การแยกเซลล์ด้วยคลื่นอัลตราโซนิกในตัวอย่างแบคทีเรีย
ตัวอย่างแบคทีเรียมักไม่ค่อยอยู่ในรูปแบบของสารแขวนลอยเซลล์เดี่ยวที่แท้จริง การเพาะเลี้ยงจะเติบโตเป็นสายโซ่และก้อน ส่วนตัวอย่างที่แยกได้จากสิ่งแวดล้อมจะก่อตัวเป็นกลุ่มก้อนที่ถูกยึดติดด้วยสารโพลิเมอร์นอกเซลล์ และก้อนตะกอนที่ได้จากการปั่นเหวี่ยงมักต้านทานการแขวนลอยใหม่ แม้จะทำการกวนด้วยเครื่องวอร์เท็กซ์อย่างละเอียดแล้วก็ตาม การนับจำนวนเซลล์ที่ยังมีชีวิต ความหนาแน่นทางแสง การวิเคราะห์ด้วยโฟลว์ไซโตเมทรี และการวิเคราะห์โปรไฟล์ไมโครไบโอม ล้วนตั้งอยู่บนสมมติฐานว่าอนุภาคหนึ่งเท่ากับเซลล์หนึ่ง การแยกเซลล์ด้วยคลื่นอัลตราโซนิกช่วยแก้ไขความขัดแย้งนี้: การใช้คลื่นอัลตราโซนิกในระยะเวลาสั้นและควบคุมได้จะแยกกลุ่มเซลล์ที่รวมตัวกันให้เป็นเซลล์เดี่ยวโดยไม่ทำให้เซลล์แตกสลาย
ทำไมการรวมเซลล์จึงส่งผลให้ผลลัพธ์ของคุณไม่แม่นยำ
การรวมตัวเป็นลักษณะทางชีววิทยา ไม่ใช่ข้อผิดพลาดในการเตรียมตัวอย่าง สแตฟิโลค็อกคัส สเตรปโตค็อกคัส แลคโตบาซิลลัส แอคทิโนไมซิส และเชื้อหลายชนิดในสิ่งแวดล้อม เติบโตเป็นสายโซ่ กลุ่ม หรือชิ้นส่วนของไบโอฟิล์ม ส่วน DNA และโพลีแซคคาไรด์นอกเซลล์ช่วยยึดเซลล์ให้ติดกันเป็นก้อนในตัวอย่างเพล็ตและน้ำล้างจากไม้กวาด ผลที่ตามมาในการวิเคราะห์เป็นแบบระบบ:
- จำนวนอาณานิคมถูกประเมินต่ำเกินไป เนื่องจากก้อนเซลล์หนึ่งจะสร้างอาณานิคมหนึ่ง ไม่ว่าจะมีเซลล์อยู่ภายในกี่เซลล์ก็ตาม
- เครื่องวัดความหนาแน่นทางแสงและเครื่องนับอนุภาครายงานผลเป็นจำนวนรวมแทนที่จะเป็นจำนวนเซลล์ ซึ่งทำให้เส้นโค้งการเติบโตเกิดการเบี่ยงเบน
- การวัดด้วยเครื่องโฟลว์ไซโตเมทรีและการคัดแยกเซลล์จะนับผิดเหตุการณ์ที่เซลล์รวมตัวกันเป็นกลุ่ม และไม่นำเหตุการณ์เหล่านั้นมาวิเคราะห์
- การสกัด DNA และโปรตีนนั้นสะท้อนถึงเซลล์ที่อยู่บนพื้นผิวของก้อนรวมเท่านั้น ซึ่งทำให้ข้อมูลไมโครไบโอมและข้อมูลออมิกส์เกิดการบิดเบือน
วิธีการรักษาแบบดั้งเดิมมักใช้เวลานาน ไม่สมบูรณ์ หรือก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางเคมี การใช้หลอดปิเปตและเครื่องวอร์เท็กซ์อย่างรุนแรงจะทิ้งไมโครแอ็กกรีเกตไว้เบื้องหลัง การกระจายตัวด้วยเอนไซม์หรือสารคีเลตจะเปลี่ยนแปลงพื้นผิวเซลล์ที่คุณอาจต้องการวิเคราะห์ การแยกตัวแบบกลไกด้วยปรากฏการณ์คาวิเทชันที่ควบคุมได้ทำงานภายในไม่กี่วินาที และไม่จำเป็นต้องใช้สารเติมแต่ง
หนึ่งกลุ่มเท่ากับหนึ่งอาณานิคม – และผลลัพธ์ที่ผิดพลาดเพียงหนึ่งครั้ง ดูว่ากระบวนการแยกเซลล์ด้วยคลื่นอัลตราโซนิกสามารถสร้างสารแขวนลอยเซลล์เดี่ยวที่แท้จริงได้อย่างไร โดยไม่มีการแตกเซลล์ การเกิดละออง หรือการต้องจัดการกับหัววัด ขอข้อมูลเพิ่มเติม!
