Ultrasonik Doku Homojenizatörleri

• Ultrasonikasyon, doku homojenizasyonu için güvenli ve verimli bir yöntemdir.
• Ultrasonik uygulamalar arasında dokuların ve süspansiyonların hazırlanması, proteinlerin, DNA/ RNA’nın ve aktif bileşiklerin ekstraksiyonu ile enzimlerin ve mayaların aktivasyonu / inaktivasyonu yer alır.
• Prob tipi ultrasonik homojenizatörlerin hassas biçimde kontrol edilebilmesi, doku numunelerinin güvenilir şekilde hazırlanmasını sağlar.

Ultrasonik Problarla Doku Homojenizasyonu

Doku homojenizasyonu, proteinler, DNA veya RNA gibi hücre içi maddelerin ekstraksiyonundan önce hayvan ve bitki hücrelerinin veya mikroorganizmaların hazırlandığı bir numune hazırlama işlemidir. Hücre içeriğinin serbest bırakılması için hücre zarının parçalanması gerekir. Hücre duvarı parçalandıktan sonra hücre içi makromoleküller tampon çözeltide yüzer; böylece organeller, proteinler ve DNA/ RNA erişilebilir hâle gelir. Ultrasonik doku homojenizatörleri ve hücre parçalayıcılar, hücre parçalama, lizis ve ekstraksiyon için çok verimli araçlardır.

Ultrasonik Doku Homojenizatörleri ve Alternatif Lizis Tekniklerinin Karşılaştırılması

Laboratuvarınız için hangi hücre parçalama tekniğinin ve hangi doku homojenizasyon ekipmanının en iyi seçenek olduğunu merak ediyor olabilirsiniz. Ultrasonikasyonun alternatif homojenizasyon yöntemlerine göre çeşitli avantajları olduğundan, aşağıda ultrasonik lizis ve doku homojenizasyonunu destekleyen birkaç gerekçe bulabilirsiniz:

• Verimlilik: Ultrasonik homojenizasyon, dokuları ve hücreleri parçalamak için hızlı ve verimli bir yöntemdir. Ultrasonik doku homojenizatörleri, akustik kavitasyonun çalışma prensibini kullanır. Bu yöntem son derece verimlidir ve hücreleri saniyeler içinde parçalayabilir. Şiddet düzeyi hafiften yoğuna kadar ayarlanabildiğinden, sonikasyon özellikle diğer yöntemlerle homojenize edilmesi zor olan sert veya lifli dokular için etkilidir.



• Çapraz kontaminasyondan kaçınma: Hielscher, numuneyi dolaylı sonikasyon işlemiyle hazırlayan güçlü ultrasonik doku homojenizatörleri sunar. Hielscher, UIP400MTP sonikatörü (mikrotitre ve çok kuyucuklu plakalar için idealdir) ile VialTweeter ve CupHorn sonikatörleri (viyaller, tüpler ve beherler için idealdir) sayesinde, numuneler arasındaki çapraz kontaminasyon riskini azaltan temassız homojenizasyon için ultrasonik hücre parçalama ekipmanları sunar. Bu yöntem ayrıca öğütme yüzeylerinden veya diğer homojenizasyon ekipmanlarından kaynaklanan kontaminantların numuneye bulaşma riskini en aza indirir.
• Esneklik: Ultrasonik homojenizasyon, küçük hacimlerden büyük doku numunelerine kadar çeşitli numune boyutları ve hacimleriyle kullanılabilir. Ayrıca ultrasonik homojenizasyon, bitki dokuları, hayvan dokuları ve mikrobiyal kültürler dâhil olmak üzere çok çeşitli numune türleri için de uygundur. Ultrasonikasyonun şiddeti ve süresi, farklı doku türlerinde parçalanma düzeyini optimize etmek için ayarlanabilir.
• Tekrarlanabilirlik: Ultrasonik homojenizasyon tutarlı sonuçlar sağlar ve çıkış gücü ile sonikasyon süresi gibi homojenizasyon parametrelerinin hassas şekilde kontrol edilmesine olanak tanır. Bu, deneysel verilerin tekrarlanabilirliğini ve doğruluğunu sağlamaya yardımcı olur.
• Biyomoleküllerin korunması: Prob tipi ultrasonikasyon, termal olmayan bir işlemdir. Bu, etkisinin ısıya dayanmadığı anlamına gelir. Ancak her mekanik işlem, termodinamiğin ikinci yasası uyarınca ısı üretir. Bu da daha uzun sonikasyon sürelerinde numunenin ısındığı anlamına gelir. Hielscher’in en son teknolojiye sahip sonikatörleri, sıcaklık sensörleri ve akıllı sıcaklık izleme yazılımıyla donatılmıştır. Gelişmiş soğutma seçenekleri, ısı kaynaklı bozunmayı önlemeye olanak tanır ve enzimler ile proteinler gibi ısıya duyarlı biyomoleküllerin aktivitesinin korunmasına yardımcı olur.
• Zaman tasarrufu: Prob tipi ultrasonikasyonun yüksek verimliliği, hızlı doku homojenizasyonuna olanak tanır; bu da dokunun daha kapsamlı fiziksel işleme tabi tutulmasını gerektiren diğer yöntemlere kıyasla zaman kazandırır.

