Ultrazvukové oddelenie buniek
Ultrazvukové oddelenie buniek je vysoko účinná a spoľahlivá technika prípravy vzoriek používaná v rôznych oblastiach bunkovej biológie a biotechnológie. Pomocou ultrazvukových vĺn viacjamkový doštičkový sonikátor UIP400MTP oddeľuje priľnavé bunky od kultivačných povrchov a pripravuje bunkové suspenzie na následné aplikácie. Sonikácia ponúka niekoľko výhod oproti tradičným enzymatickým, chemickým a mechanickým technikám oddelenia, čo z neho robí cenný nástroj pre výskumníkov.
Princíp ultrazvukového oddelenia buniek
Ultrazvukové oddelenie buniek sa spolieha na použitie silového ultrazvuku na narušenie interakcií medzi bunkami a substrátom, ku ktorému sú pripojené. Ultrazvukové vlny vytvárajú mikrobubliny, akustickú kavitáciu a vibrácie v kultivačnom médiu, čím vytvárajú mechanické sily, ktoré jemne, ale účinne uvoľňujú bunky. Tento proces sa zvyčajne vykonáva pomocou bezkontaktného sonikátorového UIP400MTP pre viacjamkové platne.
Bezkontaktný sonikátor UIP400MTP na oddelenie buniek
Oddelenie buniek je rozhodujúce pri kultivácii adherentných buniek. Zatiaľ čo trypsinizácia je najčastejšie používanou technikou, môže znížiť životaschopnosť buniek poškodením bunkovej membrány a extracelulárnej matrice. Na zlepšenie účinnosti bunkových kultúr je dôležité minimalizovať toto poškodenie. Ultrazvukové oddelenie buniek je vysoko účinná a spoľahlivá technika bez enzýmov. Vďaka tomu je sonikátor UIP400MTP mikrodoštičiek vynikajúcou alternatívou pre oddelenie buniek na báze enzýmov. Sonikácia aplikuje akustickú kavitáciu a miešanie v médiu bez séra, ktoré jemne uvoľňuje bunky bez toho, aby ich poškodilo.
Porovnanie ultrazvukového oddelenia buniek s tradičnými technikami
| Výhody | Ultrazvukové oddelenie | Enzymatické oddelenie | Chemické oddelenie |
|---|---|---|---|
| Životaschopnosť buniek | Vysoký | Stredná | Premenná |
| Rýchlosť | Rýchle (minúty) | Stredne ťažké (minúty až hodiny) | Variabilné (minúty až hodiny) |
| Zachovanie povrchových značiek | Vynikajúci | Dá sa zmeniť | Dá sa zmeniť |
| Škálovateľnosť | Vysoký | Stredná | Premenná |
| Bez zvyškov | Áno | Nie (enzýmový rezíduum) | Variabilná (chemický zvyšok) |
| Náklady na vybavenie | Jednorazová investícia, žiadne proprietárne jednorazové veci, žiadne opakované náklady | Opakujúce sa náklady | Opakujúce sa náklady |
| Jednoduchosť optimalizácie | Ľahký | Ľahký | Premenná |
Viacjamkový doštičkový sonikátor UIP400MTP ponúka množstvo výhod pre vysokovýkonnú prípravu vzoriek, ako je oddelenie buniek.
Tento sonikátor Hielscher je certifikovaný ISO, v súlade s UL, RoHs a CE. Má prevádzkovú schopnosť 24 hodín denne, 7 dní v týždni pre vysokovýkonné pracovné postupy.
Nižšie nájdete príkladný návod na oddelenie buniek pomocou viacjamkového doštičkového sonikátora UIP400MTP.
Zariadenia a materiály na ultrazvukové oddelenie buniek
- Bezkontaktný sonikátor pre viacjamkové platne UIP400MTP: Tento vysokovýkonný sonikátor je kľúčovým nástrojom. Doštičkový sonikátor UIP400MTP je vhodný pre všetky štandardné viacjamkové a mikrotitračné platne, ako aj pre Petriho misky. Ultrazvukové vlny poskytujú potrebnú mechanickú energiu na oddelenie buniek.
- Doštičky na bunkové kultúry alebo Petriho miska: Štandardné nádoby používané na pestovanie adherentných bunkových kultúr.
- Živná: Kvapalné médium, v ktorom sa bunky pestujú a udržiavajú.
- Sterilný PBS (fyziologický roztok pufrovaný fosfátmi): Používa sa na umývanie buniek pred oddelením.
