Замените соскабливание клеток высокопроизводительным ультразвуковым аппаратом UIP400MTP
Отделение и экстракция адгезивных клеточных линий из многолуночных планшетов для мультиомного анализа – повседневная задача в лабораториях. Высокопроизводительное отделение клеток с помощью ультразвукового аппарата UIP400MTP для многолуночных планшетов заменяет ручное соскабливание клеток, обеспечивая более высокий выход РНК, общих липидов и общих полярных метаболитов. Новый метод объединяет ультразвуковой аппарат Hielscher UIP400MTP с рабочей станцией для обработки жидкостей Beckman Coulter i7, обеспечивая высокопроизводительную, воспроизводимую и эффективную обработку клеток для экстракции РНК, метаболитов и липидов. Представленный метод превосходит традиционные методы ручного соскабливания клеток, обеспечивая более высокую воспроизводимость и выход для различных типов клеток и условий эксперимента.
Упростите отделение клеток с помощью ультразвукового аппарата UIP400MTP для микропланшетов
Системы культивирования адгезивных клеток играют важнейшую роль в токсикологических и биомедицинских исследованиях. В этом контексте Cruchley-Fuge и соавт. (2024) рассмотрели существенную проблему в рамках проекта PrecisionTox, направленного на использование омиксных технологий для оценки опасности химических веществ. Целью проекта был высокопроизводительный анализ тысяч образцов, обработанных различными химическими веществами. Для решения этой задачи исследователи разработали автоматизированный рабочий процесс, объединяющий ультразвуковой аппарат UIP400MTP с устоявшимися протоколами двухфазной экстракции для анализа методом жидкостной хроматографии с масс-спектрометрией (LC-MS). В их исследовании оценивается эффективность ультразвукового аппарата UIP400MTP для многолуночных планшетов при отделении адгезивных клеток по сравнению с ручным соскабливанием и другими традиционными методами.
Оптимизация мультиомного анализа: автоматизированная экстракция адгезивных клеток с помощью UIP400MTP
Исследовательская группа Laura Cruchley-Fuge из Бирмингемского университета использовала три клеточные линии человека: HepG2 (клетки рака печени), HepaRG (дифференцированные гепатоцитоподобные клетки) и H295R (клетки рака надпочечников). Эти клетки культивировали в 24-луночных и 96-луночных планшетах и подвергали воздействию исследуемых химических веществ, таких как афлатоксин B1 и форсколин.
План эксперимента:
- Этап 1: Оптимизация настроек мощности ультразвукового аппарата UIP400MTP и сравнение с ручным соскабливанием клеток и ультразвуковыми водяными ваннами. Для оценки выхода РНК, метаболитов и липидов использовали клетки HepG2.
- Этап 2: Интеграция UIP400MTP в рабочий процесс двухфазной экстракции с использованием системы Beckman Coulter i7. Валидацию проводили с использованием клеток HepaRG и H295R.
Рабочий процесс экстракции: Рабочий процесс включал воздействие химических веществ в многолуночных планшетах, отделение клеток с помощью UIP400MTP и двухфазную экстракцию методом Bligh & Dyer (B&D). Анализ липофильных и полярных соединений методом LC-MS проводили с использованием Thermo Scientific Orbitrap Exploris 120. Метод B&D, являющийся золотым стандартом количественного определения липидов, включает двухэтапную экстракцию с использованием метанола, хлороформа и воды с последующим количественным определением липидов в хлороформной фазе.
Ультразвуковой аппарат UIP400MTP для микропланшетов облегчает отделение адгезивных клеточных линий от многолуночных планшетов и чашек Петри
Результаты:
- Этап 1: Оптимальные условия обработки ультразвуком были установлены при мощности 60%.
UIP400MTP обеспечил самый высокий выход РНК с исключительной воспроизводимостью по сравнению с ручным соскабливанием и ультразвуковыми ваннами.
Выход полярных метаболитов был сопоставимым при использовании разных методов, тогда как выход липидов при использовании UIP400MTP был заметно выше. - Этап 2: Валидация на клетках HepaRG и H295R продемонстрировала высокую воспроизводимость липидомных и метаболомных данных, о чём свидетельствовала плотная кластеризация значений главных компонент (PCA).