เครื่องโซนิเคเตอร์แบบหลายท่อ VialTweeter สำหรับการเตรียมตัวอย่างแบบไม่สัมผัส: แยกก้อนเซลล์ในหลอดที่ปิดสนิท
วิธีที่การสั่นด้วยคลื่นเสียงช่วยแยกเซลล์โดยไม่ทำให้เซลล์แตก
การแยกเซลล์ด้วยคลื่นอัลตราโซนิกใช้ประโยชน์จากความแตกต่างในความแข็งแรงทางกล กลุ่มเซลล์แบคทีเรียถูกยึดติดกันด้วยพันธะระหว่างเซลล์ที่ค่อนข้างอ่อนและเมทริกซ์นอกเซลล์ ในขณะที่เยื่อหุ้มเซลล์ที่สมบูรณ์สามารถทนต่อแรงเฉือนที่สูงกว่าได้อย่างมาก เมื่อคลื่นอัลตราโซนิกที่ปรับให้เหมาะสมเข้าสู่สารแขวนลอย การเกิดโพรงอากาศทางเสียงจะสร้างกระแสน้ำขนาดเล็ก คลื่นความดัน และแรงเฉือน ซึ่งออกฤทธิ์ที่พื้นผิวระหว่างกลุ่มเซลล์ก่อนเป็นอันดับแรก กลุ่มเซลล์ สายโซ่ และชิ้นส่วนของไบโอฟิล์มจะถูกแยกออกจากกัน (การแยกกลุ่ม) ก่อนที่จะถึงระดับพลังงานที่ทำให้เยื่อหุ้มเซลล์แตก (การแตกสลาย)
การแยกกลุ่มเซลล์แบคทีเรียด้วยคลื่นอัลตราโซนิก
การแยกส่วนหรือการแตกสลาย – ความสำคัญของพารามิเตอร์การสั่นด้วยคลื่นเสียง
ผลทางปฏิบัติคือ การแยกส่วนและการสลายเซลล์เป็นกระบวนการเดียวกันที่ดำเนินการด้วยอุปกรณ์เดียวกันแต่ใช้พารามิเตอร์ที่แตกต่างกัน เมื่อใช้แอมพลิจูดระดับปานกลาง วงจรพัลส์สั้น และควบคุมอุณหภูมิอย่างเหมาะสม คุณจะได้สารแขวนลอยเซลล์เดี่ยวที่ยังมีชีวิต การเพิ่มแอมพลิจูด เวลาสัมผัส หรืออุณหภูมิของตัวอย่าง จะทำให้กระบวนการเปลี่ยนไปสู่การสลายเซลล์อย่างสมบูรณ์ เพื่อเข้าถึงเป้าหมายภายในเซลล์ เครื่องกำเนิด Hielscher ช่วยให้คุณสามารถตั้งค่าแอมพลิจูด กำลังไฟฟ้า ความถี่ของพัลส์ และพลังงานที่ป้อนเข้าได้อย่างแม่นยำ และบันทึกวิธีการได้ ทำให้ขั้นตอนการแยกเซลล์สามารถทำซ้ำได้กับตัวอย่าง ผู้ปฏิบัติงาน และการทดลองต่าง ๆ
การสั่นด้วยคลื่นเสียงแบบไม่สัมผัสที่มีประสิทธิภาพ
การทำความสะอาดด้วยคลื่นอัลตราโซนิกในอ่างไม่สามารถเทียบได้กับระบบควบคุมนี้ อ่างและถังทำความสะอาดด้วยคลื่นอัลตราโซนิกให้พลังงานอัลตราโซนิกในระดับต่ำเท่านั้น ซึ่งส่งผลให้กระบวนการเตรียมตัวอย่างไม่สมบูรณ์ และปรากฏการณ์คาวิเทชันเกิดขึ้นไม่สม่ำเสมอ ทำให้แต่ละหลอดได้รับการรักษาตามตำแหน่งของมันในอ่าง VialTweeter ส่งแรงอัลตราโซนิกที่เข้มข้นและมุ่งเน้นโดยตรงผ่านผนังภาชนะเข้าสู่ตัวอย่างที่ปิดผนึกได้สูงสุด 10 ตัวอย่างพร้อมกัน การรักษาที่ต้องการการสัมผัสเป็นเวลานานและไม่คงที่ในอ่างล้างสามารถเสร็จสิ้นได้ในรูปแบบพัลส์มาตรฐาน