- Zberné skúmavky: Na odber suspenzie oddelených buniek.
Protokol pre ultrazvukové oddelenie pomocou Plate Sonicator UIP400MTP
- Príprava
– Uistite sa, že všetky zariadenia sú čisté a sterilné, aby ste zabránili kontaminácii.
– Kultivačné médium a PBS predhrejte na vhodnú teplotu (zvyčajne 37 °C). - Umývanie buniek
– Kultivačné médium sa odsáva z banky alebo platne bunkovej kultúry.
– Jemne umyte bunky sterilným PBS, aby ste odstránili zvyšky média a oddelené bunky. - Ultrazvukom
– Pridajte malý objem PBS alebo čerstvého kultivačného média do banky alebo platne, aby sa zakryla bunková monovrstva.
– Vložte Petriho misku alebo tanier do UIP400MTP sonikátora.
– Sonikujte na určené obdobie, zvyčajne v rozmedzí od niekoľkých sekúnd do niekoľkých minút, v závislosti od typu bunky a sily pripojenia. - Odber bunkovej suspenzie
– Po sonikácii pozorujte bunky pod mikroskopom, aby ste zabezpečili oddelenie.
– Jemne pipetujte bunkovú suspenziu, aby ste zhromaždili oddelené bunky.
– Suspenziu preneste do zbernej skúmavky. - Spracovanie po odpútaní
– Ak je to potrebné, odstredte bunkovú suspenziu, aby sa bunky koncentrovali.
– Resuspendujte bunky v čerstvom kultivačnom médiu alebo pufri na následné aplikácie.
Poznámky: Parametre (ako je čas a intenzita sonikácie) je potrebné optimalizovať pre rôzne typy buniek, aby sa zabránilo poškodeniu buniek. Niektoré jemné typy buniek môžu byť citlivejšie na ultrazvukové ošetrenie, čo si vyžaduje starostlivú optimalizáciu.
Praktické aplikácie ultrazvukového oddelenia buniek
Ultrazvukové oddelenie buniek sa používa v rôznych výskumných a klinických prostrediach:
- Prietoková cytometria: Príprava jednobunkových suspenzií na analýzu.
- Testy počítania buniek a životaschopnosti: Oddelenie buniek pre presné počítanie a hodnotenie životaschopnosti.
- Kultivácia: Prenos buniek z jednej kultivačnej nádoby do druhej.
- Experimenty molekulárnej biológie: Izolácia buniek na extrakciu DNA, RNA a proteínov.
Prečo by som mal nahradiť zoškrabovanie buniek oddelením buniek sonciátorom UIP400MTP Microplate?
Nahradenie zoškrabania buniek odlúčením buniek pomocou sonikátora UIP400MTP mikrodoštičiek ponúka výskumníkom niekoľko výhod. Na rozdiel od manuálneho zoškrabovania zaisťuje presne kontrolovateľná sonikácia pomocou UIP400MTP konzistentné a jemné oddelenie buniek, minimalizuje mechanické poškodenie a zachováva životaschopnosť buniek. UIP400MTP poskytuje presnú kontrolu nad parametrami sonikácie, umožňuje rovnomerné ošetrenie vo všetkých jamkách a eliminuje variabilitu medzi vzorkami. Táto metóda je rýchlejšia, efektívnejšia a škálovateľnejšia, vďaka čomu je ideálna pre vysokovýkonné aplikácie pri zachovaní reprodukovateľnosti a integrity citlivých bunkových kultúr. Porovnávaciu štúdiu nájdete tu!
96-jamkový tanierový sonikátor UIP400MTP na sonikáciu mikrotitra a viacjamkových platničiek
96-jamkový sonikátor UIP400MTP: Kvapalina prenášajúca ultrazvuk obklopuje všetky jamky a poskytuje rovnomernú sonikáciu každej vzorky
Bežné typy buniek pre ultrazvukové oddelenie buniek
- Fibroblasty:
Bežne sa používa v tkanivovom inžinierstve a výskume hojenia rán.
Adherentné bunky, ktoré vyžadujú oddelenie na pasáž a experimenty. - Epiteliálne bunky:
Používa sa v štúdiách tkanivových bariér, výskume rakoviny a testovaní liekov.
Vyžadujte oddelenie pre analýzu a kultiváciu. - Endotelové bunky:
Dôležité pre vaskulárny výskum a štúdie angiogenézy.
