Ултразвучни хомогенизатори ткива

• Ултразвучна обрада је безбедна и ефикасна метода хомогенизације ткива.
• Примене ултразвука обухватају припрему ткива и суспензија, екстракцију протеина, ДНК/ РНК и активних једињења, као и активацију / инактивацију ензима и квасаца.
• Могућност прецизне контроле ултразвучних хомогенизатора са сондом омогућава поуздану припрему узорака ткива.

Хомогенизација ткива помоћу ултразвучних сонди

Хомогенизација ткива је процес припреме узорака у којем се животињске и биљне ћелије или микроорганизми припремају пре екстракције унутарћелијских материја као што су протеини, ДНК или РНК. Ћелијска мембрана мора да се разори како би се ослободио садржај ћелије. Након разарања ћелијског зида, унутарћелијски макромолекули плутају у пуферском раствору, тако да органеле, протеини и ДНК/ РНК постају доступни. Ултразвучни хомогенизатори ткива и уређаји за разарање ћелија веома су ефикасни алати за разарање ћелија, лизу и екстракцију.

Ултразвучни хомогенизатори ткива у поређењу са алтернативним техникама лизе

Можда се питате која је техника разарања ћелија и која опрема за хомогенизацију ткива најбољи избор за вашу лабораторију. У наставку можете пронаћи неколико аргумената у прилог ултразвучној лизи и хомогенизацији ткива, јер ултразвучна обрада има више предности у односу на алтернативне методе хомогенизације:

• Ефикасност: Ултразвучна хомогенизација је брза и ефикасна метода за разарање ткива и ћелија. Ултразвучни хомогенизатори ткива раде на принципу акустичне кавитације. Ова метода је веома ефикасна и може да разори ћелије за свега неколико секунди. Пошто се интензитет може подешавати од благог до високог, соникација је посебно ефикасна за тврда или влакнаста ткива која је тешко хомогенизовати другим методама.



• Избегавање унакрсне контаминације: Hielscher нуди снажне ултразвучне хомогенизаторе ткива који припремају узорак индиректном соникацијом. Уз UIP400MTP (идеалан за микротитарске плоче и плоче са више бунарчића), као и VialTweeter и CupHorn (идеални за вијале, епрувете и лабораторијске чаше), Hielscher нуди ултразвучну опрему за разарање ћелија путем бесконтактне хомогенизације, чиме се смањује ризик од унакрсне контаминације између узорака. Такође се на најмању меру своди ризик од уношења контаминаната са површина за уситњавање или друге опреме за хомогенизацију.
• Флексибилност: Ултразвучна хомогенизација може се користити за узорке различитих величина и запремина, од малих запремина до великих узорака ткива. Осим тога, ултразвучна хомогенизација погодна је и за широк спектар врста узорака, укључујући биљна ткива, животињска ткива и микробне културе. Интензитет и трајање ултразвучне обраде могу се подешавати како би се оптимизовао степен разарања различитих врста ткива.
• Репродуктивност: Ултразвучна хомогенизација пружа доследне резултате и омогућава прецизну контролу параметара хомогенизације, као што су излазна снага и време соникације. То помаже да се обезбеде репродуктивност и тачност експерименталних података.
• Очување биомолекула: Ултразвучна обрада сондом је нетермички поступак. То значи да се њено дејство не заснива на топлоти. Међутим, свака механичка обрада ствара топлоту у складу са другим законом термодинамике. То значи да се узорак загрева током дуже соникације. Најсавременији ултразвучни уређаји Hielscher опремљени су сензорима температуре и интелигентним софтвером за праћење температуре. Напредне могућности хлађења омогућавају спречавање термичке разградње и помажу у очувању активности биомолекула осетљивих на топлоту, као што су ензими и протеини.
• Уштеда времена: Висока ефикасност ултразвучне обраде сондом омогућава брзу хомогенизацију ткива, што штеди време у поређењу са другим методама које захтевају обимнију физичку манипулацију ткивом.

Ултразвучна хомогенизација ткива пружа неколико предности у односу на алтернативне методе хомогенизације. Зато су ултразвучни хомогенизатори ткива пожељан избор за разарање ћелија у различитим истраживачким и индустријским применама.

Пример протокола за хомогенизацију ткива ултразвучном сондом:

Ултразвучни уређаји олакшавају хомогенизацију ткива захваљујући једноставном руковању и брзом поступку хомогенизације. Истовремено, параметри ултразвучног процеса могу се прецизно контролисати и пратити, чиме се обезбеђују поуздани и поновљиви резултати.
 
Материјали:

• Узорак ткива (нпр. јетра, мозак, мишић)
• Пуфер (нпр. PBS, Tris-HCl)
• Коктел инхибитора протеаза
• Ултразвучни хомогенизатор (са сондом)
• Лед
• Микроцентрифужне епрувете
• Пипете

Протокол за ултразвучну хомогенизацију ткива:

Напомена: Можда ће бити потребно оптимизовати трајање и интензитет соникације у зависности од врсте ткива, старости и здравственог стања, као и од конкретних накнадних примена. Такође је важно пажљиво одабрати пуфер, инхибиторе протеаза и друге адитиве како би се оптимизовали принос и квалитет хомогената.

