Ultrazvočni homogenizatorji tkiv

Ultrazvočna obdelava je varna in učinkovita metoda homogenizacije tkiv.
Ultrazvočne aplikacije vključujejo pripravo tkiv in suspenzij, ekstrakcijo beljakovin, DNA/ RNA in aktivnih spojin ter aktivacijo / inaktivacijo encimov in kvasovk.
Natančna možnost nadzora ultrazvočnih homogenizatorjev s sondo omogoča zanesljivo pripravo vzorcev tkiv.

Homogenizacija tkiv z ultrazvočnimi sondami

Homogenizacija tkiv je postopek priprave vzorcev, pri katerem se živalske in rastlinske celice ali mikroorganizmi pripravijo pred ekstrakcijo znotrajceličnih snovi, kot so beljakovine, DNA ali RNA. Za sprostitev celične vsebine je treba pretrgati celično membrano. Po razbitju celične stene znotrajcelične makromolekule plavajo v pufrski raztopini, tako da postanejo organeli, beljakovine in DNA/ RNA dostopni. Ultrazvočni homogenizatorji tkiv in naprave za razgradnjo celic so zelo učinkovita orodja za razgradnjo celic, lizo in ekstrakcijo.

Ultrazvočni homogenizatorji tkiv v primerjavi z alternativnimi tehnikami lize

Morda se sprašujete, katera tehnika razgradnje celic in katera oprema za homogenizacijo tkiv sta najboljša izbira za vaš laboratorij. V nadaljevanju najdete nekaj argumentov v prid ultrazvočni lizi in homogenizaciji tkiv, saj ima ultrazvočna obdelava več prednosti pred alternativnimi metodami homogenizacije:

Učinkovitost: Ultrazvočna homogenizacija je hitra in učinkovita metoda razgradnje tkiv in celic. Ultrazvočni homogenizatorji tkiv delujejo na principu akustične kavitacije. Ta metoda je zelo učinkovita in lahko razgradi celice v nekaj sekundah. Ker je mogoče intenzivnost prilagoditi od blage do visoke, je sonikacija posebej učinkovita pri trdih ali vlaknatih tkivih, ki jih je z drugimi metodami težko homogenizirati.

Preprečevanje navzkrižne kontaminacije: Hielscher ponuja zmogljive ultrazvočne homogenizatorje tkiv, ki vzorec pripravijo s posredno sonikacijo. Z napravo UIP400MTP (idealno za mikrotitrske plošče in plošče z več vdolbinicami) ter napravama VialTweeter in CupHorn (idealnima za viale, epruvete in čaše) Hielscher ponuja opremo za ultrazvočno razgradnjo celic za brezkontaktno homogenizacijo, ki zmanjšuje tveganje navzkrižne kontaminacije med vzorci. Prav tako kar najbolj zmanjšuje tveganje vnosa kontaminantov s površin za mletje ali druge opreme za homogenizacijo.
Prilagodljivost: Ultrazvočna homogenizacija se lahko uporablja za vzorce različnih velikosti in prostornin, od majhnih prostornin do velikih vzorcev tkiv. Poleg tega je ultrazvočna homogenizacija primerna tudi za širok nabor vrst vzorcev, vključno z rastlinskimi tkivi, živalskimi tkivi in mikrobnimi kulturami. Intenzivnost in trajanje ultrazvočne obdelave je mogoče prilagoditi za optimizacijo stopnje razgradnje različnih vrst tkiv.
Ponovljivost: Ultrazvočna homogenizacija zagotavlja dosledne rezultate in omogoča natančen nadzor parametrov homogenizacije, kot sta izhodna moč in čas sonikacije. To pomaga zagotoviti ponovljivost in točnost eksperimentalnih podatkov.
Ohranjanje biomolekul: Ultrazvočna obdelava s sondo je netoplotna obdelava. To pomeni, da njen učinek ne temelji na toploti. Vendar vsaka mehanska obdelava ustvarja toploto v skladu z drugim zakonom termodinamike. To pomeni, da se vzorec pri daljših časih sonikacije segreva. Najsodobnejše ultrazvočne naprave Hielscher so opremljene s temperaturnimi senzorji in pametno programsko opremo za spremljanje temperature. Napredne možnosti hlajenja omogočajo preprečevanje toplotne razgradnje in pomagajo ohranjati aktivnost toplotno občutljivih biomolekul, kot so encimi in beljakovine.
Prihranek časa: Visoka učinkovitost ultrazvočne obdelave s sondo omogoča hitro homogenizacijo tkiv, kar prihrani čas v primerjavi z drugimi metodami, ki zahtevajo obsežnejše fizično obdelovanje tkiva.

Ultrazvočna homogenizacija tkiv ponuja več prednosti pred alternativnimi metodami homogenizacije. Zato so ultrazvočni homogenizatorji tkiv prednostna tehnika razgradnje celic pri različnih raziskovalnih in industrijskih aplikacijah.

