Hücre Kazımanın Yerine Yüksek Numune İşleme Kapasiteli UIP400MTP Sonikatörünü Kullanın
Multi-omik analiz için yapışık hücre hatlarının çok kuyucuklu plakalardan ayrılması ve ekstraksiyonu, laboratuvarlarda günlük bir işlemdir. Çok kuyucuklu plaka sonikatörü UIP400MTP ile yüksek numune işleme kapasitesinde hücre ayırma, manuel hücre kazımanın yerini alarak daha yüksek RNA, toplam lipit ve toplam polar metabolit verimleri elde edilmesini sağlar. Yeni bir yöntem, Hielscher UIP400MTP sonikatörünü Beckman Coulter i7 sıvı işleme iş istasyonuyla entegre ederek RNA, metabolit ve lipit ekstraksiyonu için hücrelerin yüksek numune işleme kapasitesiyle, tekrarlanabilir ve verimli biçimde işlenmesini mümkün kılar. Sunulan yöntem, çeşitli hücre tiplerinde ve deney koşullarında üstün tekrarlanabilirlik ve verim elde ederek geleneksel manuel hücre kazıma yöntemlerini geride bırakır.
UIP400MTP Mikroplaka Sonikatörüyle Hücre Ayırmayı Kolaylaştırın
Yapışık hücre kültürü sistemleri, toksikolojik ve biyomedikal araştırmalarda kritik bir rol oynar. Bu bağlamda Cruchley-Fuge ve ark. (2024), kimyasal tehlikelerin değerlendirilmesinde omik teknolojilerinden yararlanmaya odaklanan PrecisionTox projesindeki önemli bir zorluğu ele almıştır. Proje, çeşitli kimyasallarla muamele edilen binlerce numunenin yüksek numune işleme kapasitesiyle analiz edilmesini amaçlamıştır. Bu gereksinimi karşılamak için araştırmacılar, sıvı kromatografisi-kütle spektrometrisi (LC-MS) analizi için UIP400MTP sonikatörünü yerleşik iki fazlı ekstraksiyon protokolleriyle birleştiren otomatik bir iş akışı geliştirmiştir. Çalışmaları, UIP400MTP çok kuyucuklu plaka sonikatörünün yapışık hücreleri ayırmadaki etkinliğini manuel kazıma ve diğer geleneksel yöntemlerle karşılaştırarak değerlendirmektedir.
Multi-Omik İşlemleri Kolaylaştırma: UIP400MTP ile Otomatik Yapışık Hücre Ekstraksiyonu
Birmingham Üniversitesinden Laura Cruchley-Fuge’un araştırma ekibi üç insan hücre hattı kullanmıştır: HepG2 (karaciğer kanseri hücreleri), HepaRG (farklılaşmış hepatosit benzeri hücreler) ve H295R (adrenal kanser hücreleri). Bu hücreler 24 kuyucuklu ve 96 kuyucuklu plakalarda kültüre alınmış ve aflatoksin B1 ve forskolin gibi test kimyasallarına maruz bırakılmıştır.
Deney Tasarımı:
- Aşama 1: UIP400MTP sonikatörünün güç ayarlarının optimizasyonu ve manuel hücre kazıma ve ultrasonik su banyolarıyla karşılaştırılması. RNA, metabolit ve lipit geri kazanımını değerlendirmek için HepG2 hücreleri kullanılmıştır.
- Aşama 2: Beckman Coulter i7 sistemi kullanılarak UIP400MTP cihazının iki fazlı bir ekstraksiyon iş akışına entegrasyonu. Doğrulama, HepaRG ve H295R hücreleri kullanılarak gerçekleştirilmiştir.
Ekstraksiyon İş Akışı: İş akışı, çok kuyucuklu plakalarda kimyasal maruziyetleri, UIP400MTP kullanılarak hücrelerin ayrılmasını ve Bligh & Dyer (B&D) yöntemiyle iki fazlı ekstraksiyonu kapsamıştır. Lipofilik ve polar bileşikler için LC-MS analizi, Thermo Scientific Orbitrap Exploris 120 kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Lipit miktar tayininde altın standart olan B&D yöntemi, metanol, kloroform ve suyla iki aşamalı bir ekstraksiyonu ve ardından kloroform fazında lipit miktar tayinini içerir.
