Подготовка образцов с помощью ультразвукового устройства VialTweeter

Подготовка образцов перед анализом может требовать различных преаналитических процессов, таких как гомогенизация тканей, лизис, экстракция белков, ДНК, РНК, органелл и других внутриклеточных веществ, растворение и дегазация. VialTweeter – уникальное ультразвуковое устройство, которое одновременно подготавливает несколько пробирок с образцами в совершенно одинаковых условиях. Благодаря непрямой обработке ультразвуком закрытых пробирок предотвращаются перекрестное загрязнение и потеря образцов.

Ультразвуковая подготовка образцов

Обработка ультразвуком – распространенный метод обработки образцов для их подготовки к таким анализам, как цепная реакция полимеров (PCR), вестерн-блоттинг, аналитические тесты, молекулярное секвенирование, хроматография и т. д. Обработка ультразвуком широко используется в лабораториях для преаналитической обработки образцов. Важное преимущество обработки ультразвуком заключается в том, что принцип действия ультразвука основан исключительно на механических силах. Ультразвуковой лизис и разрушение клеток осуществляются за счет сономеханических сил сдвига, что дает обработке ультразвуком преимущество: растворители, используемые для экстракции белков, можно также использовать при лизисе. Ультразвуковые устройства для разрушения клеток, такие как VialTweeter, разрушают клеточные стенки / мембраны и способствуют массопереносу между внутренним содержимым клетки и растворителем. Таким образом, аналиты (например, ДНК, РНК, белки, органеллы и т. д.) эффективно переходят из клеточной матрицы в растворитель. Это означает, что этапы быстрого прекращения реакций и экстракции совмещаются с процессом ультразвукового разрушения клеток, что делает ультразвуковой лизис очень эффективным. Кроме того, ультразвуковая подготовка образцов не требует детергентов и других реагентов для лизиса, которые могут изменять и разрушать структуру лизата и известны тем, что вызывают последующие проблемы с очисткой. Другой метод лизиса, ферментативное разрушение, требует длительной инкубации и часто дает невоспроизводимые результаты. Ультразвуковая подготовка образцов позволяет преодолеть распространенные проблемы при подготовке образцов, связанные с гомогенизацией тканей, разрушением клеток, лизисом, экстракцией белков и солюбилизацией лизата. Поскольку интенсивность обработки ультразвуком можно точно контролировать и регулировать в соответствии с биологическим образцом, предотвращаются деградация и потеря образцов. Автоматический мониторинг и контроль температуры образца, импульсного режима и продолжительности обработки ультразвуком обеспечивают оптимальные результаты.
 

VialTweeter особенно удобен для лабораторной работы, требующей одновременной подготовки нескольких образцов в одинаковых условиях. VialTweeter представляет собой ультразвуковой блочный сонотрод, который вмещает до 10 пробирок (например, пробирки Eppendorf, центрифужные пробирки, пробирки NUNC, криопробирки) и интенсивно обрабатывает их ультразвуком в точно контролируемых условиях. Поскольку ультразвуковая энергия передается через стенки пробирок в среду образца, пробирки остаются закрытыми во время обработки. Таким образом, потеря образцов и перекрестное загрязнение полностью предотвращаются.

Пробирки, подходящие для VialTweeter

VialTweeter рассчитан на размещение 10 стандартных пробирок с коническим или круглым дном, таких как пробирки Eppendorf, центрифужные пробирки, криопробирки и различные типы пробирок NUNC, однако по запросу отверстия можно адаптировать к другим размерам пробирок. Сообщите нам, какие пробирки вы хотите использовать, чтобы мы могли соответствующим образом модифицировать ваш VialTweeter. Для более крупных пробирок, таких как пробирки Falcon, и других контейнеров для образцов, лабораторных стаканов и сосудов удобным решением является VialPress.
Узнайте больше о модели VialTweeter VT26dxx, адаптированной к конкретному размеру ваших пробирок, например пробирок Falcon!

VialTweeter с VialPress

Хотя сам VialTweeter с 10 отверстиями для пробирок уже представляет собой уникальное и высокофункциональное ультразвуковое устройство, дополнительное приспособление VialPress делает VialTweeter еще более универсальным и гибким в использовании. VialPress – это принадлежность для VialTweeter в виде зажимной планки, позволяющей закреплять на передней стороне VialTweeter более крупные пробирки с образцами, например пробирки Falcon, или другие лабораторные стаканы малого и среднего размера. На изображении слева показан VialTweeter с 10 пробирками Eppendorf в блоке, а VialPress фиксирует одну более крупную пробирку на передней стороне для обработки ультразвуком. VialPress может удерживать до 5 более крупных пробирок для интенсивной обработки ультразвуком.