Ta vodič pojasnjuje, katera vrsta ultrazvočne naprave je najprimernejša za vaše postopke priprave vzorcev, kot so liza, razgradnja celic, izolacija beljakovin ter fragmentacija DNA in RNA v laboratorijih, analitiki in raziskavah. Izberite idealno vrsto ultrazvočne naprave glede na uporabo, prostornino in število vzorcev ter zmogljivost obdelave. Hielscher Ultrasonics ima idealen ultrazvočni homogenizator za vas!

Primer protokola za homogenizacijo tkiv z ultrazvočno sondo:

Ultrazvočne naprave olajšajo homogenizacijo tkiv s preprostim upravljanjem in hitrim postopkom homogenizacije. Hkrati je mogoče parametre ultrazvočnega procesa natančno nadzorovati in spremljati, tako da so rezultati zanesljivi in ponovljivi.

Materiali:

Vzorec tkiva (npr. jetra, možgani, mišica)
Pufer (npr. PBS, Tris-HCl)
Mešanica zaviralcev proteaz
Ultrazvočni homogenizator (s sondo)
Led
Mikrocentrifugirne epruvete
Pipete

Protokol za ultrazvočno homogenizacijo tkiv:

Odvzemite vzorec tkiva in ga vstavite v mikrocentrifugirno epruveto, ki vsebuje ledeno hladen pufer z mešanico zaviralcev proteaz (v razmerju 1:10).

Tkivo homogenizirajte z ultrazvočnim homogenizatorjem, opremljenim s sonotrodo. Velikost konice je treba izbrati glede na velikost vzorca. Za prostornino mikrocentrifugirnih epruvet bi bila primerna mikrokonica. Sondo potopite v mikrocentrifugirno epruveto z vzorcem tkiva in vzorec sonicirajte s kratkimi impulzi (na primer z impulzi dolžine 10–20 sek z intervali dolžine 1–2 sek) pri največji izhodni moči, pri čemer vzorec hranite na ledu, da preprečite poškodbe zaradi toplote.

Po sonikaciji homogenat centrifugirajte pri 4°C 10–15 minut pri 10.000 x g, da odstranite morebitne preostale ostanke, in zberite supernatant.

Supernatant shranite pri -80°C do nadaljnje uporabe.

Po potrebi določite koncentracijo beljakovin z ustreznim testom, kot je Bradfordov test ali test BCA za določanje beljakovin.

Opomba: Trajanje in intenzivnost sonikacije bo morda treba optimizirati glede na vrsto, starost in zdravstveno stanje tkiva ter specifične nadaljnje aplikacije. Pomembno je tudi skrbno izbrati pufer, zaviralce proteaz in druge dodatke za optimizacijo izkoristka in kakovosti homogenata.

Videoposnetek prikazuje ultrazvočni sistem za pripravo vzorcev UIP400MTP, ki omogoča zanesljivo pripravo vzorcev v vseh standardnih mikrotitrskih ploščah z ultrazvokom visoke intenzivnosti. Tipične uporabe naprave UIP400MTP vključujejo lizo celic, strižno fragmentacijo DNA, RNA in kromatina ter ekstrakcijo beljakovin.

Glavne prednosti ultrazvočnih homogenizatorjev tkiv Hielscher

hitro in učinkovito mletje, homogenizacija, liza in razgradnja celic ali ekstrakcija z močno ultrazvočno kavitacijo
preprosta in intuitivna uporaba ter upravljanje (izberite analogno ali digitalno različico)
preprosto čiščenje površin v stiku s produktom z izpiranjem sonotrode med sonikacijo (CIP čiščenje na mestu/ SIP sterilizacija na mestu)
zvočno zaščitno ohišje (zvočno zaščitno ohišje za laboratorijske naprave je v celoti izdelano iz akrilnega stekla za popolno vidljivost iz katerega koli kota)
popoln nadzor procesnih parametrov prek digitalnega zaslona na dotik na napravi (digitalne ultrazvočne naprave) ali merilnika moči (pri analognih napravah)
vgrajen nadzor temperature (pomemben za toplotno občutljive, labilne vzorce tkiv)
premore med postopkom homogenizacije je mogoče individualno določiti in vnaprej nastaviti v digitalnem meniju
vse digitalne naprave so opremljene s samodejnim beleženjem podatkov (na vgrajeno kartico SD/USB-ComboCard), priključljivim temperaturnim senzorjem in daljinskim upravljanjem prek brskalnika.
obdelava več vzorcev z napravo VialTweeter, CupHorn ali z uporabo 4- ali 8-prstnih sonotrod (npr. za vključitev v procese laboratorijskih robotov)
za aplikacije v majhnem in velikem obsegu

Spodnja tabela prikazuje približno zmogljivost obdelave naših ultrazvočnih homogenizatorjev tkiv za razgradnjo celic, lizo in ekstrakcijo:

Prostornina šarže	Pretok	Priporočene naprave
plošče z več vdolbinicami	n/a	UIP400MTP
viale, majhna čaša	n/a	Ultrazvočni CupHorn
do 10 vial	n/a	VialTweeter
1 do 500mL	10 do 200mL/min	UP100H
10 do 2000mL	20 do 400mL/min	UP200Ht, UP400St
0,1 do 20L	0,2 do 4L/min	UIP2000hdT

Stopite v stik z nami! / Vprašajte nas!