เครื่องโซนิเคเตอร์แบบไม่สัมผัสของ Hielscher ส่งคลื่นอัลตราซาวนด์ที่เข้มข้นและมุ่งเน้นผ่านผนังของหลอดปิด VialTweeter สามารถประมวลผลได้สูงสุด 10 หลอดพร้อมกันด้วยความเข้มที่เท่ากัน โดยไม่มีหัววัดในตัวอย่าง ไม่เกิดการปนเปื้อนข้าม และไม่มีการปล่อยละออง เมื่อต้องการความเร็วในการประมวลผลสูง เครื่องโซนิเคเตอร์ไมโครเพลท UIP400MTP และ UIP550MTP สามารถขยายการถ่ายโอนพลังงานที่ควบคุมได้นี้ไปยังเพลทหลายหลุมได้
ไวลทวีตเตอร์ โซนิเคตขวดขนาดเล็กได้สูงสุด 10 ขวด และหลอดทดลองขนาดใหญ่ได้สูงสุด 5 หลอดพร้อมกัน
ข้อดีของกระบวนการแยกอนุภาคด้วยคลื่นอัลตราโซนิกแบบไม่สัมผัส
- ไม่มีการปนเปื้อนข้ามเลย: เนื่องจากหลอดทดลองถูกปิดอย่างถาวร และไม่มีหัววัดที่จุ่มลงในตัวอย่าง จึงสามารถป้องกันการปนเปื้อนข้ามและการสูญเสียตัวอย่างได้อย่างสมบูรณ์ ไม่จำเป็นต้องฆ่าเชื้ออุปกรณ์ระหว่างการวิเคราะห์ตัวอย่างแต่ละครั้ง และผลการวิเคราะห์ครั้งหนึ่งจะไม่ส่งผลต่อการวิเคราะห์ครั้งถัดไป
- การป้องกันจากละอองลอย: การใช้เครื่องอัลตราโซนิกแบบเปิดจะก่อให้เกิดละอองที่ติดเชื้อและทำให้พื้นผิวของอุปกรณ์ถูกปนเปื้อน ส่วนการใช้เครื่องอัลตราโซนิกแบบหลอดปิดจะเก็บตัวอย่างไว้ภายในหลอดเอง ซึ่งมีความสำคัญเมื่อต้องจัดการกับแบคทีเรียก่อโรค เช่น Mycobacterium tuberculosis และเชื้อโรคอื่น ๆ ที่อยู่ในระดับ BSL-2 หรือ BSL-3
- ไม่มีการกัดเซาะปลาย: หัววัดไทเทเนียมอาจปล่อยอนุภาคขนาดเล็กจำนวนเล็กน้อยเข้าสู่ตัวอย่างระหว่างการทำงาน อนุภาคเหล่านี้ทำให้ความหนาแน่นทางแสงและจำนวนอนุภาคในขั้นตอนต่อไปเปลี่ยนแปลงไป การใช้คลื่นเสียงแบบอ้อมผ่านผนังภาชนะจะช่วยกำจัดแหล่งที่มาของสารแข็งนี้ได้อย่างสมบูรณ์
- ปริมาณข้อมูลที่ผ่านระบบอย่างสม่ำเสมอ: VialTweeter ส่งความเข้มของคลื่นอัลตราโซนิกที่เท่ากันไปยังแต่ละหลอดได้สูงสุด 10 หลอด ทำให้ผลการอัลตราโซนิกมีความสม่ำเสมอและสามารถทำซ้ำได้ ปัญหาเรื่องตำแหน่งที่มักเกิดขึ้นกับอ่างอัลตราโซนิกและการใช้หัววัดกับตัวอย่างเดียวจะหมดไป และค่าพื้นฐานของคุณจะยังคงเปรียบเทียบได้ระหว่างการทดลองซ้ำ
- ความสมบูรณ์ของตัวอย่าง: หลอดตัวอย่างจะปิดสนิทตลอดกระบวนการ จึงทำให้ตัวอย่างไม่ถูกปนเปื้อน เสียคุณภาพ หรือระเหยได้ ปริมาณตัวอย่างที่น้อยสามารถวิเคราะห์ได้โดยไม่ต้องเจือจาง รวมถึงตัวอย่างเพล็ตทางคลินิกที่มีค่าสูง ซึ่งไม่สามารถผ่านขั้นตอนการถ่ายโอนเพิ่มเติมได้
- การควบคุมกระบวนการ: สามารถปรับความกว้างคลื่นได้ตั้งแต่ 20 ถึง 100% และปรับโหมดพัลส์ได้ตั้งแต่ 0 ถึง 100% นอกจากนี้ ระบบยังสนับสนุนการตรวจสอบอุณหภูมิ เพื่อให้สายพันธุ์และโปรตีนที่ไวต่ออุณหภูมิอยู่ภายในระดับที่ไม่ก่อให้เกิดความเสียหาย