Образцы, обработанные афлатоксином B1 и форсколином, эффективно отличались от контрольных образцов, что подчёркивает чувствительность и надёжность метода.
Ультразвуковой аппарат UIP400MTP для микропланшетов для высокопроизводительного отделения клеток
«Ультразвуковой аппарат Hielscher UIP400MTP обеспечивает высококачественный и воспроизводимый альтернативный подход к „золотому стандарту“ ручного соскабливания клеток, позволяя получать более высокий выход РНК, общих липидов и общих полярных метаболитов». (Cruchley-Fuge et al., 2024)
Cruchley-Fuge и соавт. подчёркивают преимущества ультразвукового аппарата UIP400MTP для обработки адгезивных клеток. Заменяя ручное соскабливание, этот метод повышает воспроизводимость, производительность и выход, что делает его неоценимым инструментом для масштабных исследований, таких как PrecisionTox. Интеграция UIP400MTP в автоматизированные рабочие процессы не только снижает вариабельность, но и оптимизирует трудоёмкие процессы, обеспечивая получение высококачественных мультиомных данных.
Работа Cruchley-Fuge и соавт. (2024) облегчает и оптимизирует обработку адгезивных клеточных культур для мультиомного анализа. Интеграция ультразвукового аппарата UIP400MTP в автоматизированные рабочие процессы обеспечивает стабильную и эффективную подготовку образцов, благодаря чему он идеально подходит для высокопроизводительных токсикологических исследований.
Проектирование, производство и консультирование – качество из Германии
Ультразвуковые аппараты Hielscher хорошо известны высочайшим качеством и стандартами проектирования. Надёжность и простота эксплуатации обеспечивают беспроблемную интеграцию наших ультразвуковых аппаратов в промышленные объекты. Ультразвуковые аппараты Hielscher легко справляются с суровыми условиями и работой в сложной среде.
Hielscher Ultrasonics – компания, сертифицированная по ISO, которая уделяет особое внимание высокопроизводительным ультразвуковым аппаратам, сочетающим самые современные технологии и удобство использования. Разумеется, ультразвуковые аппараты Hielscher соответствуют требованиям CE и отвечают требованиям UL, CSA и RoHs.
Литература / Источники
- FactSheet UIP400MTP Multi-well Plate Sonicator — Non-Contact Sonicator — Hielscher Ultrasonics
- Lauren E. Cruchley-Fuge, Martin R. Jones, Ossama Edbali, Gavin R. Lloyd, Ralf J. M. Weber, Andrew D. Southam, Mark R. Viant (2024): Automated extraction of adherent cell lines from 24-well and 96-well plates for multi-omics analysis using the Hielscher UIP400MTP sonicator and Beckman Coulter i7 liquid handling workstation. Metabomeeting 2024, University of Liverpool, 26-28th November 2024.
- Dreyer J., Ricci G., van den Berg J., Bhardwaj V., Funk J., Armstrong C., van Batenburg V., Sine C., VanInsberghe M.A., Marsman R., Mandemaker I.K., di Sanzo S., Costantini J., Manzo S.G., Biran A., Burny C., Völker-Albert M., Groth A., Spencer S.L., van Oudenaarden A., Mattiroli F. (2024): Acute multi-level response to defective de novo chromatin assembly in S-phase. Molecular Cell 2024.
- Mochizuki, Chika; Taketomi, Yoshitaka; Irie, Atsushi; Kano, Kuniyuki; Nagasaki, Yuki; Miki, Yoshimi; Ono, Takashi; Nishito, Yasumasa; Nakajima, Takahiro; Tomabechi, Yuri; Hanada, Kazuharu; Shirouzu, Mikako; Watanabe, Takashi; Hata, Kousuke; Izumi, Yoshihiro; Bamba, Takeshi; Chun, Jerold; Kudo, Kai; Kotani, Ai; Murakami, Makoto (2024): Secreted phospholipase PLA2G12A-driven lysophospholipid signaling via lipolytic modification of extracellular vesicles facilitates pathogenic Th17 differentiation. BioRxiv 2024.