Ultrazvočna procesorja UP200Ht in UP200St sta zmogljiva modela homogenizatorjev z močjo 200W za pripravo vzorcev, emulgiranje, dispergiranje, ekstrakcijo in uporabo v kemiji.

Sorodne teme

Poiščite optimalen ultrazvočni homogenizator tkiv za svojo aplikacijo

Ultrazvočni homogenizatorji tkiv Hielscher so na voljo z izhodno ultrazvočno močjo v razponu od 50W do 16.000W (16kW).
Laboratorijsko osebje je zadovoljno s preprostim in intuitivnim upravljanjem ultrazvočnih laboratorijskih homogenizatorjev Hielscher. Glede na specifične zahteve so naprave Hielscher na voljo z digitalnim ali analognim upravljanjem.

VialTweeter je zmogljiv ultrazvočni homogenizator, ki omogoča sočasno sonikacijo do 10 vial ali epruvet z enako intenzivnostjo. Zaradi posredne sonikacije sta navzkrižna kontaminacija in izguba vzorca popolnoma preprečeni. Čiščenje in razkuževanje sta zaradi uporabe vial za enkratno uporabo zmanjšana na minimum. Blokovno sonotrodo je mogoče avtoklavirati.
Sonikator za plošče UIP400MTP je idealen pri delu z mikrotitrskimi ploščami in ploščami z več vdolbinicami, kot so plošče s 96 vdolbinicami. Svojo ploščo z več vdolbinicami ali petrijevko preprosto postavite v UIP400MTP in vsi vzorci se enakomerno sonicirajo. S sonikatorjem za plošče UIP400MTP postane obdelava vzorcev z visoko zmogljivostjo preprosta in učinkovita!
V ponudbi laboratorijskih ultrazvočnih naprav s sondo lahko izberete homogenizatorje z močjo 50 vatov, 100 vatov, 200 vatov in 400 vatov.
UP50H (50W)
UP100H (100W)
UP200Ht / UP200St (200W)
UP400St (400W)

Aplikacije in uporaba ultrazvočnih homogenizatorjev tkiv

Ultrazvočni homogenizatorji se pogosto uporabljajo za mletje tkiv, razgradnjo celic in lizo ter homogenizacijo bioloških vzorcev pred ekstrakcijo znotrajceličnih snovi na molekularni ravni. Z nadzorovano sonikacijo vzorcev je mogoče vse korake od lize do ekstrakcije in homogenizacije izvesti z isto ultrazvočno napravo za razgradnjo celic.
Velika prednost ultrazvočnih homogenizatorjev je preprosto prilagajanje vnesene moči in intenzivnosti sonikacije. Ultrazvočne naprave za razgradnjo celic (lizatorji) Hielscher omogočajo nadzor intenzivnosti sonikacije s prilagajanjem amplitude od 20% do 100%.
Kot alternativo neprekinjenemu delovanju je mogoče ultrazvočni homogenizator nastaviti na ciklični način, npr. za sonikacijo toplotno občutljivega tkiva. Sonikacija v impulznem načinu pomeni, da ultrazvočna naprava ustvarja ultrazvočne valove visoke intenzivnosti v periodičnih ciklih. Uporabnik lahko individualno nastavi trajanje obdobja sonikacije in čas premora.
Pri impulzni sonikaciji se lahko sonicirani material med premorom vrne v stanje mirovanja, vzorec pa se lahko ohladi (s časom premora za odvajanje toplote). Tako je mogoče intenzivnost obdelave natančno nastaviti glede na tkivo in zmanjšati neželeno segrevanje vzorca.
Ultrazvočni homogenizatorji tkiv so robustni in uporabniku prijazni ter dajejo zanesljive rezultate, ki zagotavljajo ponovljivost zaradi popolnega nadzora vseh pomembnih procesnih parametrov.
Pogosta področja uporabe ultrazvočnega mletja tkiv, razgradnje celic, lize, ekstrakcije in homogenizacije so biološki in farmacevtski laboratoriji, mikrobiologija, proteomske in genomske raziskave (npr. sproščanje beljakovin pred prenosom western in encimsko vezanim imunosorbentnim testom ELISA), pa tudi proizvodnja rastlinskih izvlečkov in bioaktivnih spojin za živilsko, farmacevtsko in kozmetično industrijo.

Literatura / Reference

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.

Koristna dejstva

Ultrazvočni homogenizatorji tkiv se pogosto imenujejo sonikatorji s sondo, zvočni lizatorji, ultrazvočne naprave za razgradnjo, ultrazvočni mlinčki, sono-ruptorji, sonifikatorji, zvočni dezintegratorji, naprave za razgradnjo celic, ultrazvočni dispergatorji ali naprave za raztapljanje. Različni izrazi izhajajo iz različnih aplikacij, ki jih je mogoče izvajati s sonikacijo.