การใช้งานทั่วไป
- การวิเคราะห์ไมโครไบโอมและเนื้อหาในลำไส้: การกระจายตัวอย่าง Lactobacillus, Bifidobacterium และตัวอย่างอุจจาระก่อนการเพาะเชื้อหรือการวิเคราะห์ลำดับพันธุกรรม เพื่อไม่ให้จำนวนเชื้อถูกลดลงเนื่องจากเกิดการจับตัวเป็นก้อน
- จุลชีววิทยาของอาหารและน้ำ: การแยกก้อนจุลินทรีย์ในตัวอย่างที่เก็บด้วยสำลี น้ำล้าง และน้ำเลี้ยงเพาะเชื้อ เพื่อการกำหนดจำนวนโคโลนีและความมีชีวิตของจุลินทรีย์อย่างแม่นยำ
- การวิจัยเกี่ยวกับไบโอฟิล์ม: การแยกเซลล์จากตัวพาและพื้นผิวให้เป็นสารแขวนลอยเซลล์เดี่ยว โดยไม่ใช้การรักษาด้วยเอนไซม์ที่อาจทำให้โปรตีนบนพื้นผิวถูกสลาย
- การวินิจฉัยทางคลินิก: การทำให้เสมหะ น้ำหนอง และสารสกัดจากตัวอย่างที่เก็บด้วยสำลีกลับมาอยู่ในสภาพแขวนลอยภายใต้เงื่อนไขการควบคุมการแพร่กระจาย
- การเพาะเลี้ยงเซลล์: การแยกกลุ่มเซลล์สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม แมลง และเซลล์ CHO ที่จับตัวกันเป็นก้อน ก่อนการนับจำนวนและการเพาะเลี้ยงต่อ
- การเตรียมงานในกระบวนการทั้งหมด: เครื่องมือเดียวกันที่แยกส่วนที่แอมพลิจูดต่ำ สามารถทำลายเซลล์อย่างสมบูรณ์ได้เมื่อตั้งค่าสูงขึ้น ดังนั้น การแตกเซลล์ การสกัดโปรตีน และการตัดชิ้นส่วน DNA จึงสามารถดำเนินการต่อได้โดยไม่ต้องย้ายตัวอย่างจากหลอดหนึ่งไปยังหลอดอื่น
เครื่องโซนิเคเตอร์แบบหลายหลุม รุ่น UIP400MTP เพื่อแยกก้อนเซลล์ด้วยอัตราความเร็วสูง
เครื่องโซนิเคเตอร์สำหรับไมโครเพลทรุ่น UIP400MTP และ UIP550MTP ไม่เพียงแต่ใช้กับเพลทหลายหลุมเท่านั้น แต่ยังสามารถประมวลผลแร็คหลอดได้อีกด้วย
ค้นหาเครื่องโซนิเคเตอร์ที่เหมาะสมกับกระบวนการแยกส่วนของคุณ
VialTweeter เครื่องโซนิคเตอร์หลายหลอด
วิธีที่ได้รับการเลือกใช้สำหรับการแยกอนุภาคในหลอดปิดผนึกที่ปลอดเชื้อ โดยใช้เครื่อง UP200St กำลัง 200 วัตต์ ที่ความถี่ 26 kHz พร้อมระบบปรับความถี่อัตโนมัติ, VialTweeter ส่งคลื่นอัลตราโซนิกแบบอ้อมผ่านผนังของขวดปิดได้สูงสุด 10 ขวดพร้อมกัน ด้วยกำลังสูงสุด 10 W ต่อขวด เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่สม่ำเสมอและสามารถทำซ้ำได้ โดยไม่มีการปนเปื้อนข้ามและไม่สูญเสียตัวอย่าง โซโนโทรด VialTweeter ทำจากไทเทเนียมสามารถนึ่งฆ่าเชื้อได้ และสามารถปรับและบันทึกค่าแอมพลิจูดและพัลส์ได้ ซึ่งเป็นช่วงการควบคุมที่จำเป็นสำหรับโปรโตคอลการแยกก้อน โซโนโทรดมาตรฐาน 10 ตำแหน่งรองรับหลอดสำหรับเครื่องเก็บตัวอย่างอัตโนมัติ หลอดไมโครเซ็นทริฟิวจ์ และหลอด Eppendorf หรือ Nunc ขนาด 1 ถึง 5 mL อุปกรณ์จับยึด VialPress สามารถรองรับภาชนะขนาดใหญ่ได้สูงสุด 5 ชิ้น ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางไม่เกิน 20 mm