Ultrasonik doku homojenizasyonu, alternatif homojenizasyon yöntemlerine göre çeşitli avantajlar sunar. Bu nedenle ultrasonik doku homojenizatörleri, çeşitli araştırma ve endüstriyel uygulamalarda tercih edilen hücre parçalama tekniğidir.

Ultrasonik Prob Kullanılarak Uygulanan Bir Doku Homojenizasyonu Protokolü Örneği:

Sonikatörler, basit kullanımları ve hızlı homojenizasyon prosedürüyle doku homojenizasyonunu kolaylaştırır. Aynı zamanda ultrasonik işlem parametreleri hassas biçimde kontrol edilebilir ve izlenebilir; böylece sonuçlar güvenilir ve tekrarlanabilir olur.
 
Malzemeler:

• Doku numunesi (örneğin karaciğer, beyin, kas)
• Tampon (örneğin PBS, Tris-HCl)
• Proteaz inhibitörü kokteyli
• Ultrasonik homojenizatör (prob tipi)
• Buz
• Mikrosantrifüj tüpleri
• Pipetler

Ultrasonik Doku Homojenizasyonu Protokolü:

Not: Sonikasyonun süresinin ve şiddetinin, dokunun türüne, yaşına ve sağlık durumuna ve ayrıca sonraki aşamalardaki belirli uygulamalara bağlı olarak optimize edilmesi gerekebilir. Homojenatın verimini ve kalitesini optimize etmek için tamponun, proteaz inhibitörlerinin ve diğer katkı maddelerinin dikkatle seçilmesi de önemlidir.

Hielscher Ultrasonik Doku Homojenizatörlerinin Başlıca Avantajları

• güçlü ultrasonik kavitasyonla hızlı ve verimli öğütme, homojenizasyon, lizis ve hücre parçalama veya ekstraksiyon
• kolay ve sezgisel kullanım ve işletim (analog veya dijital sürümü seçin)
• sonikasyon sırasında sonotrotun yıkanmasıyla ürünle temas eden yüzeylerin kolayca temizlenmesi (CIP yerinde temizleme/ SIP yerinde sterilizasyon)
• ses koruma kutusu (laboratuvar cihazlarının ses koruma kutuları, her açıdan tam görünürlük sağlamak için tamamen akrilik camdan üretilmiştir)
• cihaz üzerindeki dijital dokunmatik ekran (dijital sonikatörler) veya güç ölçer (analog cihazlar için) aracılığıyla işlem parametreleri üzerinde tam kontrol
• entegre sıcaklık kontrolü (ısıya duyarlı, kararsız doku numuneleri için önemlidir)
• homojenizasyon işlemi sırasındaki duraklamalar, dijital menüde ayrı ayrı tanımlanabilir ve önceden ayarlanabilir
• tüm dijital cihazlar otomatik veri kaydı (entegre bir SD/USB-ComboCard üzerinde), takılabilir sıcaklık sensörü ve tarayıcı üzerinden uzaktan kontrol ile donatılmıştır.
• birden fazla numunenin işlenmesi için VialTweeter, CupHorn veya 4 ya da 8 parmaklı sonotrotların kullanımı (örneğin laboratuvar robotu süreçlerine entegrasyon için)
• küçük ölçekli ve büyük ölçekli uygulamalar için

Aşağıdaki tablo, ultrasonik doku homojenizatörlerimizin hücre parçalama, lizis ve ekstraksiyon için yaklaşık işleme kapasitesi hakkında fikir verir:

Uygulamanız için En Uygun Ultrasonik Doku Homojenizatörünü Bulun

Hielscher ultrasonik doku homojenizatörleri, 50W ile 16.000W (16kW) arasında ultrason çıkış gücü aralığıyla sunulur.
Laboratuvar çalışanları, Hielscher ultrasonik laboratuvar homojenizatörlerinin basit ve sezgisel kullanımından memnundur. Hielscher cihazları, özel gereksinimlere bağlı olarak dijital veya analog kontrolle sunulur.

