Ultraljudshomogenisatorer för vävnad

• Ultraljudsbehandling är en säker och effektiv metod för vävnadshomogenisering.
• Ultraljudstillämpningar omfattar beredning av vävnad och suspensioner, extraktion av proteiner, DNA/ RNA och aktiva föreningar samt aktivering / inaktivering av enzymer och jäst.
• Den exakta styrbarheten hos ultraljudshomogenisatorer av sondtyp möjliggör tillförlitlig beredning av vävnadsprover.

Vävnadshomogenisering med ultraljudssonder

Vävnadshomogenisering är en provberedningsprocess där djur- och växtceller eller mikroorganismer bereds före extraktion av intracellulärt material såsom proteiner, DNA eller RNA. Cellmembranet måste brytas sönder för att frigöra cellinnehållet. När cellväggen har brutits sönder flyter de intracellulära makromolekylerna i buffertlösningen så att organeller, proteiner och DNA/ RNA blir tillgängliga. Ultraljudshomogenisatorer för vävnad och ultraljudsapparater för cellsönderdelning är mycket effektiva verktyg för cellsönderdelning, lys och extraktion.

Ultraljudshomogenisatorer för vävnad jämfört med alternativa lystekniker

Du kanske undrar vilken teknik för cellsönderdelning och vilken utrustning för vävnadshomogenisering som är det bästa alternativet för ditt laboratorium. Nedan hittar du några argument som talar för ultraljudslys och vävnadshomogenisering, eftersom ultraljudsbehandling har flera fördelar jämfört med alternativa homogeniseringsmetoder:

• Effektivitet: Ultraljudshomogenisering är en snabb och effektiv metod för att sönderdela vävnader och celler. Ultraljudshomogenisatorer för vävnad arbetar enligt principen för akustisk kavitation. Denna metod är mycket effektiv och kan sönderdela celler på några sekunder. Eftersom intensitetsnivån kan justeras från mild till intensiv är ultraljudsbehandling särskilt effektiv för hårda eller fibrösa vävnader som är svåra att homogenisera med andra metoder.



• Undvik korskontaminering: Hielscher erbjuder kraftfulla ultraljudshomogenisatorer för vävnad som bereder provet genom indirekt ultraljudsbehandling. Med UIP400MTP (idealisk för mikrotiter- och flerbrunnsplattor) samt VialTweeter och CupHorn (idealiska för provflaskor, rör och bägare) erbjuder Hielscher utrustning för cellsönderdelning med ultraljud för kontaktfri homogenisering, vilket minskar risken för korskontaminering mellan prover. Detta minimerar även risken för att föroreningar tillförs från malningsytor eller annan homogeniseringsutrustning.
• Flexibilitet: Ultraljudshomogenisering kan användas för en mängd olika provstorlekar och provvolymer, från små volymer till stora vävnadsprover. Dessutom är ultraljudshomogenisering lämplig för ett brett spektrum av provtyper, inklusive växtvävnader, djurvävnader och mikrobiella kulturer. Ultraljudsbehandlingens intensitet och varaktighet kan justeras för att optimera graden av sönderdelning för olika typer av vävnader.
• Reproducerbarhet: Ultraljudshomogenisering ger enhetliga resultat och möjliggör exakt styrning av homogeniseringsparametrar såsom uteffekt och ultraljudsbehandlingstid. Detta bidrar till att säkerställa experimentella datas reproducerbarhet och noggrannhet.
• Bevarande av biomolekyler: Ultraljudsbehandling med sond är en icke-termisk behandling. Detta innebär att dess verkan inte bygger på värme. All mekanisk behandling genererar dock värme enligt termodynamikens andra huvudsats. Detta innebär att provet blir varmare vid längre ultraljudsbehandlingstider. Hielschers toppmoderna ultraljudsapparater är utrustade med temperatursensorer och intelligent programvara för temperaturövervakning. Avancerade kylalternativ gör det möjligt att förhindra termisk nedbrytning och bidrar till att bevara aktiviteten hos värmekänsliga biomolekyler såsom enzymer och proteiner.
• Tidsbesparing: Den höga effektiviteten hos ultraljudsbehandling med sond möjliggör snabb vävnadshomogenisering, vilket sparar tid jämfört med andra metoder som kräver mer omfattande fysisk bearbetning av vävnaden.

Vävnadshomogenisering med ultraljud erbjuder flera fördelar jämfört med alternativa homogeniseringsmetoder. Därför är vävnadshomogenisering med ultraljud den föredragna tekniken för cellsönderdelning i olika forsknings- och industritillämpningar.

Exempel på ett protokoll för vävnadshomogenisering med en ultraljudssond:

Ultraljudsapparater underlättar vävnadshomogenisering genom enkel användning och ett snabbt homogeniseringsförfarande. Samtidigt kan ultraljudets processparametrar styras och övervakas exakt, så att resultaten blir tillförlitliga och reproducerbara.
 
Material:

• Vävnadsprov (t.ex. lever, hjärna, muskel)
• Buffert (t.ex. PBS, Tris-HCl)
• Proteashämmarcocktail
• Ultraljudshomogenisator (av sondtyp)
• Is
• Mikrocentrifugrör
• Pipetter

Protokoll för vävnadshomogenisering med ultraljud:

Observera: Ultraljudsbehandlingens varaktighet och intensitet kan behöva optimeras beroende på vävnadstyp, ålder och hälsotillstånd samt de specifika efterföljande tillämpningarna. Det är också viktigt att noggrant välja buffert, proteashämmare och andra tillsatser för att optimera homogenatets utbyte och kvalitet.