- Cosenza-Contreras M, Seredynska A, Vogele D, Pinter N, Brombacher E, Cueto RF, Dinh TJ, Bernhard P, Rogg M, Liu J, Willems P, Stael S, Huesgen PF, Kuehn EW, Kreutz C, Schell C, Schilling O. (2024): TermineR: Extracting information on endogenous proteolytic processing from shotgun proteomics data. Proteomics. 2024.
- De Oliveira A, Cataneli Pereira V, Pinheiro L, Moraes Riboli DF, Benini Martins K, Ribeiro de Souza da Cunha MDL (2016): Antimicrobial Resistance Profile of Planktonic and Biofilm Cells of Staphylococcus aureus and Coagulase-Negative Staphylococci. International Journal of Molecular Sciences 17(9):1423; 2016.
- Martins KB, Ferreira AM, Pereira VC, Pinheiro L, Oliveira A, Cunha MLRS (2019): In vitro Effects of Antimicrobial Agents on Planktonic and Biofilm Forms of Staphylococcus saprophyticus Isolated From Patients With Urinary Tract Infections. Frontiers in Microbiology 2019.
Часто задаваемые вопросы
Что такое отделение клеток?
В исследованиях под отделением клеток понимают процесс отделения адгезивных клеток от поверхности культурального сосуда или субстрата. Обычно это делают для сбора клеток для последующих применений, таких как анализ, пересев или криоконсервация. Отделение может осуществляться с помощью ферментативных методов (например, трипсина), химических реагентов (например, EDTA), механических методов (например, соскабливания) или физических методов, таких как обработка ультразвуком, в зависимости от типа клеток и требований исследования.
Как отделяют адгезивные клетки?
Отделение адгезивных клеток с помощью обработки ультразвуком предполагает применение сфокусированных ультразвуковых волн для нарушения адгезии клеток к поверхности в контролируемых условиях. В частности, ультразвуковой аппарат UIP400MTP для микропланшетов достигает этого, создавая локализованные механические колебания, которые разрывают связи между клетками и поверхностью для культивирования. Основные этапы включают:
- Подготовка: Клетки выращивают в многолуночных планшетах и могут подвергать воздействию определённых химических веществ в соответствии с планом эксперимента.
- Обработка ультразвуком: Ультразвуковой аппарат UIP400MTP программируют с оптимизированными настройками (например, мощностью 60%), чтобы обеспечить эффективное отделение без повреждения клеток или нарушения целостности биомолекул.
- Контроль температуры: Устройство поддерживает стабильную температуру, чтобы предотвратить вызванную нагревом деградацию клеток или молекул во время процесса.
- После отделения: Отделённые клетки подвергают последующим процедурам экстракции, например с использованием двухфазного метода Bligh & Dyer, для извлечения РНК, липидов и метаболитов.
Этот метод превосходит ручное соскабливание благодаря автоматизации, воспроизводимости и способности эффективно обрабатывать образцы с высокой производительностью.
Что такое отделение клеток без повреждения?
Отделение клеток без повреждения – это процесс отделения адгезивных клеток от их субстрата без нарушения жизнеспособности, целостности или функциональности клеток. Его осуществляют с помощью щадящих методов, таких как контролируемая обработка ультразвуком или растворы, не содержащие ферментов.
Предотвращение разрушения клеток имеет решающее значение для сохранения их структурных и молекулярных характеристик, необходимых для точного выполнения последующих процедур, таких как мультиомный анализ, функциональные исследования или терапевтическое применение. Повреждённые клетки могут высвобождать внутриклеточное содержимое, что потенциально может искажать результаты экспериментов или ухудшать качество образцов.
В чём преимущество отделения клеток без использования ферментов?
Отделение клеток без использования ферментов имеет ряд преимуществ, включая сохранение белков и рецепторов клеточной поверхности, поддержание жизнеспособности клеток и предотвращение потенциального ферментативного повреждения биомолекул. Этот подход особенно полезен для чувствительных последующих процедур, таких как проточная цитометрия, протеомика или функциональные исследования, при которых ферментативные изменения могут ухудшить качество данных или повлиять на результаты экспериментов. Кроме того, методы без использования ферментов часто более воспроизводимы и могут быть адаптированы для высокопроизводительных рабочих процессов.
Hielscher Ultrasonics производит высокопроизводительные ультразвуковые гомогенизаторы от лабораторных до промышленных моделей.