1. VialTweeter aynı şiddette 10 adede kadar viyalin veya deney tüpünün eş zamanlı sonikasyonuna olanak tanıyan güçlü bir ultrasonik homojenizatördür. Dolaylı sonikasyon sayesinde çapraz kontaminasyon ve numune kaybı tamamen önlenir. Tek kullanımlık viyallerin kullanılması sayesinde temizlik ve sanitasyon gereksinimi en aza indirilir. Blok sonotrot otoklavlanabilir.
2. UIP400MTP Plaka Sonikatörü 96 kuyucuklu plakalar gibi mikrotitre ve çok kuyucuklu plakalarla çalıştığınızda idealdir. Çok kuyucuklu plakanızı veya petri kabınızı UIP400MTP sonikatörüne yerleştirmeniz yeterlidir; tüm numuneler eşit şekilde sonikasyona tabi tutulur. UIP400MTP Plaka Sonikatörü ile yüksek numune işleme kapasitesine sahip numune işleme basit ve verimli hâle gelir!
3. Prob tipi laboratuvar sonikatörleri yelpazesinde 50 watt, 100 watt, 200 watt ve 400 watt gücündeki homojenizatörler seçilebilir.
   UP50H (50W)
   UP100H (100W)
   UP200Ht / UP200St (200W)
   UP400St (400W)

Ultrasonik Doku Homojenizatörlerinin Uygulamaları ve Kullanımı

Ultrasonik homojenizatörler, moleküler düzeydeki hücre içi maddelerin ekstraksiyonundan önce doku öğütme, hücre parçalama ve lizis ile biyolojik numunelerin homojenizasyonu için yaygın olarak kullanılır. Numunelerin kontrollü sonikasyonu sayesinde lizisten ekstraksiyona ve homojenizasyona kadar tüm adımlar aynı ultrasonik hücre parçalayıcı kullanılarak gerçekleştirilebilir.
Ultrasonik homojenizatörlerin büyük avantajı, güç girdisinin ve sonikasyon şiddetinin kolayca ayarlanabilmesidir. Hielscher ultrasonik hücre parçalayıcıları (lizis cihazları), genliği %20 ile %100 arasında ayarlayarak sonikasyon şiddetinin kontrol edilmesine olanak tanır.
Sürekli çalışmaya alternatif olarak ultrasonik homojenizatör, örneğin ısıya duyarlı dokuların sonikasyonu için çevrim moduna ayarlanabilir. Darbe modunda sonikasyon, sonikatörün periyodik çevrimler hâlinde yüksek şiddetli ultrasonik dalgalar üretmesi anlamına gelir. Sonikasyon periyodunun süresi ve dinlenme süresi kullanıcı tarafından ayrı ayrı ayarlanabilir.
Darbeli sonikasyonda, dinlenme süresi boyunca sonikasyona tabi tutulan malzeme dinlenme durumuna dönebilir ve numune soğuyabilir (dinlenme süresi ısının uzaklaştırılması için kullanılarak). Böylece işlem şiddeti dokuya uygun şekilde hassas olarak ayarlanabilir ve numunenin istenmeyen şekilde ısınması azaltılır.
Ultrasonik doku homojenizatörleri dayanıklı ve kullanıcı dostudur; aynı zamanda tüm önemli işlem parametreleri üzerinde tam kontrol sayesinde tekrarlanabilirliği sağlayan güvenilir sonuçlar üretir.
Ultrasonik doku öğütme, hücre parçalama, lizis, ekstraksiyon ve homojenizasyonun yaygın uygulama alanları arasında biyoloji ve ilaç laboratuvarları, mikrobiyoloji, proteomik ve genomik araştırmalar (örneğin Western blot ve enzim bağlı immünosorbent testi ELISA öncesinde proteinlerin serbest bırakılması) ile gıda, ilaç ve kozmetik endüstrileri için bitkisel ekstraktların ve biyoaktif bileşiklerin üretimi yer alır.

• Numune hazırlama, doku homojenizasyonu, lizis ve ekstraksiyona (örneğin hücreler, bakteriler, sporlar, aktif bileşikler) ilişkin özel işlem önerileri için buraya tıklayın!
• Sonikatörlerin proteomik araştırmalar için neden vazgeçilmez bir araç olduğunu burada okuyun!
• Sonikasyonun genomik araştırma çalışmalarını nasıl kolaylaştırdığını öğrenin!

Literatür / Kaynaklar

• 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.