Nahraďte zoškrabovanie buniek vysokokapacitným sonikátorom UIP400MTP
Oddeľovanie a extrakcia adherentných bunkových línií z viacjamkových platničiek na multiómovú analýzu sú každodennou úlohou v laboratóriách. Vysokokapacitné oddeľovanie buniek pomocou sonikátora na viacjamkové platničky UIP400MTP nahrádza manuálne zoškrabovanie buniek a vedie k vyšším výťažkom RNA, celkových lipidov a celkových polárnych metabolitov. Nová metóda integruje sonikátor Hielscher UIP400MTP s pracovnou stanicou na manipuláciu s kvapalinami Beckman Coulter i7 a umožňuje vysokokapacitné, reprodukovateľné a efektívne spracovanie buniek na extrakciu RNA, metabolitov a lipidov. Predstavená metóda prekonáva tradičné metódy manuálneho zoškrabovania buniek tým, že dosahuje lepšiu reprodukovateľnosť a vyšší výťažok pri rôznych typoch buniek a experimentálnych podmienkach.
Zefektívnite oddeľovanie buniek pomocou sonikátora na mikroplatničky UIP400MTP
Systémy na kultiváciu adherentných buniek zohrávajú kľúčovú úlohu v toxikologickom a biomedicínskom výskume. V tomto kontexte sa Cruchley-Fuge a kol. (2024) zaoberali významnou výzvou v projekte PrecisionTox zameranom na využívanie ómových technológií na hodnotenie nebezpečnosti chemických látok. Cieľom projektu bola vysokokapacitná analýza tisícov vzoriek ošetrených rôznymi chemickými látkami. Na splnenie tejto požiadavky výskumníci vyvinuli automatizovaný pracovný postup, ktorý kombinuje sonikátor UIP400MTP so zavedenými protokolmi dvojfázovej extrakcie na analýzu kvapalinovou chromatografiou spojenou s hmotnostnou spektrometriou (LC-MS). Ich štúdia hodnotí účinnosť sonikátora na viacjamkové platničky UIP400MTP pri oddeľovaní adherentných buniek v porovnaní s manuálnym zoškrabovaním a ďalšími tradičnými metódami.
Zefektívnenie multiómových analýz: automatizovaná extrakcia adherentných buniek pomocou UIP400MTP
Výskumný tím Laury Cruchley-Fuge z University of Birmingham použil tri ľudské bunkové línie: HepG2 (bunky rakoviny pečene), HepaRG (diferencované bunky podobné hepatocytom) a H295R (bunky rakoviny nadobličiek). Tieto bunky sa kultivovali v 24-jamkových a 96-jamkových platničkách a vystavovali sa testovaným chemickým látkam, ako sú aflatoxín B1 a forskolín.
Návrh experimentu:
- Fáza 1: Optimalizácia nastavení výkonu sonikátora UIP400MTP a porovnanie s manuálnym zoškrabovaním buniek a ultrazvukovými vodnými kúpeľmi. Na vyhodnotenie výťažnosti RNA, metabolitov a lipidov sa použili bunky HepG2.
- Fáza 2: Integrácia UIP400MTP do pracovného postupu dvojfázovej extrakcie s využitím systému Beckman Coulter i7. Validácia sa uskutočnila pomocou buniek HepaRG a H295R.
Pracovný postup extrakcie: Pracovný postup zahŕňal vystavenie buniek chemickým látkam vo viacjamkových platničkách, oddeľovanie buniek pomocou UIP400MTP a dvojfázovú extrakciu metódou Bligh & Dyer (B&D). Analýza lipofilných a polárnych zlúčenín metódou LC-MS sa uskutočnila pomocou prístroja Thermo Scientific Orbitrap Exploris 120. Metóda B&D, zlatý štandard kvantifikácie lipidov, zahŕňa dvojkrokovú extrakciu metanolom, chloroformom a vodou, po ktorej nasleduje kvantifikácia lipidov v chloroformovej fáze.
Sonikátor na mikroplatničky UIP400MTP uľahčuje oddeľovanie adherentných bunkových línií z viacjamkových platničiek a Petriho misiek
Výsledky:
- Fáza 1: Optimálne podmienky sonikácie sa zistili pri 60% výkone.
UIP400MTP dosiahol najvyššiu výťažnosť RNA s výnimočnou reprodukovateľnosťou v porovnaní s manuálnym zoškrabovaním a ultrazvukovými kúpeľmi.
Výťažnosť polárnych metabolitov bola pri jednotlivých metódach porovnateľná, zatiaľ čo výťažnosť lipidov bola pri použití UIP400MTP výrazne vyššia. - Fáza 2: Validácia na bunkách HepaRG a H295R preukázala vysokú reprodukovateľnosť lipidomických a metabolomických údajov, o čom svedčili tesne zoskupené skóre PCA.
Vzorky ošetrené aflatoxínom B1 a forskolínom sa účinne odlíšili od kontrolných vzoriek, čo zdôrazňuje citlivosť a spoľahlivosť metódy.