UIP400MTP mikroplaka sonikatörü, yapışık hücre hatlarının çok kuyucuklu plakalardan ve Petri kaplarından ayrılmasını kolaylaştırır
Sonuçlar:
- Aşama 1: Optimum sonikasyon koşulları %60 güçte belirlenmiştir.
UIP400MTP, manuel kazıma ve ultrasonik banyolara kıyasla olağanüstü tekrarlanabilirlikle en yüksek RNA geri kazanımını sağlamıştır.
Polar metabolit geri kazanımı yöntemler arasında tutarlı bulunurken lipit geri kazanımı UIP400MTP ile belirgin biçimde üstün olmuştur. - Aşama 2: HepaRG ve H295R hücreleriyle yapılan doğrulama, sıkı biçimde kümelenmiş PCA skorlarının gösterdiği üzere, lipidomik ve metabolomik verilerde yüksek tekrarlanabilirlik ortaya koymuştur.
Aflatoksin B1 ve forskolin uygulamaları kontrollerden etkili biçimde ayırt edilerek yöntemin duyarlılığı ve güvenilirliği vurgulanmıştır.
UIP400MTP Mikroplaka Sonikatörü ile yüksek numune işleme kapasitesinde hücre ayırma
“Hielscher UIP400MTP sonikasyon cihazı, manuel hücre kazımanın “altın standardına” yüksek kaliteli ve tekrarlanabilir bir alternatif yaklaşım sunarak daha yüksek RNA, toplam lipit ve toplam polar metabolit verimleri elde edilmesini sağlar.” (Cruchley-Fuge et al., 2024)
Cruchley-Fuge ve ark., UIP400MTP sonikatörünün yapışık hücrelerin işlenmesindeki avantajlarını vurgulamaktadır. Manuel kazımanın yerini alan bu yöntem, tekrarlanabilirliği, numune işleme kapasitesini ve verimi artırarak PrecisionTox gibi büyük ölçekli çalışmalar için paha biçilmez bir araç hâline gelir. UIP400MTP cihazının otomatik iş akışlarına entegrasyonu, değişkenliği azaltmanın yanı sıra yoğun emek gerektiren süreçleri de kolaylaştırarak yüksek kaliteli multi-omik verilerin elde edilmesini mümkün kılar.
Cruchley-Fuge ve ark. (2024) tarafından yapılan çalışma, multi-omik analiz için yapışık hücre kültürlerinin işlenmesini kolaylaştırır ve daha verimli hâle getirir. UIP400MTP sonikatörünün otomatik iş akışlarıyla entegrasyonu, tutarlı ve verimli numune hazırlamayı sağlayarak cihazı yüksek numune işleme kapasiteli toksikolojik araştırmalar için ideal hâle getirir.
Tasarım, Üretim ve Danışmanlık – Almanya’da Üretilen Kalite
Hielscher ultrasonik cihazları, en yüksek kalite ve tasarım standartlarıyla tanınır. Sağlamlık ve kolay kullanım, ultrasonik cihazlarımızın endüstriyel tesislere sorunsuz entegrasyonunu mümkün kılar. Hielscher ultrasonik cihazları, zorlu koşulların ve yüksek gereksinimler içeren ortamların üstesinden kolaylıkla gelir.
Hielscher Ultrasonics, ISO sertifikalı bir şirkettir ve en son teknolojiye ve kullanıcı dostu özelliklere sahip yüksek performanslı sonikatörlere özel önem verir. Elbette Hielscher ultrasonik cihazları CE uyumludur ve UL, CSA ve RoHs gerekliliklerini karşılar.
Literatür / Kaynaklar
- 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.
Sıkça Sorulan Sorular
Hücre Ayırma Nedir?