มีรุ่น VialTweeter แบบท่อเดียวที่ออกแบบมาโดยเฉพาะ สำหรับท่อ Falcon และสำหรับขวดเดียวที่ปรับให้เหมาะกับขนาดของภาชนะ สามารถถอดส่วน sonotrode แบบบล็อกออกได้ และเครื่อง UP200St จะทำงานเป็นเครื่องโซนิเคเตอร์แบบหัววัดทั่วไป เพื่อการประมวลผลตัวอย่างขนาดเล็กถึงขนาดกลางโดยตรง
เครื่องโซนิเคเตอร์สำหรับไมโครเพลท
ขยายการเตรียมตัวอย่างให้มีความสามารถในการประมวลผลสูงด้วยการใช้เครื่องอัลตราโซนิกสำหรับเพลทหลายหลุม: สำหรับกระบวนการทำงานที่ใช้เพลท เครื่องอัลตราโซนิกสำหรับไมโครเพลท UIP400MTP และ UIP550MTP ช่วยขยายการอัลตราโซนิกแบบไม่สัมผัสและสม่ำเสมอจากหลอด 10 หลุมไปยังเพลททั้งแผ่น
เครื่อง UIP400MTP ความแรง 400 วัตต์ สามารถใช้กับไมโครไทเทอร์เพลทและเพลทหลายหลุมมาตรฐาน รวมถึงแบบ 96 หลุม ด้วยการควบคุมความกว้างคลื่น ความแรง และการส่งสัญญาณแบบพัลส์อย่างแม่นยำ พร้อมด้วยตัวตั้งเวลา เซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิ และระบบระบายความร้อนด้วยอ่างน้ำ การกำจัดไบโอฟิล์มและการเตรียมตัวอย่างสำหรับการเพาะเชื้อแบคทีเรียเป็นแอปพลิเคชันหลักของเครื่องโซนิเคเตอร์ไมโครเพลท UIP400MTP
UIP550MTP 550 วัตต์ เป็นตัวเลือกที่มีกำลังสูงกว่า – เหมาะอย่างยิ่งสำหรับงานที่ต้องการประสิทธิภาพสูง
ระบบโซนิเคชันแบบไม่สัมผัสทั้งสองระบบสามารถประมวลผลแผ่นหลุม 6, 12, 24, 48, 96 และ 384 หลุม รวมถึงชั้นวางหลอดทดลองและจานเพทรี ได้อย่างเชื่อถือได้ เครื่องอัลตราโซนิกสำหรับไมโครเพลทของ Hielscher สามารถใช้งานได้กับเพลทมาตรฐานทุกชนิด โดยไม่ต้องใช้วัสดุสิ้นเปลืองเฉพาะที่มีราคาแพง ด้วยขีดจำกัดอุณหภูมิที่ตั้งค่าได้ การอัลตราโซนิกจะหยุดทำงานอัตโนมัติเมื่อถึงอุณหภูมิสูงสุดของตัวอย่าง และจะเริ่มทำงานต่อหลังจากตัวอย่างเย็นลง ซึ่งช่วยรักษาความมีชีวิตของตัวอย่างในวงจรที่ซ้ำกัน การเตรียมตัวอย่างแบบสมาร์ทและเชื่อถือได้ด้วยความเร็วสูง เพื่อผลลัพธ์ที่ซ้ำได้
ตารางด้านล่างนี้ให้ภาพรวมเกี่ยวกับความจุการประมวลผลโดยประมาณของเครื่องโซนิเคเตอร์สำหรับตัวอย่างในห้องปฏิบัติการของเรา ซึ่งใช้ในสาขาวิทยาศาสตร์ชีวิต จีโนมิกส์ โปรตีโอมิกส์ และการวินิจฉัย:
| อุปกรณ์ที่แนะนํา | ปริมาณแบทช์ | อัตราการไหล |
|---|---|---|
| VialTweeter เครื่องโซนิคเตอร์หลายหลอด | 0หลอดขนาด 0.5 ถึง 1.5 มิลลิลิตร | ไม่ |