Sonikátor na mikroplatničky UIP400MTP na vysokokapacitné oddeľovanie buniek
„Sonikačné zariadenie Hielscher UIP400MTP poskytuje vysokokvalitný a reprodukovateľný alternatívny prístup k ‚zlatému štandardu‘ manuálneho zoškrabovania buniek, ktorý vedie k vyšším výťažkom RNA, celkových lipidov a celkových polárnych metabolitov.“ (Cruchley-Fuge a kol., 2024)
Cruchley-Fuge a kol. zdôrazňujú výhody sonikátora UIP400MTP pri spracovaní adherentných buniek. Nahradením manuálneho zoškrabovania táto metóda zlepšuje reprodukovateľnosť, zvyšuje kapacitu spracovania a výťažok, čím sa stáva neoceniteľným nástrojom pre rozsiahle štúdie, ako je PrecisionTox. Integrácia UIP400MTP do automatizovaných pracovných postupov nielen znižuje variabilitu, ale aj zefektívňuje pracovne náročné procesy a umožňuje získavanie vysokokvalitných multiómových údajov.
Práca Cruchley-Fuge a kol. (2024) uľahčuje a zefektívňuje spracovanie adherentných bunkových kultúr na multiómovú analýzu. Integrácia sonikátora UIP400MTP s automatizovanými pracovnými postupmi zabezpečuje konzistentnú a efektívnu prípravu vzoriek, vďaka čomu je ideálny na vysokokapacitný toxikologický výskum.
Návrh, výroba a poradenstvo – kvalita vyrobená v Nemecku
Ultrazvukové prístroje Hielscher sú známe najvyššou kvalitou a najvyššími konštrukčnými štandardmi. Robustnosť a jednoduchá obsluha umožňujú bezproblémovú integráciu našich ultrazvukových prístrojov do priemyselných prevádzok. Ultrazvukové prístroje Hielscher ľahko zvládajú drsné podmienky a náročné prostredia.
Hielscher Ultrasonics je spoločnosť s certifikáciou ISO a kladie osobitný dôraz na vysokovýkonné sonikátory s najmodernejšou technológiou a jednoduchým používaním. Ultrazvukové prístroje Hielscher samozrejme spĺňajú požiadavky CE aj požiadavky UL, CSA a RoHs.
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.
- 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.
Často kladené otázky
Čo je oddeľovanie buniek?
Oddeľovanie buniek vo výskume označuje proces oddeľovania adherentných buniek od povrchu kultivačnej nádoby alebo substrátu. Zvyčajne sa vykonáva na získanie buniek na následné aplikácie, ako sú analýza, subkultivácia alebo kryokonzervácia. Oddeľovanie možno dosiahnuť pomocou enzymatických metód (napr. trypsínu), chemických látok (napr. EDTA), mechanických metód (napr. zoškrabovania) alebo fyzikálnych techník, ako je sonikácia, v závislosti od typu buniek a požiadaviek výskumu.
Ako sa oddeľujú adherentné bunky?
Oddeľovanie adherentných buniek pomocou sonikácie zahŕňa pôsobenie fokusovaných ultrazvukových vĺn na narušenie priľnutia buniek k povrchu v kontrolovanom prostredí. Sonikátor na mikroplatničky UIP400MTP to konkrétne dosahuje vytváraním lokálnych mechanických vibrácií, ktoré prerušujú väzby medzi bunkami a kultivačným povrchom. Kľúčové kroky zahŕňajú:
- Príprava: Bunky sa pestujú vo viacjamkových platničkách a v rámci návrhu experimentu môžu byť vystavené konkrétnym chemickým látkam.
- Sonikácia: Sonikátor UIP400MTP sa naprogramuje s optimalizovanými nastaveniami (napr. 60% výkon), aby sa zabezpečilo účinné oddelenie bez poškodenia buniek alebo narušenia integrity biomolekúl.
- Regulácia teploty: Zariadenie udržiava stabilnú teplotu, aby počas procesu zabránilo degradácii buniek alebo molekúl vplyvom tepla.
- Po oddelení: Oddelené bunky sa podrobujú následným extrakčným protokolom, ako je dvojfázová metóda Bligh & Dyer, na získanie RNA, lipidov a metabolitov.
Táto metóda prekonáva manuálne zoškrabovanie vďaka automatizácii, reprodukovateľnosti a schopnosti efektívne spracúvať veľké počty vzoriek.
Čo je oddeľovanie buniek bez poškodenia?
Oddeľovanie buniek bez poškodenia označuje proces oddeľovania adherentných buniek od ich substrátu bez narušenia životaschopnosti, integrity alebo funkčnosti buniek. Dosahuje sa pomocou šetrných metód, ako sú riadená sonikácia alebo roztoky bez enzýmov.
Zabránenie deštrukcii buniek je kľúčové pre zachovanie ich štruktúrnych a molekulárnych charakteristík, ktoré sú nevyhnutné pre presné následné aplikácie, ako sú multiómová analýza, funkčné testy alebo terapeutické použitie. Poškodené bunky môžu uvoľňovať vnútrobunkový obsah, čo môže skresliť výsledky experimentov alebo zhoršiť kvalitu vzoriek.
Aké výhody má oddeľovanie buniek bez enzýmov?
Oddeľovanie buniek bez enzýmov ponúka viacero výhod vrátane zachovania proteínov a receptorov na povrchu buniek, udržania životaschopnosti buniek a predchádzania potenciálnemu enzymatickému poškodeniu biomolekúl. Tento prístup je obzvlášť prínosný pre citlivé následné aplikácie, ako sú prietoková cytometria, proteomika alebo funkčné testy, pri ktorých by enzymatické zmeny mohli zhoršiť kvalitu údajov alebo ovplyvniť výsledky experimentov. Metódy bez enzýmov sú navyše často reprodukovateľnejšie a možno ich prispôsobiť vysokokapacitným pracovným postupom.
Hielscher Ultrasonics vyrába vysokovýkonné ultrazvukové homogenizátory od laboratórnych až po priemyselné veľkosti.