Viktiga fördelar med Hielschers ultraljudshomogenisatorer för vävnad

• snabb och effektiv malning, homogenisering, lys och cellsönderdelning eller extraktion genom kraftfull ultraljudskavitation
• enkel och intuitiv användning och manövrering (välj den analoga eller digitala versionen)
• enkel rengöring av produktberörda ytor genom spolning av sonotroden under ultraljudsbehandling (CIP rengöring på plats/ SIP sterilisering på plats)
• ljudskyddsbox (ljudskyddsboxen för laboratorieapparaterna är helt tillverkad av akrylglas för full insyn från alla vinklar)
• full kontroll över processparametrarna via digital pekskärm på apparaten (digitala ultraljudsapparater) eller effektmätare (för analoga apparater)
• integrerad temperaturreglering (viktigt för värmekänsliga, labila vävnadsprover)
• pauser under homogeniseringen kan definieras individuellt och förinställas i den digitala menyn
• alla digitala apparater är utrustade med automatisk dataregistrering (på ett integrerat SD/USB-ComboCard), anslutningsbar temperatursensor och fjärrstyrning via webbläsare.
• behandling av flera prover med VialTweeter, CupHorn eller med hjälp av sonotroder med 4 eller 8 fingrar (t.ex. för integrering i processer med laboratorierobotar)
• för tillämpningar i liten och stor skala

Tabellen nedan ger en uppfattning om den ungefärliga bearbetningskapaciteten hos våra ultraljudshomogenisatorer för vävnad vid cellsönderdelning, lys och extraktion:

Hitta den optimala ultraljudshomogenisatorn för vävnad för din tillämpning

Hielschers ultraljudshomogenisatorer för vävnad finns med en ultraljudsuteffekt från 50W till 16 000W (16kW).
Laboratoriepersonal uppskattar den enkla och intuitiva användningen av Hielschers ultraljudshomogenisatorer för laboratorier. Beroende på de specifika kraven finns Hielschers enheter med digital eller analog styrning.

1. VialTweeter är en kraftfull ultraljudshomogenisator som möjliggör samtidig ultraljudsbehandling av upp till 10 provflaskor eller provrör med samma intensitet. Tack vare den indirekta ultraljudsbehandlingen undviks korskontaminering och provförlust helt. Rengöring och desinfektion minimeras genom användning av provflaskor för engångsbruk. Blocksonotroden är autoklaverbar.
2. UIP400MTP Plate-Sonicator är idealisk när du arbetar med mikrotiterplattor och flerbrunnsplattor, exempelvis 96-brunnsplattor. Placera bara din flerbrunnsplatta eller petriskål i UIP400MTP så ultraljudsbehandlas alla prover jämnt. Med UIP400MTP Plate-Sonicator blir provbearbetning med hög genomströmning enkel och effektiv!
3. I sortimentet av sondbaserade ultraljudsapparater för laboratorier kan homogenisatorer väljas med 50 watt, 100 watt, 200 watt och 400 watt.
   UP50H (50W)
   UP100H (100W)
   UP200Ht / UP200St (200W)
   UP400St (400W)

Tillämpning och användning av ultraljudshomogenisatorer för vävnad

Ultraljudshomogenisatorer används ofta för malning av vävnad, cellsönderdelning och lys samt homogenisering av biologiska prover före extraktion av intracellulärt material på molekylär nivå. Genom kontrollerad ultraljudsbehandling av proverna kan alla steg från lys till extraktion och homogenisering utföras med samma ultraljudscellsönderdelare.
Den stora fördelen med ultraljudshomogenisatorer ligger i den lättjusterade effekttillförseln och ultraljudsbehandlingens intensitet. Hielschers ultraljudscellsönderdelare (lysatorer) gör det möjligt att styra ultraljudsbehandlingens intensitet genom att justera amplituden från 20% till 100%.
Som alternativ till kontinuerlig drift kan ultraljudshomogenisatorn ställas in på cyklisk drift, exempelvis för ultraljudsbehandling av värmekänslig vävnad. Ultraljudsbehandling i pulsläge innebär att ultraljudsapparaten genererar högintensiva ultraljudsvågor i periodiska cykler. Användaren kan ställa in ultraljudsbehandlingsperiodens längd och vilotiden individuellt.
Vid pulsad ultraljudsbehandling, under viloperioden, kan det ultraljudsbehandlade materialet återgå till sitt vilotillstånd och provet svalna (genom att vilotiden används för värmeavledning). Därigenom kan bearbetningsintensiteten ställas in exakt efter vävnaden och oönskad uppvärmning av provet minskas.
Ultraljudshomogenisatorer för vävnad är robusta och användarvänliga samtidigt som de ger tillförlitliga resultat vars reproducerbarhet säkerställs genom full kontroll över alla viktiga processparametrar.
Vanliga tillämpningsområden för malning av vävnad, cellsönderdelning, lys, extraktion och homogenisering med ultraljud finns inom biologiska laboratorier och läkemedelslaboratorier, mikrobiologi samt proteomik- och genomikforskning (exempelvis frisättning av proteiner före Western blotting och enzymkopplad immunadsorberande analys, ELISA), men även inom produktion av växtextrakt och bioaktiva föreningar för livsmedels-, läkemedels- och kosmetikindustrin.

• Klicka här för specifika processrekommendationer om provberedning, vävnadshomogenisering, lys och extraktion (exempelvis celler, bakterier, sporer och aktiva föreningar)!
• Läs här varför ultraljudsapparater är ett oumbärligt verktyg för proteomikforskning!
• Lär dig hur ultraljudsbehandling underlättar genomikforskning!

Litteratur / Referenser

• 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.