Ультразвуковые гомогенизаторы тканей

• Обработка ультразвуком – безопасный и эффективный метод гомогенизации тканей.
• Области применения ультразвука включают подготовку тканей и суспензий, экстракцию белков, ДНК/ РНК и активных соединений, а также активацию / инактивацию ферментов и дрожжей.
• Возможность точного управления ультразвуковыми гомогенизаторами зондового типа обеспечивает надежную подготовку образцов тканей.

Гомогенизация тканей с помощью ультразвуковых зондов

Гомогенизация тканей – это процесс подготовки образцов, при котором животные и растительные клетки или микроорганизмы подготавливают к экстракции внутриклеточных веществ, таких как белки, ДНК или РНК. Для высвобождения содержимого клетки необходимо разорвать клеточную мембрану. После разрушения клеточной стенки внутриклеточные макромолекулы находятся в буферном растворе, благодаря чему органеллы, белки и ДНК/ РНК становятся доступными. Ультразвуковые гомогенизаторы тканей и устройства для разрушения клеток – очень эффективные инструменты для разрушения клеток, лизиса и экстракции.

Ультразвуковые гомогенизаторы тканей в сравнении с альтернативными методами лизиса

Возможно, вы задаетесь вопросом, какой метод разрушения клеток и какое оборудование для гомогенизации тканей лучше всего подходят для вашей лаборатории. Ниже приведены несколько аргументов в пользу ультразвукового лизиса и гомогенизации тканей, поскольку обработка ультразвуком имеет ряд преимуществ перед альтернативными методами гомогенизации:

• Эффективность: Ультразвуковая гомогенизация – быстрый и эффективный метод разрушения тканей и клеток. Принцип работы ультразвуковых гомогенизаторов тканей основан на акустической кавитации. Этот метод высокоэффективен и позволяет разрушать клетки за считаные секунды. Поскольку интенсивность можно регулировать от низкой до высокой, обработка ультразвуком особенно эффективна для твердых или волокнистых тканей, которые трудно гомогенизировать другими методами.



• Предотвращение перекрестного загрязнения: Hielscher предлагает мощные ультразвуковые гомогенизаторы тканей, которые подготавливают образцы путем непрямой обработки ультразвуком. С помощью UIP400MTP (идеально подходит для микротитрационных и многолуночных планшетов), а также VialTweeter и CupHorn (идеально подходят для флаконов, пробирок и лабораторных стаканов) Hielscher предлагает ультразвуковое оборудование для разрушения клеток путем бесконтактной гомогенизации, что снижает риск перекрестного загрязнения образцов. Оно также сводит к минимуму риск внесения загрязнений с измельчающих поверхностей или другого оборудования для гомогенизации.
• Гибкость: Ультразвуковая гомогенизация подходит для образцов различных размеров и объемов – от небольших объемов до крупных образцов тканей. Кроме того, ультразвуковая гомогенизация подходит для широкого спектра типов образцов, включая растительные ткани, животные ткани и культуры микроорганизмов. Интенсивность и продолжительность обработки ультразвуком можно регулировать для оптимизации степени разрушения различных типов тканей.
• Воспроизводимость: Ультразвуковая гомогенизация обеспечивает стабильные результаты и позволяет точно контролировать параметры гомогенизации, такие как выходная мощность и время обработки ультразвуком. Это помогает обеспечить воспроизводимость и точность экспериментальных данных.
• Сохранение биомолекул: Обработка ультразвуком с помощью зонда является нетермической обработкой. Это означает, что ее воздействие не основано на нагреве. Однако любая механическая обработка сопровождается выделением тепла в соответствии со вторым законом термодинамики. Это означает, что при длительной обработке ультразвуком образец нагревается. Современные ультразвуковые устройства Hielscher оснащены датчиками температуры и интеллектуальным программным обеспечением для мониторинга температуры. Усовершенствованные варианты охлаждения позволяют предотвратить термическую деградацию и помогают сохранить активность термочувствительных биомолекул, таких как ферменты и белки.
• Экономия времени: Высокая эффективность обработки ультразвуком с помощью зонда позволяет быстро гомогенизировать ткани, что экономит время по сравнению с другими методами, требующими более обширных физических манипуляций с тканью.

Ультразвуковая гомогенизация тканей имеет ряд преимуществ перед альтернативными методами гомогенизации. Поэтому ультразвуковые гомогенизаторы тканей являются предпочтительным средством разрушения клеток в различных исследовательских и промышленных применениях.

Пример протокола гомогенизации тканей с помощью ультразвукового зонда:

Ультразвуковые устройства облегчают гомогенизацию тканей благодаря простоте эксплуатации и быстрой процедуре гомогенизации. При этом параметры ультразвукового процесса можно точно регулировать и отслеживать, что обеспечивает надежные и воспроизводимые результаты.
 
Материалы:

• Образец ткани (например, печени, мозга, мышцы)
• Буфер (например, PBS, Tris-HCl)
• Смесь ингибиторов протеаз
• Ультразвуковой гомогенизатор (зондового типа)
• Лед
• Микроцентрифужные пробирки
• Пипетки

Протокол ультразвуковой гомогенизации тканей:

Примечание: продолжительность и интенсивность обработки ультразвуком может потребоваться оптимизировать в зависимости от типа ткани, возраста и состояния здоровья, а также конкретных последующих применений. Также важно тщательно выбирать буфер, ингибиторы протеаз и другие добавки для оптимизации выхода и качества гомогената.

