Мініатюризація аналізів завдяки високопродуктивній ультразвуковій обробці
Мініатюризація аналізів є визначальною тенденцією сучасних досліджень у галузі наук про життя. Оскільки лабораторії прагнуть обробляти більшу кількість зразків, одночасно зменшуючи споживання реагентів і витрати на експерименти, менші об’єми реакційних сумішей та робочі процеси з використанням мікропланшетів дедалі частіше замінюють традиційні аналізи в пробірках. Такий перехід до мініатюризації аналізів дає дослідникам змогу прискорювати розроблення аналізів, скорочувати експериментальні цикли й отримувати надійніші набори даних завдяки вищій щільності розміщення зразків.
Виклики мініатюризації аналізів
Мініатюризовані аналізи також створюють технічні виклики. Робота з малими об’ємами зразків у мікропланшетах із високою щільністю лунок потребує високої однорідності підготовки зразків у всіх лунках. Відмінності в умовах обробки можуть швидко призвести до неузгоджених результатів, особливо в робочих процесах, що передбачають руйнування клітин, екстракцію нуклеїнових кислот, виділення білків або диспергування наночастинок. Тому забезпечення рівномірної обробки всіх зразків стає критично важливим для збереження надійності даних і відтворюваності експериментів.
Подолайте виклики мініатюризації аналізів за допомогою UIP400MTP
Ультразвуковий гомогенізатор для мікропланшетів UIP400MTP розв’язує ці проблеми, забезпечуючи високопродуктивну ультразвукову обробку безпосередньо у стандартних багатолункових планшетах. Замість обробки кожного зразка окремо система одночасно подає ультразвукову енергію на весь мікропланшет. Такий підхід забезпечує однакові умови ультразвукової обробки в кожній лунці, водночас значно підвищуючи швидкість обробки. Завдяки цьому дослідники можуть безперешкодно інтегрувати ультразвукову підготовку зразків у сучасні високопродуктивні робочі процеси.
Ультразвукова обробка вже давно є перевіреним методом у лабораторіях наук про життя. Ультразвук ефективно руйнує клітинні мембрани, фрагментує ДНК, екстрагує внутрішньоклітинні біомолекули та диспергує частинки. Проте традиційні методи ультразвукової обробки часто потребують зондових систем або послідовної обробки кожної пробірки, що може обмежувати продуктивність за великої кількості зразків. Натомість UIP400MTP дає лабораторіям змогу обробляти цілі мікропланшети одночасно, усуваючи потребу в повторюваних маніпуляціях з окремими зразками та забезпечуючи справді масштабовані робочі процеси.
Переваги ультразвукового гомогенізатора для мікропланшетів UIP400MTP
Ключовою перевагою UIP400MTP є здатність забезпечувати рівномірний розподіл ультразвукової енергії між усіма лунками мікропланшета. Однакові умови ультразвукової обробки необхідні для збереження відтворюваності високопродуктивних аналізів, особливо під час порівняння сотень зразків у межах одного експерименту. Одночасно обробляючи всі лунки за однакових параметрів, UIP400MTP забезпечує однакові умови обробки кожного зразка.
Ця можливість забезпечує широкий спектр застосувань у науках про життя, що ґрунтуються на контрольованій ультразвуковій обробці. Дослідники використовують високопродуктивну ультразвукову обробку для таких завдань:
- лізис і солюбілізація клітин для молекулярного аналізу
- екстракція ДНК і РНК із біологічних зразків
- фрагментація ДНК для робочих процесів у геноміці
- екстракція білків для протеоміки та біохімічних досліджень
- підготовка бібліотек для секвенування нового покоління (NGS)
- диспергування наночастинок у нанобіотехнологічних дослідженнях
- відокремлення клітин або біоплівок від поверхонь
Оскільки ультразвукова обробка здійснюється рівномірно по всьому планшету, експериментальна мінливість зводиться до мінімуму, а подальші аналітичні робочі процеси стають надійнішими.