| เครื่องโซนิเคเตอร์สำหรับเพลทหลายหลุม UIP400MTP (440 วัตต์) | แผ่นมัลติเวล / ไมโครไทเตอร์ | ไม่ |
| เครื่องสั่นคลื่นเสียงสำหรับแผ่นหลุมหลายหลุม UIP550MTP (550 วัตต์) | แผ่นมัลติเวล / ไมโครไทเตอร์ | ไม่ |
| อัลตราโซนิก CupHorn | CupHorn สําหรับขวดหรือบีกเกอร์ | ไม่ |
| UP100H เครื่องสร้างคลื่นเสียงแบบหัววัด 100 วัตต์ | 1 ถึง 500 มล. | 10 ถึง 200 มล. / นาที |
| UP200 ฮิต, UP200 เซนต์ เครื่องสร้างคลื่นเสียงแบบหัววัด กำลัง 200 วัตต์ | 10 ถึง 1000 มล. | 20 ถึง 200 มล. / นาที |
| UP400St เครื่องสั่นด้วยคลื่นเสียงแบบหัววัด 400 วัตต์ | 10 ถึง 2000 มล. | 20 ถึง 400 มล. / นาที |
| จีดีมินิ 2 | เครื่องปฏิกรณ์ไมโครโฟลว์ด้วยคลื่นอัลตราโซนิกแบบปลอดเชื้อ | ไม่ |
| เครื่องปั่นตะแกรงอัลตราโซนิก | ไม่ | ไม่ |
คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับการแยกเซลล์ด้วยคลื่นอัลตราโซนิก
ความแตกต่างระหว่างการแยกเซลล์ (cell disaggregation) และการแตกเซลล์ (cell lysis) คืออะไร?
การแยกตัว (Disaggregation) หรือที่เรียกว่าการแยกก้อน (deagglomeration) คือกระบวนการที่แยกเซลล์ที่รวมตัวกันเป็นก้อนให้กลายเป็นสารแขวนลอยของเซลล์เดี่ยว โดยที่เซลล์ยังคงอยู่ในสภาพสมบูรณ์และสามารถมีชีวิตได้ การแตกเซลล์ (lysis) ทำให้เยื่อหุ้มเซลล์แตกออกและปล่อยเนื้อหาภายในเซลล์ออกมา ทั้งสองกระบวนการนี้เกิดจากแรงเฉือนจากการเกิดโพรงอากาศ (cavitation shear) แต่ความแตกต่างอยู่ที่ปริมาณพลังงานที่ป้อนเข้าไป ด้วยการตั้งค่าความกว้างคลื่น (amplitude), ความถี่ (pulse) และอุณหภูมิ (temperature) ที่เหมาะสม การใช้คลื่นเสียง (sonication) สามารถทำให้เซลล์แยกตัวได้โดยไม่เกินขีดจำกัดของการแตกเซลล์
ทำไมอ่างอัลตราโซนิกจึงไม่เหมาะสำหรับการแยกส่วนตามมาตรฐาน?
เครื่องอาบน้ำอัลตราโซนิกให้พลังงานอัลตราโซนิกในระดับต่ำเท่านั้น ซึ่งทำให้การเตรียมตัวอย่างไม่สมบูรณ์ และปรากฏการณ์คาวิเทชันเกิดขึ้นอย่างไม่สม่ำเสมอทั่วทั้งถัง ดังนั้นตัวอย่างแต่ละชิ้นจึงได้รับการรักษาที่แตกต่างกันตามตำแหน่งของมัน การนับจำนวนจุลินทรีย์และการศึกษาเปรียบเทียบต้องอาศัยความสามารถในการเปรียบเทียบ เครื่องโซนิเคเตอร์แบบไม่สัมผัส เช่น Multi-Tube Sonicator VialTweeter รวมถึงเครื่องโซนิเคเตอร์สำหรับไมโครเพลทรุ่น UIP400MTP และ UIP550MTP สามารถประมวลผลภาชนะทั้งหมดภายใต้เงื่อนไขอัลตราโซนิกที่ปรับตั้งได้ ซึ่งช่วยปรับปรุงความสามารถในการทำซ้ำระหว่างชุดทดลอง
การใช้คลื่นเสียงความถี่สูงสามารถทำลายเซลล์ได้หรือไม่?