Основные преимущества ультразвуковых гомогенизаторов тканей Hielscher

• быстрое и эффективное измельчение, гомогенизация, лизис и разрушение клеток или экстракция с помощью мощной ультразвуковой кавитации
• простое и интуитивно понятное использование и управление (выберите аналоговую или цифровую версию)
• легкая очистка поверхностей, контактирующих с продуктом, путем промывки сонотрода при обработке ультразвуком (CIP – очистка на месте/ SIP – стерилизация на месте)
• звукоизоляционный бокс (звукоизоляционные боксы для лабораторных устройств полностью изготовлены из акрилового стекла для полной видимости под любым углом)
• полный контроль параметров процесса с помощью цифрового сенсорного дисплея на устройстве (цифровые ультразвуковые устройства) или измерителя мощности (для аналоговых устройств)
• встроенный контроль температуры (важен для термочувствительных, лабильных образцов тканей)
• паузы в процессе гомогенизации можно задавать индивидуально и предварительно настраивать в цифровом меню
• все цифровые устройства оснащены системой автоматической записи данных (на встроенную SD/USB-ComboCard), подключаемым датчиком температуры и дистанционным управлением через браузер.
• обработка нескольких образцов с помощью VialTweeter, CupHorn или с использованием 4- или 8-пальцевых сонотродов (например, для интеграции в процессы с использованием лабораторных роботов)
• для применений малого и большого масштаба

В таблице ниже приведена ориентировочная производительность наших ультразвуковых гомогенизаторов тканей при разрушении клеток, лизисе и экстракции:

Найдите оптимальный ультразвуковой гомогенизатор тканей для вашей задачи

Ультразвуковые гомогенизаторы тканей Hielscher доступны с выходной мощностью ультразвука в диапазоне от 50W до 16 000W (16kW).
Сотрудники лабораторий довольны простым и интуитивно понятным управлением ультразвуковыми лабораторными гомогенизаторами Hielscher. В зависимости от конкретных требований устройства Hielscher поставляются с цифровым или аналоговым управлением.

1. VialTweeter – мощный ультразвуковой гомогенизатор, позволяющий одновременно обрабатывать ультразвуком до 10 флаконов или пробирок с одинаковой интенсивностью. Благодаря непрямой обработке ультразвуком полностью исключаются перекрестное загрязнение и потери образцов. Использование одноразовых флаконов сводит очистку и санитарную обработку к минимуму. Блочный сонотрод можно автоклавировать.
2. Устройство для обработки планшетов ультразвуком UIP400MTP идеально подходит для работы с микротитрационными и многолуночными планшетами, например с 96-луночными планшетами. Просто поместите многолуночный планшет или чашку Петри в UIP400MTP, и все образцы будут равномерно обработаны ультразвуком. С устройством для обработки планшетов ультразвуком UIP400MTP обработка образцов с высокой производительностью становится простой и эффективной!
3. В линейке лабораторных ультразвуковых устройств зондового типа можно выбрать гомогенизаторы мощностью ультразвука 50, 100, 200 и 400 ватт.
   UP50H (50W)
   UP100H (100W)
   UP200Ht / UP200St (200W)
   UP400St (400W)

Применение и использование ультразвуковых гомогенизаторов тканей

Ультразвуковые гомогенизаторы обычно используются для измельчения тканей, разрушения клеток и лизиса, а также гомогенизации биологических образцов перед экстракцией внутриклеточных веществ на молекулярном уровне. Благодаря контролируемой обработке образцов ультразвуком все этапы – от лизиса до экстракции и гомогенизации – можно выполнять с помощью одного и того же ультразвукового устройства для разрушения клеток.
Большое преимущество ультразвуковых гомогенизаторов заключается в легко регулируемых подводимой мощности и интенсивности обработки ультразвуком. Ультразвуковые устройства Hielscher для разрушения клеток (лизаторы) позволяют контролировать интенсивность обработки ультразвуком путем регулировки амплитуды от 20% до 100%.
В качестве альтернативы непрерывной работе ультразвуковой гомогенизатор можно перевести в циклический режим, например для обработки ультразвуком термочувствительных тканей. Обработка ультразвуком в импульсном режиме означает, что ультразвуковое устройство генерирует высокоинтенсивные ультразвуковые волны периодическими циклами. Продолжительность периода обработки ультразвуком и время паузы пользователь может задавать индивидуально.
При импульсной обработке ультразвуком, во время паузы, обрабатываемый ультразвуком материал может вернуться в состояние покоя, а образец может остыть (за счет использования паузы для рассеивания тепла). Благодаря этому интенсивность обработки можно точно настроить в соответствии с тканью, а нежелательный нагрев образца уменьшается.
Ультразвуковые гомогенизаторы тканей надежны и удобны в использовании; при этом они дают достоверные результаты и обеспечивают воспроизводимость благодаря полному контролю всех важных параметров процесса.
Ультразвуковое измельчение тканей, разрушение клеток, лизис, экстракция и гомогенизация широко применяются в биологических и фармацевтических лабораториях, микробиологии, протеомных и геномных исследованиях (например, для высвобождения белков перед вестерн-блоттингом и иммуноферментным анализом ELISA), а также при производстве растительных экстрактов и биологически активных соединений для пищевой, фармацевтической и косметической промышленности.

• Нажмите здесь, чтобы получить конкретные рекомендации по процессам подготовки образцов, гомогенизации тканей, лизиса и экстракции (например, клеток, бактерий, спор, активных соединений)!
• Читайте здесь, почему устройства для обработки ультразвуком являются незаменимым инструментом для протеомных исследований!
• Узнайте, как обработка ультразвуком облегчает проведение геномных исследований!

Литература / Ссылки

• 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.