Главне предности Hielscher ултразвучних хомогенизатора ткива

• брзо и ефикасно уситњавање, хомогенизација, лиза и разарање ћелија или екстракција снажном ултразвучном кавитацијом
• једноставна и интуитивна употреба и руковање (изаберите аналогну или дигиталну верзију)
• једноставно чишћење површина које су у контакту са производом испирањем сонотроде током соникације (CIP чишћење на месту/ SIP стерилизација на месту)
• звучноизолационо кућиште (звучноизолациона кућишта за лабораторијске уређаје у потпуности су израђена од акрилног стакла ради потпуне видљивости из сваког угла)
• потпуна контрола параметара процеса путем дигиталног екрана осетљивог на додир на уређају (дигитални ултразвучни уређаји) или мерача снаге (за аналогне уређаје)
• интегрисана контрола температуре (важна за лабилне узорке ткива осетљиве на топлоту)
• паузе током хомогенизације могу се појединачно дефинисати и унапред подесити у дигиталном менију
• сви дигитални уређаји опремљени су аутоматским бележењем података (на интегрисаној SD/USB-ComboCard картици), прикључивим сензором температуре и даљинским управљањем путем прегледача.
• обрада више узорака помоћу уређаја VialTweeter, CupHorn или коришћењем сонотрода са 4 или 8 прстију (нпр. за интеграцију у процесе са лабораторијским роботима)
• за примене у малом и великом обиму

Табела у наставку даје преглед приближног капацитета обраде наших ултразвучних хомогенизатора ткива за дезинтеграцију ћелија, лизу и екстракцију:

Пронађите оптимални ултразвучни хомогенизатор ткива за своју примену

Hielscher ултразвучни хомогенизатори ткива доступни су са излазном ултразвучном снагом у опсегу од 50W до 16.000W (16kW).
Лабораторијско особље задовољно је једноставним и интуитивним руковањем Hielscher ултразвучним лабораторијским хомогенизаторима. У зависности од специфичних захтева, Hielscher уређаји имају дигитално или аналогно управљање.

1. VialTweeter је снажан ултразвучни хомогенизатор који омогућава истовремену соникацију до 10 бочица или епрувета истим интензитетом. Захваљујући индиректној соникацији, унакрсна контаминација и губитак узорка потпуно се избегавају. Чишћење и санитизација сведени су на минимум захваљујући употреби бочица за једнократну употребу. Блок-сонотрода се може стерилисати у аутоклаву.
2. Соникатор за плоче UIP400MTP је идеалан када радите са микротитарским плочама и плочама са више бунарчића, као што су плоче са 96 бунарчића. Једноставно поставите плочу са више бунарчића или Петријеву шољу у UIP400MTP и сви узорци биће равномерно соницирани. Са соникатором за плоче UIP400MTP, обрада великог броја узорака постаје једноставна и ефикасна!
3. У асортиману лабораторијских ултразвучних уређаја са сондом могу се изабрати хомогенизатори снаге 50 вати, 100 вати, 200 вати и 400 вати.
   UP50H (50W)
   UP100H (100W)
   UP200Ht / UP200St (200W)
   UP400St (400W)

Примена и коришћење ултразвучних хомогенизатора ткива

Ултразвучни хомогенизатори се обично користе за уситњавање ткива, разарање и лизу ћелија и хомогенизацију биолошких узорака пре екстракције унутарћелијских материја на молекулском нивоу. Контролисаном соникацијом узорака сви кораци, од лизе до екстракције и хомогенизације, могу се спровести помоћу истог ултразвучног разарача ћелија.
Велика предност ултразвучних хомогенизатора лежи у лако подесивој унетој снази и интензитету соникације. Hielscher ултразвучни разарачи ћелија (лизатори) омогућавају контролу интензитета соникације подешавањем амплитуде од 20% до 100%.
Као алтернатива непрекидном раду, ултразвучни хомогенизатор може се подесити на циклични режим, нпр. за соникацију ткива осетљивог на топлоту. Соникација у пулсном режиму значи да ултразвучни уређај генерише ултразвучне таласе високог интензитета у периодичним циклусима. Корисник може појединачно подесити трајање периода соникације и време паузе.
При пулсној соникацији, током паузе, соницирани материјал може се вратити у стање мировања, а узорак се може охладити (коришћењем паузе за одвођење топлоте). Тиме се интензитет обраде може прецизно подесити према ткиву, а нежељено загревање узорка се смањује.
Ултразвучни хомогенизатори ткива су робусни и једноставни за употребу, а истовремено дају поуздане резултате чија је поновљивост обезбеђена потпуном контролом свих важних процесних параметара.
Уобичајене области примене ултразвучног уситњавања ткива, разарања ћелија, лизе, екстракције и хомогенизације обухватају биолошке и фармацеутске лабораторије, микробиологију, протеомска и геномска истраживања (нпр. ослобађање протеина пре Вестерн блотинга и ензимски везаног имуносорбентног теста ELISA), али и производњу биљних екстраката и биоактивних једињења за прехрамбену, фармацеутску и козметичку индустрију.

• Кликните овде за конкретне процесне препоруке у вези са припремом узорака, хомогенизацијом ткива, лизом и екстракцијом (нпр. ћелије, бактерије, споре, активна једињења)!
• Прочитајте овде зашто су соникатори незаменљив алат за протеомска истраживања!
• Сазнајте како соникација олакшава геномска истраживања!

Литература / Референце

• 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.