ใช่ครับ หากไม่ควบคุมพารามิเตอร์ การใช้คลื่นเสียงอัลตราโซนิกอย่างเกินขนาดหรือการให้ความร้อนที่ไม่ควบคุมอาจทำให้เซลล์เสียหายได้ และ DNA ที่ถูกปล่อยออกมาจะทำให้ตัวอย่างมีความหนืดและส่งเสริมการรวมตัวใหม่ นั่นคือเหตุผลที่กระบวนการนี้ควรได้รับการพัฒนาอย่างระมัดระวัง: การใช้แอมพลิจูดในระดับปานกลาง วงจรแบบพัลส์ การระบายความร้อน และอุปกรณ์ที่มีขีดจำกัดอุณหภูมิ จะช่วยให้กระบวนการรักษาอยู่ในด้านของการแยกตัวของเส้นโค้ง
เครื่องโซนิเคเตอร์ดิจิทัลของ Hielscher ทุกรุ่นล้วนมาพร้อมพารามิเตอร์ที่ควบคุมได้อย่างแม่นยำ เซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิแบบปลั๊กอิน การตั้งค่าที่สามารถตั้งโปรแกรมได้ และระบบบันทึกข้อมูลอัตโนมัติ เพื่อการเตรียมตัวอย่างที่เชื่อถือได้
ตัวอย่างต้องย้ายไปยังภาชนะอื่นหรือไม่?
ไม่ครับ หลอดและแผ่นถูกประมวลผลในภาชนะเดิมที่ปิดสนิท การใช้คลื่นเสียงแบบอ้อมช่วยหลีกเลี่ยงทั้งการสูญเสียระหว่างการถ่ายโอนและการปนเปื้อนที่เกิดจากการจัดการหัววัด
VialTweeter สามารถประมวลผลรูปแบบขวดทดลองชนิดใดได้บ้าง?
โซโนโทรดแบบมาตรฐาน 10 ตำแหน่งสามารถใช้ร่วมกับขวดสำหรับเครื่องเก็บตัวอย่างอัตโนมัติ (auto-sampler vials), ขวดไมโครเซนทริฟิวจ์ และขวด Eppendorf หรือ Nunc ที่มีปริมาตร 1 ถึง 5 มิลลิลิตร อุปกรณ์เสริม VialPress สามารถรองรับภาชนะขนาดใหญ่ได้สูงสุด 5 ชิ้น โดยแต่ละชิ้นมีเส้นผ่านศูนย์กลางสูงสุด 20 มิลลิเมตร มีรุ่น VialTweeter แบบหลอดเดียวที่ออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับหลอด Falcon และสำหรับรูปแบบหลอดเดียวหรือขนาดใหญ่กว่าตามความต้องการ
สามารถทำการแยกส่วนและสลายเซลล์ด้วยเครื่องเดียวได้หรือไม่?
ใช่ครับ ระบบเดียวกันนี้ที่ทำการแยกส่วนที่แอมพลิจูดปานกลาง จะสามารถทำลายเซลล์อย่างสมบูรณ์ได้ที่แอมพลิจูดสูงและระยะเวลาการสัมผัสที่ยาวนานขึ้น ดังนั้น การเตรียมสารแขวนลอยเซลล์เดี่ยวและการสกัดในขั้นตอนต่อไปจึงสามารถดำเนินการต่อกันได้โดยไม่ต้องเปลี่ยนแพลตฟอร์ม
การใช้อัลตราโซนิกในวิธีการทดสอบ MBEC หรือไม่?