Ще одним важливим аспектом мініатюризації аналізів є дедалі ширше впровадження лабораторної автоматизації та роботизованих робочих станцій. Автоматизовані системи роботи з рідинами та інтегровані роботизовані платформи дають лабораторіям змогу обробляти велику кількість зразків із мінімальним ручним втручанням. Для роботи в таких умовах лабораторне обладнання має бути спроєктоване для безперешкодної інтеграції в автоматизовані системи.
UIP400MTP забезпечує надійну підготовку зразків і просту інтеграцію в наявні лабораторні робочі процеси
Інтеграція в автоматизовані лабораторні робочі станції
UIP400MTP розроблено з урахуванням цієї вимоги. Його продумана конструкція, компактні габарити та надзвичайно міцний корпус дають змогу легко вбудовувати його в автоматизовані лабораторні робочі станції. Систему можна інтегрувати в роботизовані робочі процеси разом з автоматизованими системами роботи з рідинами, зчитувачами мікропланшетів та іншими високопродуктивними аналітичними приладами. Завдяки цій сумісності пристрій особливо підходить для лабораторій, що виконують автоматизовані клітинні аналізи, геномні робочі процеси або скринінгові експерименти, у яких відтворюваність і масштабованість мають вирішальне значення. Дізнайтеся більше про інтеграцію UIP400MTP в автоматизовані системи роботи з рідинами!
| Ультразвуковий пристрій: основні переваги для роботизованої автоматизації | Чому це важливо |
| Підтримка стандартних планшетів | Працює з форматами SBS, з якими роботи вже працюють. |
| Висока продуктивність | Паралельна ультразвукова обробка скорочує тривалість циклів. |
| Дистанційне керування та ведення журналів | Забезпечує роботу без нагляду та простежуваність. |
| Безконтактна ультразвукова обробка | Нижчий ризик забруднення та краща герметизація планшетів. |
| Контроль температури | Зберігає цілісність зразків під час автоматизованих циклів обробки. |
| Масштабованість для різних форматів лунок | Відповідає змінним потребам у продуктивності автоматизованої обробки. |
Сумісність із лабораторним програмним забезпеченням
Окрім механічної інтеграції, UIP400MTP підтримує цифрове підключення для автоматизованого керування та обміну даними. Сучасні лабораторії дедалі більше покладаються на мережеві прилади, якими можна дистанційно керувати, стан яких можна відстежувати та які можна інтегрувати в лабораторні інформаційні системи. Тому ультразвуковий пристрій для мікропланшетів має кілька добре документованих відкритих інтерфейсів, що полегшують зв’язок із платформами автоматизації та програмним забезпеченням для керування.
Основні можливості зв’язку та інтеграції включають:
- дистанційне керування через протоколи зв’язку на основі XML та JSON
- сумісність із ModBUS для систем промислової та лабораторної автоматизації
- підтримку SYSLOG для реєстрації подій і моніторингу системи
Ці інтерфейси на основі відкритих стандартів дають лабораторіям змогу включати UIP400MTP у складні автоматизовані робочі процеси та цифрову лабораторну інфраструктуру. У результаті дослідники можуть впроваджувати повністю автоматизовані процеси, у яких ультразвукова обробка мікропланшетів стає інтегрованим етапом ширшої послідовності експериментальних процедур.
Високопродуктивні ПЛР-аналізи з ультразвуковим пристроєм для 96-лункових планшетів UIP400MTP
Передові дослідження в галузі наук про життя з ультразвуковим пристроєм для аналізів
Оскільки дослідження в галузі наук про життя продовжують рухатися до вищої продуктивності, менших реакційних об’ємів та автоматизованих робочих процесів, технології, що підтримують мініатюризацію аналізів, набувають дедалі більшого значення. Надійна підготовка зразків залишається ключовим чинником успішного проведення експериментів, особливо коли сотні чи тисячі зразків необхідно обробляти за однакових умов.
Забезпечуючи високопродуктивну ультразвукову обробку з рівномірним розподілом енергії по всій площі мікропланшетів, UIP400MTP надає дослідникам потужний інструмент для масштабованої та відтворюваної підготовки зразків. Його конструкція, готова до автоматизації, цифрове підключення та сумісність зі стандартними мікропланшетами роблять його ідеальним рішенням для лабораторій, які прагнуть оптимізувати розроблення аналізів, зберігаючи наукову строгість.