Araştırmalarda hücre ayırma, yapışık hücrelerin bir kültür kabının veya substratın yüzeyinden ayrılması işlemidir. Bu işlem genellikle analiz, alt kültüre alma veya kriyoprezervasyon gibi sonraki uygulamalar için hücreleri toplamak amacıyla yapılır. Hücre tipine ve araştırma gereksinimlerine bağlı olarak ayırma; enzimatik yöntemlerle (ör. tripsin), kimyasal ajanlarla (ör. EDTA), mekanik yöntemlerle (ör. kazıma) veya sonikasyon gibi fiziksel tekniklerle gerçekleştirilebilir.
Yapışık Hücreler Nasıl Ayrılır?
Yapışık hücrelerin sonikasyonla ayrılması, kontrollü bir ortamda hücre-yüzey yapışmasını bozmak için odaklanmış ultrason dalgalarının uygulanmasını içerir. UIP400MTP mikroplaka sonikatörü bunu özellikle hücreler ile kültür yüzeyi arasındaki bağları koparan yerel mekanik titreşimler oluşturarak gerçekleştirir. Temel adımlar şunlardır:
- Hazırlık: Hücreler çok kuyucuklu plakalarda yetiştirilir ve deney tasarımının bir parçası olarak belirli kimyasallara maruz bırakılabilir.
- Sonikasyon: UIP400MTP sonikatörü, hücrelere zarar vermeden veya biyomolekül bütünlüğünü bozmadan etkili ayırma sağlamak için optimize edilmiş ayarlarla (ör. %60 güç) programlanır.
- Sıcaklık Kontrolü: Cihaz, işlem sırasında ısının neden olduğu hücresel veya moleküler bozunmayı önlemek için sıcaklığı sabit tutar.
- Ayırma Sonrası: Ayrılan hücreler, RNA, lipit ve metabolitlerin geri kazanımı için Bligh & Dyer iki fazlı yöntemi gibi sonraki ekstraksiyon protokollerine tabi tutulur.
Bu yöntem, otomasyonu, tekrarlanabilirliği ve numuneleri yüksek işleme kapasitesiyle verimli biçimde işleyebilmesi sayesinde manuel kazımadan üstündür.
Hücrelere Zarar Vermeden Hücre Ayırma Nedir?
Hücrelere zarar vermeden hücre ayırma, yapışık hücrelerin canlılığını, bütünlüğünü veya işlevselliğini bozmadan substratlarından ayrılması işlemidir. Kontrollü sonikasyon veya enzim içermeyen çözeltiler gibi nazik yöntemlerle gerçekleştirilir.
Hücrelerin tahrip olmasını önlemek; multi-omik analiz, işlevsel testler veya terapötik kullanım gibi sonraki uygulamaların doğru biçimde yürütülmesi için gerekli olan hücresel yapısal ve moleküler özelliklerin korunması açısından kritik öneme sahiptir. Hasarlı hücreler, hücre içi içeriklerini salarak deney sonuçlarını karıştırabilir veya numune kalitesini bozabilir.
Enzimsiz Hücre Ayırmanın Avantajı Nedir?
Enzimsiz hücre ayırma; hücre yüzeyi proteinlerinin ve reseptörlerinin korunması, hücre canlılığının sürdürülmesi ve biyomoleküllerde olası enzimatik hasarın önlenmesi dâhil çeşitli avantajlar sunar. Bu yaklaşım, enzimatik değişikliklerin veri kalitesini veya deney sonuçlarını olumsuz etkileyebileceği akış sitometrisi, proteomik veya işlevsel testler gibi hassas sonraki uygulamalar için özellikle faydalıdır. Ayrıca enzimsiz yöntemler genellikle daha tekrarlanabilirdir ve yüksek numune işleme kapasiteli iş akışlarına uyarlanabilir.
Hielscher Ultrasonics, laboratuvar ölçeğinden endüstriyel ölçeğe kadar yüksek performanslı ultrasonik homojenizatörler üretir.