การอัลตราโซนิกเป็นขั้นตอนที่ได้รับการยอมรับและถือเป็นส่วนสำคัญในกระบวนการมาตรฐาน ในการทดสอบ MBEC แบบ peg-lid หลังจากที่ไบโอฟิล์มถูกเพาะเลี้ยงบนหมุดโพลีสไตรีนและสัมผัสกับยาปฏิชีวนะ หมุดจะถูกย้ายไปยังสื่อเพาะเลี้ยงใหม่และผ่านกระบวนการวอร์เทกซ์ร่วมกับโซนิเคชัน เพื่อทำให้เซลล์ไบโอฟิล์มที่ติดอยู่หลุดออกและแยกตัวเป็นสารแขวนลอยแบบแพลงก์ตอน ก่อนที่จะทำการเจือจางแบบอนุกรมและนับจำนวนเซลล์ที่ยังมีชีวิต (MBEC ถูกกำหนดเป็นความเข้มข้นต่ำสุดที่ทำให้จำนวนเซลล์ที่กู้คืนได้ลดลง ≥3 log10 เมื่อเทียบกับไบโอฟิล์มที่ยังไม่ได้รับการรักษา) การใช้คลื่นเสียงช่วยปรับปรุงคุณภาพการกระจายตัวอย่างอย่างมีนัยสำคัญ: การปล่อยเซลล์ที่ฝังตัวอยู่ในเมทริกซ์ EPS ไม่สมบูรณ์จะทำให้การกำจัดเชื้อถูกประเมินต่ำเกินไป และทำให้ค่า MBEC สูงเกินจริง การใช้เครื่องอัลตราโซนิกสำหรับไมโครเพลท UIP400MTP เพื่อทำการอัลตราโซนิกแบบเฉพาะจุดที่หลุมยึดเพ็กบนแผ่นทดสอบ ช่วยแก้ไขจุดอ่อนแบบดั้งเดิมของการอัลตราโซนิกแบบอ่าง – คือ การกระจายพลังงานที่ไม่สม่ำเสมอ การเกิดความร้อน และความเสี่ยงจากการปนเปื้อนข้ามระหว่างละอองลอย
มาเรียนรู้กันว่า เครื่อง Microplate Sonicator UIP400MTP แบบไร้สัมผัสช่วยอำนวยความสะดวกในการทดสอบ MBEC อย่างไร!
การใช้อัลตราโซนิกในการทดสอบ MIC หรือไม่?
การใช้คลื่นเสียงถูกนำมาใช้ในขั้นตอนการทำงานต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องกับ MIC เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพและความสามารถในการทำซ้ำ:
- สาขาไมโคแบคทีเรียวิทยา ซึ่งตัวอย่างเสมหะและตัวอย่างที่มีความหนืดอื่น ๆ มักได้รับการกำจัดเชื้อและทำให้เป็นเนื้อเดียวกันเป็นประจำ บางครั้งใช้การสั่นด้วยคลื่นเสียง ก่อนการทดสอบความไวต่อยา และตัวอย่างเชื้อไมโคแบคทีเรียที่จับตัวเป็นก้อนจะได้รับประโยชน์จากการกระจายตัวอย่างอย่างสั้น ๆ เพื่อให้ได้ค่า MIC ที่แม่นยำ;
- สิ่งมีชีวิตที่มักรวมตัวเป็นกลุ่ม (เช่น สเตรปโตค็อกคัส สแตฟิโลค็อกคัส ในรูปเม็ด) ซึ่งกลุ่มไมโครแอ็กกรีเกตทำให้ความหนาแน่นของเชื้อเพาะปลูกผิดเพี้ยน; และ
- การวินิจฉัยแบบรวม เช่น การสั่นด้วยคลื่นเสียงของรากฟันเทียม การเพาะเชื้อในของเหลว และการทดสอบความไวต่อยาในกรณีการติดเชื้อในข้อเทียม (การประยุกต์ใช้แบบ MBEC ไม่ใช่ MIC แบบดั้งเดิม)
วรรณกรรม / อ้างอิง
- FactSheet VialTweeter – Sonicator for Simultaneous Sample Preparation
- FactSheet UIP400MTP Plate-Sonicator for High-Throughput Sample Preparation – English version – Hielscher Ultrasonics
- FactSheet UIP550MTP Plate-Sonicator for High-Throughput Sample Preparation – English version – Hielscher Ultrasonics
- Bahnan W, Happonen L, Khakzad H, Kumra Ahnlide V, de Neergaard T, Wrighton S, André O, Bratanis E, Tang D, Hellmark T, Björck L, Shannon O, Malmström L, Malmström J, Nordenfelt P. (2023): A human monoclonal antibody bivalently binding two different epitopes in streptococcal M protein mediates immune function. EMBO Mol Med. 2023 Feb 8;15(2):e16208.
- Wrighton S., Ahnlide V.K., André O., Bahnan W., Nordenfelt P. (2023): Group A streptococci induce stronger M protein-fibronectin interaction when specific human antibodies are bound. Frontiers in Microbiology 14:1069789.
- 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.
เลือกจานของคุณเอง! เครื่องอัลตราโซนิกแบบไมโครเพลท UIP550MTP แยกตัวอย่างแบคทีเรียในแผ่นมัลติเวลล์มาตรฐานใดก็ตาม
Hielscher Multi-Sample Sonicator รุ่นต่างๆ UIP400MTP สำหรับไมโครเพลต, ไวอัลทวีตเตอร์ และ คัพฮอร์น: การเตรียมตัวอย่างความเร็วสูงและปริมาณมาก