Таким чином, ультразвуковий пристрій для мікропланшетів UIP400MTP допомагає спростити розв’язання одного з основних завдань сучасних лабораторних робочих процесів: забезпечення стабільної, високоякісної підготовки зразків в умовах дедалі більшої мініатюризації та автоматизації експериментів.
Ультразвукова обробка у високопродуктивних аналізах за допомогою ультразвукового пристрою для 96-лункових планшетів UIP400MTP
Література / Джерела
- 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.
- 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.
- 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.
Поширені запитання
Що таке аналіз?
Аналіз – це аналітична процедура, яку використовують для якісного виявлення або кількісного вимірювання наявності, концентрації, активності чи функціонального ефекту біологічної молекули, популяції клітин або біохімічного процесу в зразку. Аналізи є основними інструментами в науках про життя, біохімії та фармацевтичних дослідженнях, що дають ученим змогу вивчати молекулярні взаємодії, активність ферментів, експресію генів, життєздатність клітин і багато інших біологічних параметрів у контрольованих експериментальних умовах.
Які аналізи найпоширеніші?
До найпоширеніших аналізів у дослідженнях у галузі наук про життя належать імуноферментний аналіз (ELISA) для виявлення білків або антитіл, аналізи на основі полімеразної ланцюгової реакції (PCR) та кількісної PCR (qPCR) для виявлення й кількісного визначення нуклеїнових кислот, аналізи життєздатності клітин, як-от MTT-аналіз або резазуриновий аналіз, аналізи з використанням репортерних генів для вивчення регуляції генів, а також аналізи активності ферментів, що вимірюють каталітичні реакції. Крім того, у біотехнології та розробці лікарських засобів широко використовують аналізи для екстракції ДНК/РНК, кількісного визначення білків (наприклад, аналіз за Бредфордом або BCA-аналіз) і високопродуктивного скринінгу.
Які існують 4 типи аналізів?
Аналізи часто поділяють на чотири основні типи залежно від використовуваного аналітичного принципу.
- Біохімічні аналізи вимірюють активність або концентрацію біомолекул, як-от ферментів, білків чи метаболітів, у контрольованому реакційному середовищі.
- Клітинні аналізи оцінюють біологічні процеси в живих клітинах, як-от проліферацію клітин, цитотоксичність, сигнальні шляхи або експресію генів.
- Імуноаналізи використовують взаємодії антиген–антитіло для виявлення конкретних білків або біомаркерів із високою специфічністю.
- Аналізи зв’язування досліджують взаємодію між молекулами, наприклад зв’язування ліганд–рецептор або білок–білкові взаємодії, що особливо важливо для пошуку лікарських засобів і фармакологічних досліджень.
У чому різниця між аналізом і тестом?
Різниця між аналізом і тестом полягає переважно в їхньому науковому охопленні та контексті. Аналіз – це зазвичай стандартизована аналітична процедура, призначена для вимірювання конкретного біологічного або хімічного параметра за визначеною методикою, яку часто використовують у дослідженнях, розробці лікарських засобів і контролі якості. Тест – це ширший термін, що означає будь-яке оцінювання або перевірку для визначення наявності, стану чи працездатності чогось. У науковому та клінічному контекстах багато діагностичних тестів ґрунтуються на аналізах, але термін «тест» може також стосуватися неаналітичних оцінювань або спрощених діагностичних процедур.
Чи підходить ультразвуковий пристрій для мікропланшетів UIP400MTP для високопродуктивної підготовки зразків?
Так, UIP400MTP – це безконтактний ультразвуковий пристрій зі сфокусованою дією, що оптимізує робочі процеси в мікропланшетах. Працюючи з будь-якими 6-, 12-, 24-, 48-, 96- і 384-лунковими планшетами, UIP400MTP легко забезпечує підготовку зразків із середньою та високою пропускною здатністю.
Дізнайтеся більше про підготовку зразків із середньою та високою пропускною здатністю за допомогою безконтактного ультразвукового пристрою зі сфокусованою дією!
Hielscher Ultrasonics виготовляє високопродуктивні ультразвукові гомогенізатори від лабораторних до промислових розмірів.