Adherentné bunky, ktoré potrebujú oddelenie pre testy in vitro. - Kmeňové bunky:
Vrátane mezenchymálnych kmeňových buniek a indukovaných pluripotentných kmeňových buniek.
Vyžadujú jemné metódy oddelenia na udržanie životaschopnosti a pluripotencie. - Rakovinové bunkové línie:
Široko používaný vo výskume rakoviny a vývoji liekov.
Adherentné bunky, ktoré vyžadujú pravidelné oddelenie pre experimentálnu manipuláciu. - Hepatocyty:
Používa sa v štúdiách funkcie pečene a výskume metabolizmu liekov.
Vyžadujte oddelenie pre modely a testy in vitro. - Keratinocyty:
Prevládajúci typ buniek v epiderme a bežne sa používa vo výskume kože, štúdiách hojenia rán a kozmetických testoch.
Rovnako ako iné adherentné bunky, aj keratinocyty rastú pripojené k povrchu kultivačných baniek alebo platničiek a musia sa oddeliť pre rôzne experimentálne postupy vrátane pasáže, analýzy a subkultivácie. - Makrofágy:
Pri kultivácii in vitro často vyžadujú oddelenie.
Makrofágy sú adherentné bunky, ktoré sa zvyčajne pripájajú k povrchu kultivačných baniek alebo platní. Ak ich chcete zhromaždiť na následné aplikácie, ako je analýza, subkultivácia alebo experimenty, je potrebné ich oddeliť od povrchu kultúry.
Literatúra / Referencie
- 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.
- UIP400MTP-Multi-well-Plate-Sonicator-Infographic
- 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.
Fakty, ktoré stoja za to vedieť
Čo je oddelenie buniek?
Oddelenie buniek je proces oddeľovania adherentných buniek od povrchu ich kultivačnej nádoby, čo umožňuje ich odber a prípravu na ďalšie experimentálne postupy alebo analýzu. To sa dá dosiahnuť enzymatickými metódami, chemickými, mechanickými alebo ultrazvukovými metódami.
Čo je disociácia buniek?
Disociácia buniek je proces rozkladu bunkových agregátov alebo tkanív na jednotlivé životaschopné bunky. To sa dosiahne narušením extracelulárnej matrice a adhézií bunka-bunka pomocou enzymatických, mechanických (napr. Sonikácia) alebo chemických metód. Disociácia buniek je nevyhnutná pre rôzne aplikácie, vrátane primárnej bunkovej kultúry, analýzy jednotlivých buniek a prípravy bunkových suspenzií na experimenty a terapeutické účely.
Aký je rozdiel medzi adherentnou bunkovou kultúrou a biofilmom?
Adherentná bunková kultúra sa vzťahuje na rast buniek, typicky eukaryotských, ktoré sa viažu na substrát v kontrolovanom laboratórnom prostredí a spoliehajú sa na živiny dodávané kultivačným médiom. Naproti tomu biofilm je komplexné, prirodzene sa vyskytujúce mikrobiálne spoločenstvo, ktoré priľne k povrchu a je uzavreté v extracelulárnej matrici, pričom bunky vykazujú kolektívne správanie, chemické gradienty a zvýšenú odolnosť voči vonkajším stresom. Zatiaľ čo adherentné bunkové kultúry sú umelé a používajú sa na výskumné účely, biofilmy sú dynamické ekosystémy nachádzajúce sa v prírodnom alebo inžinierskom prostredí.
Sonikácia s UIP400MTP je vysoko účinná technika bez enzýmov na oddelenie adherentných buniek a uvoľnenie biofilmov. Prečítajte si viac o výhodách uvoľnenia biofilmu z mikroplatničiek a Petriho misiek pomocou sonikátora UIP400MTP s viacjamkovou platňou!
Aké sú výhody ultrazvukového oddelenia buniek?
- Šetrné k bunkám: Ultrazvukové oddelenie je menej drsné v porovnaní s enzymatickými metódami (ako je trypsinizácia) a mechanickým zoškrabávaním, čím sa zachováva životaschopnosť buniek a povrchové markery.
- Rýchle a efektívne: Proces je rýchly, často trvá len niekoľko minút a dokáže účinne oddeliť bunky aj od veľkých kultivačných plôch.
- Škálovateľnosť: Vhodné pre malé laboratórne aplikácie aj väčšie biotechnologické procesy.
- Žiadne enzýmové zvyšky: Eliminuje potrebu enzýmov, znižuje riziko zmeny proteínov na povrchu buniek alebo zavedenia kontaminantov.