactivarea enzimelor și a drojdiilor.
• Controlabilitatea precisă a omogenizatoarelor cu ultrasunete de tip sondă permite o preparare fiabilă a probelor de țesut.

Omogenizarea țesuturilor cu sonotrode ultrasonice

Omogenizarea țesuturilor este un proces de pregătire a probelor în care celulele animale și vegetale sau microorganismele sunt pregătite înainte de extracția materialului intracelular, cum ar fi proteinele, ADN-ul sau ARN-ul. Membrana celulară trebuie ruptă pentru a elibera conținutul celulei. După spargerea peretelui celular, macromoleculele intracelulare plutesc în soluția tampon, astfel încât organitele, proteinele și ADN-ul/ARN-ul devin disponibile. Omogenizatoarele de țesuturi cu ultrasunete și dezintegratoarele celulare sunt instrumente foarte eficiente pentru dezintegrarea celulelor, liză și extracție.

Omogenizatoare de țesuturi cu ultrasunete vs. tehnici alternative de liză

Probabil vă întrebați ce tehnică de dezintegrare a celulelor și ce echipament de omogenizare a țesuturilor reprezintă cea mai bună opțiune pentru laboratorul dumneavoastră. Mai jos găsiți câteva argumente în favoarea lizei și omogenizării țesuturilor cu ultrasunete, deoarece ultrasonicarea are mai multe avantaje față de metodele alternative de omogenizare:

• Eficiență: Omogenizarea cu ultrasunete este o metodă rapidă și eficientă de dezintegrare a țesuturilor și a celulelor. Omogenizatoarele de țesuturi cu ultrasunete folosesc principiul de funcționare al cavitației acustice. Această metodă este extrem de eficientă și poate dezintegra celulele în câteva secunde. Deoarece nivelul de intensitate poate fi ajustat de la blând la intens, sonicarea este deosebit de eficientă pentru țesuturile dure sau fibroase, greu de omogenizat prin alte metode.



• Evitarea contaminării încrucișate: Hielscher oferă omogenizatoare de țesuturi cu ultrasunete puternice, care prepară proba printr-un tratament de sonicare indirectă. Cu UIP400MTP (ideal pentru plăci de microtitrare și plăci multigodeu), precum și cu VialTweeter și CupHorn (ideale pentru flacoane, tuburi și pahare de laborator), Hielscher oferă echipamente cu ultrasunete pentru dezintegrarea celulelor prin omogenizare fără contact, ceea ce reduce riscul de contaminare încrucișată între probe. De asemenea, minimizează riscul introducerii de contaminanți de pe suprafețele de măcinare sau din alte echipamente de omogenizare.
• Flexibilitate: Omogenizarea cu ultrasunete poate fi utilizată pentru o varietate de dimensiuni și volume de probă, de la volume mici până la probe mari de țesut. În plus, omogenizarea cu ultrasunete este potrivită și pentru o gamă largă de tipuri de probe, inclusiv țesuturi vegetale, țesuturi animale și culturi microbiene. Intensitatea și durata ultrasonicării pot fi ajustate pentru a optimiza nivelul de dezintegrare pentru diferite tipuri de țesuturi.
• Reproductibilitate: Omogenizarea cu ultrasunete oferă rezultate consecvente și permite controlul precis al parametrilor de omogenizare, cum ar fi puterea de ieșire și durata sonicării. Acest lucru contribuie la asigurarea reproductibilității și exactității datelor experimentale.
• Conservarea biomoleculelor: Ultrasonicarea cu sondă este un tratament netermic. Aceasta înseamnă că efectul său nu se bazează pe căldură. Cu toate acestea, orice tratament mecanic generează căldură, în conformitate cu a doua lege a termodinamicii. Aceasta înseamnă că proba se încălzește în cazul unor durate mai lungi de sonicare. Ultrasonicatoarele Hielscher de ultimă generație sunt echipate cu senzori de temperatură și software inteligent de monitorizare a temperaturii. Opțiunile avansate de răcire permit prevenirea degradării termice și contribuie la păstrarea activității biomoleculelor sensibile la căldură, cum ar fi enzimele și proteinele.
• Economie de timp: Eficiența ridicată a ultrasonicării cu sondă permite omogenizarea rapidă a țesuturilor, ceea ce economisește timp comparativ cu alte metode care necesită o manipulare fizică mai amplă a țesutului.