Протоколы подготовки образцов с помощью VialTweeter

VialTweeter широко используется для обработки биологических образцов ультразвуком. Перед анализом образцы необходимо подготовить к биохимическим или биофизическим анализам и тестам, например путем лизиса, гомогенизации тканей, экстракции белков, сдвигового разрушения ДНК / РНК, дегазации и т. д. VialTweeter надежно выполняет эти ультразвуковые процессы и обеспечивает воспроизводимые результаты. Распространенное применение VialTweeter – лизис/разрушение клеток тканей млекопитающих (человека и животных), а также бактериальных клеток и вирусных частиц. Среди биологических образцов, успешно обработанных с помощью VialTweeter, – эпителиальные клетки легких человека, гемопоэтические стволовые клетки, клетки миелоидного лейкоза, Escherichia coli, Bacillus subtilis, Bacillus anthracis, Francisella tularensis, Yersinia pestis, Streptococcus pyogenes, Caulobacter crescentus, Mycoplasma pneumoniae, микобактерии, комплекс Mycobacterium tuberculosis (MTBC) и многие другие бактериальные, растительные и микробные клетки.
Ниже представлены несколько избранных протоколов с использованием VialTweeter.

Лизис E.Coli с помощью VialTweeter для определения глутатиона in vivo

Бактерии Escherichia coli штамма MG1655 выращивали в минимальной среде MOPS в общем объеме 200ml до достижения A600 0,5. Культуру разделяли на культуры объемом 50-ml для стрессового воздействия. После 15 min инкубации с 0,79 mM аллицина, 1 mM диамида или диметилсульфоксидом (контроль) клетки собирали при 4 000g и 4°C в течение 10 min. Клетки дважды промывали буфером KPE, затем ресуспендировали осадки в 700µl буфера KPE. Для удаления белков добавляли 300µl 10% (w/v) сульфосалициловой кислоты перед разрушением клеток путем обработки ультразвуком (3 x 1 min; ультразвуковое устройство VialTweeter). Супернатанты собирали после центрифугирования (30 min, 13 000g, 4°C). Концентрацию сульфосалициловой кислоты снижали до 1% добавлением 3 объемов буфера KPE. Измерения общего глутатиона и GSSG выполняли, как описано выше. Концентрации клеточного глутатиона рассчитывали исходя из объема клеток E. coli 6,7×10-15 литра и плотности клеток A600 0,5 (эквивалентной 1×108 клеток ml-1 культуры). Концентрации GSH рассчитывали путем вычитания 2[GSSG] из общего глутатиона. (Müller et al. 2016)

Фрагментация фибрилл альфа-синуклеина с помощью VialTweeter

Ультразвуковое устройство VialTweeter широко используется для надежной и эффективной фрагментации фибрилл и лент альфа-синуклеина. Нажмите здесь, чтобы найти подробные описания, протоколы и ссылки на литературу по фрагментации альфа-синуклеина с помощью VialTweeter!

Лизис клеток с помощью VialTweeter перед атомно-абсорбционной спектрометрией с графитовой печью

Bacillus subtilis 168 (trpC2) подвергали антибиотическому стрессу в течение 15 min, затем клетки собирали при 3 320 x g, пять раз промывали 100 mM Tris/1 mM EDTA, pH 7,5, ресуспендировали в 10 mM Tris, pH 7,5 и разрушали путем обработки ультразвуком в приборе Hielscher VialTweeter. (Wenzel et al. 2014)

Подготовка образцов с помощью VialTweeter перед масс-спектрометрией

Лиофилизированные клеточные осадки гемопоэтических стволовых клеток/клеток-предшественников человека CD34􏰀 ресуспендировали в 10µ􏰇l (200µl для подготовки общей массы клеток HEK293 для серии разведений пептидов) раствора 8 M мочевины в 100 mM гидрокарбонате аммония и лизировали с помощью обработки ультразвуком с использованием Hielscher VialTweeter при амплитуде 60%, доле времени включения ультразвука 60% и продолжительности 20s три раза с промежуточным охлаждением на льду. (Amon et al. 2019)

Протоколы подготовки образцов с использованием VialPress

Свежий салат-латук (Lactuca sativa) гомогенизировали в 0,5 M буфере HEPES (pH 8, скорректирован с помощью KOH) при соотношении 1 g растения (свежая масса) к 200, 100, 50 или 20 mL буферного раствора. Соотношение массы растения и объема буферного раствора варьировали, чтобы поддерживать общий объем гомогената в пределах от 3,5 до 12 mL. Соотношение массы растения и объема буферного раствора варьировали, чтобы поддерживать общий объем гомогената в пределах от 3,5 до 12 mL, что позволяло проводить гомогенизацию с помощью зонда. Затем гомогенаты подвергали непрямой обработке ультразвуком с использованием UP200St с VialTweeter, оснащенным 200xt VialPress (Hielscher Ultrasonics GmbH, Германия), в течение 3 min (80% импульсный режим и 100% мощность). Использование этого устройства предотвращало загрязнение. (Laughton et al. 2019)

Надежный контроль температуры во время обработки ультразвуком с помощью VialTweeter

Температура – ключевой фактор, влияющий на процесс и особенно важный при обработке биологических образцов. Как и все механические методы подготовки образцов, обработка ультразвуком сопровождается выделением тепла. Однако при использовании VialTweeter температуру образцов можно хорошо контролировать. Мы предлагаем различные варианты мониторинга и контроля температуры ваших образцов во время их подготовки к анализу с помощью VialTweeter и VialPress.