Omogenizarea țesuturilor cu ultrasunete oferă mai multe avantaje față de metodele alternative de omogenizare. De aceea, omogenizatoarele de țesuturi cu ultrasunete reprezintă tehnica preferată de dezintegrare a celulelor în diverse aplicații de cercetare și industriale.

Exemplu de protocol de omogenizare a țesuturilor folosind o sonotrodă ultrasonică:

Ultrasonicatoarele facilitează omogenizarea țesuturilor prin operare simplă și o procedură rapidă de omogenizare. În același timp, parametrii procesului cu ultrasunete pot fi controlați și monitorizați cu precizie, astfel încât rezultatele să fie fiabile și reproductibile.

Materiale:

• Probă de țesut (de ex. ficat, creier, mușchi)
• Tampon (de ex. PBS, Tris-HCl)
• Cocktail de inhibitori de protează
• Omogenizator cu ultrasunete (cu sondă)
• Gheață
• Tuburi de microcentrifugă
• Pipete

Protocol pentru omogenizarea țesuturilor cu ultrasunete:

Notă: Durata și intensitatea sonicării pot necesita optimizare în funcție de tipul de țesut, vârsta și starea de sănătate, precum și de aplicațiile ulterioare specifice. De asemenea, este important să selectați cu atenție tamponul, inhibitorii de protează și alți aditivi pentru a optimiza randamentul și calitatea omogenatului.

Principalele avantaje ale omogenizatoarelor de țesuturi cu ultrasunete Hielscher

• măcinare, omogenizare, liză și dezintegrare a celulelor sau extracție rapide și eficiente prin cavitație ultrasonică puternică
• utilizare și operare ușoară și intuitivă (alegeți versiunea analogică sau digitală)
• curățare ușoară a suprafețelor în contact cu produsul prin clătirea sonotrodei în timpul sonicării (CIP – curățare pe loc / SIP – sterilizare pe loc)
• cutie de protecție fonică (cutiile de protecție fonică pentru dispozitivele de laborator sunt realizate integral din sticlă acrilică, pentru vizibilitate completă din orice unghi)
• control complet asupra parametrilor de proces prin afișajul digital tactil al dispozitivului (ultrasonicatoare digitale) sau prin wattmetru (pentru dispozitivele analogice)
• control integrat al temperaturii (important pentru probele de țesut labile, sensibile la căldură)
• pauzele din ciclul de omogenizare pot fi definite individual și presetate în meniul digital
• toate dispozitivele digitale sunt echipate cu înregistrare automată a datelor (pe un card SD/USB-ComboCard integrat), senzor de temperatură conectabil și control de la distanță prin browser.
• tratarea mai multor probe cu VialTweeter, CupHorn sau prin utilizarea sonotrodelor cu 4 sau 8 degete (de ex. pentru integrarea în procese robotizate de laborator)
• pentru aplicații la scară mică și la scară mare

Tabelul de mai jos vă oferă o indicație privind capacitatea aproximativă de procesare a omogenizatoarelor noastre de țesuturi cu ultrasunete pentru dezintegrarea celulelor, liză și extracție:

Găsiți omogenizatorul de țesuturi cu ultrasunete optim pentru aplicația dumneavoastră

Omogenizatoarele de țesuturi cu ultrasunete Hielscher sunt disponibile într-o gamă de putere ultrasonică cuprinsă între 50W și 16.000W (16kW).
Personalul de laborator este mulțumit de operarea simplă și intuitivă a omogenizatoarelor de laborator cu ultrasunete Hielscher. În funcție de cerințele specifice, dispozitivele Hielscher sunt prevăzute cu control digital sau analogic.

1. VialTweeter este un omogenizator cu ultrasunete puternic, care permite sonicarea simultană a până la 10 flacoane sau eprubete la aceeași intensitate. Datorită sonicării indirecte, contaminarea încrucișată și pierderea de probă sunt complet evitate. Curățarea și igienizarea sunt reduse la minimum datorită utilizării flacoanelor de unică folosință. Sonotroda bloc este autoclavabilă.
2. Sonicatorul de plăci UIP400MTP este ideal atunci când lucrați cu plăci de microtitrare și plăci multigodeu, cum ar fi plăcile cu 96 de godeuri. Pur și simplu așezați placa multigodeu sau cutia Petri în UIP400MTP, iar toate probele sunt sonicate uniform. Cu sonicatorul de plăci UIP400MTP, procesarea probelor cu capacitate mare devine simplă și eficientă!
3. În gama de ultrasonicatoare de laborator cu sondă, omogenizatoarele pot fi alese cu 50 de wați, 100 de wați, 200 de wați și 400 de wați.
   UP50H (50W)
   UP100H (100W)
   UP200Ht / UP200St (200W)
   UP400St (400W)

Aplicarea și utilizarea omogenizatoarelor de țesuturi cu ultrasunete

Omogenizatoarele cu ultrasunete sunt utilizate în mod obișnuit pentru măcinarea țesuturilor, dezintegrarea celulelor și liză, precum și pentru omogenizarea probelor biologice înainte de extracția materialului intracelular din domeniul molecular. Prin sonicarea controlată a probelor, toate etapele, de la liză până la extracție și omogenizare, pot fi realizate folosind același dezintegrator celular cu ultrasunete.
Marele avantaj al omogenizatoarelor cu ultrasunete constă în puterea de intrare și intensitatea de sonicare ușor de ajustat. Dezintegratoarele celulare cu ultrasunete Hielscher (lizere) permit controlul intensității sonicării prin ajustarea amplitudinii de la 20% la 100%.
Ca alternativă la funcționarea continuă, omogenizatorul cu ultrasunete poate fi setat în modul ciclic, de ex. pentru sonicarea țesuturilor sensibile la căldură. Sonicarea în modul pulsat înseamnă că ultrasonicatorul generează unde ultrasonice de mare intensitate în cicluri periodice. Durata perioadei de sonicare și timpul de pauză pot fi setate individual de utilizator.
În cazul sonicării pulsate, în timpul perioadei de pauză, materialul sonicat poate reveni la starea de repaus, iar proba se poate răci (timpul de pauză fiind folosit pentru disiparea căldurii). Astfel, intensitatea procesării poate fi setată cu precizie în funcție de țesut, iar încălzirea nedorită a probei este redusă.
Omogenizatoarele de țesuturi cu ultrasunete sunt robuste și ușor de utilizat, producând în același timp rezultate fiabile, care asigură reproductibilitatea datorită controlului complet asupra tuturor parametrilor importanți ai procesului.
Domeniile comune de aplicare ale măcinării țesuturilor, dezintegrării celulelor, lizei, extracției și omogenizării cu ultrasunete se regăsesc în laboratoarele biologice și farmaceutice, în microbiologie, în cercetarea proteomică și genomică (de ex. eliberarea proteinelor înainte de Western blotting și de testul imunoenzimatic ELISA), dar și în producția de extracte botanice și compuși bioactivi pentru industriile alimentară, farmaceutică și cosmetică.

• Faceți clic aici pentru recomandări specifice de proces privind pregătirea probelor, omogenizarea țesuturilor, liza și extracția (de ex. celule, bacterii, spori, compuși activi)!
• Citiți aici de ce sonicatoarele sunt un instrument indispensabil pentru cercetarea proteomică!
• Aflați cum sonicarea facilitează activitatea de cercetare genomică!

Literatură / Referințe

• 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.