1. Мониторинг температуры образца: ультразвуковой процессор UP200St, приводящий в действие VialTweeter, оснащен интеллектуальным программным обеспечением и подключаемым датчиком температуры. Подключите датчик температуры к UP200St и вставьте наконечник датчика температуры в одну из пробирок с образцами. С помощью цифрового цветного сенсорного дисплея в меню UP200St можно задать определенный диапазон температур для обработки образцов ультразвуком. Ультразвуковое устройство автоматически остановится при достижении максимальной температуры и приостановит работу до тех пор, пока температура образца не снизится до нижнего значения заданной температуры ∆. Затем обработка ультразвуком автоматически возобновится. Эта интеллектуальная функция предотвращает деградацию, вызванную нагревом.
2. Блок VialTweeter можно предварительно охладить. Поместите блок VialTweeter (только сонотрод без преобразователя!) в холодильник или морозильник: предварительное охлаждение титанового блока помогает отсрочить повышение температуры образца. По возможности сам образец также можно предварительно охладить.
3. Используйте сухой лед для охлаждения во время обработки ультразвуком. Используйте неглубокий поддон, заполненный сухим льдом, и установите VialTweeter на сухой лед, чтобы тепло могло быстро отводиться.

Клиенты по всему миру используют VialTweeter и VialPress для повседневной подготовки образцов в биологических, биохимических, медицинских и клинических лабораториях. Благодаря интеллектуальному программному обеспечению и системе контроля температуры процессора UP200St температура надежно контролируется, а деградация образцов, вызванная нагревом, предотвращается. Ультразвуковая подготовка образцов с помощью VialTweeter и VialPress обеспечивает высоконадежные и воспроизводимые результаты!

Технические характеристики VialTweeter

VialTweeter – блочный сонотрод из титана, в отверстиях которого можно разместить до 10 пробирок. Кроме того, с помощью VialPress на передней стороне VialTweeter можно закрепить до 5 более крупных пробирок. Конструкция VialTweeter обеспечивает равномерное распределение энергии ультразвуковой обработки в каждой установленной пробирке для получения надежных и однородных результатов обработки ультразвуком. Небольшая поворотная опора позволяет адаптировать сонотрод VialTweeter к неровной поверхности и выровнять пробирки вертикально.

Краткий обзор преимуществ VialTweeter

• Интенсивная одновременная обработка ультразвуком до 10 пробирок
• Непрямая обработка ультразвуком высокой интенсивности с передачей через стенку сосуда в образец
• Непрямая обработка ультразвуком предотвращает перекрестное загрязнение и потерю образцов
• Воспроизводимые результаты благодаря регулируемой и контролируемой амплитуде обработки ультразвуком
• VialPress позволяет обрабатывать ультразвуком более крупные пробирки
• Регулируемая амплитуда от 20 до 100%
• Регулируемый импульсный режим от 0 до 100%
• Возможность автоклавирования

VialTweeter приводится в действие ультразвуковым процессором UP200St, мощность которого составляет 200 ватт. UP200St оснащен интеллектуальным программным обеспечением, позволяющим точно контролировать все важные параметры ультразвукового процесса, такие как амплитуда, время обработки ультразвуком, пульсация и температура. Это делает VialTweeter надежным инструментом для успешного получения воспроизводимых результатов процессов в биологических и биохимических лабораториях.
Амплитуду можно регулировать в пределах от 20 до 100%, что позволяет адаптировать интенсивность ультразвука к вашему образцу. Например, сдвиговое разрушение и фрагментация ДНК и РНК требуют меньшей амплитуды, чтобы предотвратить образование слишком мелких фрагментов ДНК, а гомогенизация ткани мозга мыши требует обработки ультразвуком высокой интенсивности. Выберите идеальные амплитуду, интенсивность и продолжительность обработки ультразвуком с помощью интеллектуального и интуитивно понятного меню процессора UP200St. Доступ к меню и настройкам и управление ими легко осуществляются через цветной сенсорный дисплей. В настройках можно предварительно задать такие параметры обработки ультразвуком, как амплитуда, пульсация, режим цикла, продолжительность обработки ультразвуком, общая подведенная энергия и температурные пределы. В исследованиях и производстве повторяемость экспериментов и результатов испытаний имеет решающее значение. Это означает, что точная регистрация условий процесса и протоколов обработки ультразвуком чрезвычайно важна. Автоматическое протоколирование записывает все данные обработки ультразвуком в файл CSV на встроенной SD-карте, что позволяет легко проверять и сравнивать различные сеансы обработки ультразвуком. Все данные ультразвукового процесса легко доступны, и ими можно обмениваться в виде файла CSV.
Hielscher Ultrasonics стремится предоставить вам передовые технологии, чтобы облегчить и улучшить вашу исследовательскую работу!