Замініть зіскрібання клітин високопродуктивним ультразвуковим пристроєм UIP400MTP
Відокремлення та екстракція адгезивних клітинних ліній із багатолункових планшетів для мультиомного аналізу – щоденне завдання в лабораторіях. Високопродуктивне відокремлення клітин за допомогою ультразвукового пристрою для багатолункових планшетів UIP400MTP замінює ручне зіскрібання клітин, забезпечуючи вищий вихід РНК, загальних ліпідів і загальних полярних метаболітів. Новий метод поєднує ультразвуковий пристрій Hielscher UIP400MTP з автоматизованою станцією для роботи з рідинами Beckman Coulter i7, забезпечуючи високопродуктивну, відтворювану й ефективну обробку клітин для екстракції РНК, метаболітів і ліпідів. Представлений метод перевершує традиційні методи ручного зіскрібання клітин, забезпечуючи кращу відтворюваність і вищий вихід для різних типів клітин та експериментальних умов.
Спростіть відокремлення клітин за допомогою ультразвукового пристрою для мікропланшетів UIP400MTP
Системи культивування адгезивних клітин відіграють вирішальну роль у токсикологічних і біомедичних дослідженнях. У цьому контексті Cruchley-Fuge та співавт. (2024) розв’язували важливе завдання в межах проєкту PrecisionTox, спрямованого на застосування оміксних технологій для оцінювання небезпеки хімічних речовин. Метою проєкту був високопродуктивний аналіз тисяч зразків, оброблених різними хімічними речовинами. Для задоволення цієї потреби дослідники розробили автоматизований робочий процес, що поєднує ультразвуковий пристрій UIP400MTP з усталеними протоколами двофазної екстракції для аналізу методом рідинної хроматографії з мас-спектрометрією (LC-MS). У їхньому дослідженні оцінюється ефективність ультразвукового пристрою для багатолункових планшетів UIP400MTP у відокремленні адгезивних клітин порівняно з ручним зіскрібанням та іншими традиційними методами.
Оптимізація мультиомного аналізу: автоматизована екстракція адгезивних клітин за допомогою UIP400MTP
Дослідницька група Лаури Крачлі-Ф’юдж з Бірмінгемського університету використовувала три клітинні лінії людини: HepG2 (клітини раку печінки), HepaRG (диференційовані гепатоцитоподібні клітини) та H295R (клітини раку надниркових залоз). Ці клітини культивували у 24-лункових і 96-лункових планшетах та піддавали впливу досліджуваних хімічних речовин, зокрема афлатоксину B1 і форсколіну.
Дизайн експерименту:
- Етап 1: Оптимізація налаштувань потужності ультразвукового пристрою UIP400MTP та порівняння з ручним зіскрібанням клітин і водяними ультразвуковими ваннами. Для оцінювання виходу РНК, метаболітів і ліпідів використовували клітини HepG2.
- Етап 2: Інтеграція UIP400MTP у робочий процес двофазної екстракції з використанням системи Beckman Coulter i7. Валідацію проводили на клітинах HepaRG і H295R.
Робочий процес екстракції: Робочий процес охоплював вплив хімічних речовин у багатолункових планшетах, відокремлення клітин за допомогою UIP400MTP та двофазну екстракцію за методом Bligh & Dyer (B&D). Аналіз ліпофільних і полярних сполук методом LC-MS виконували за допомогою Thermo Scientific Orbitrap Exploris 120. Метод B&D, золотий стандарт кількісного визначення ліпідів, передбачає двоетапну екстракцію з метанолом, хлороформом і водою з подальшим кількісним визначенням ліпідів у хлороформній фазі.
Ультразвуковий пристрій для мікропланшетів UIP400MTP полегшує відокремлення адгезивних клітинних ліній від багатолункових планшетів і чашок Петрі
Результати:
- Етап 1: Оптимальні умови ультразвукової обробки було визначено за потужності 60%.
UIP400MTP забезпечив найвищий вихід РНК із винятковою відтворюваністю порівняно з ручним зіскрібанням та ультразвуковими ваннами.
Вихід полярних метаболітів був однаковим для всіх методів, тоді як вихід ліпідів був помітно вищим за використання UIP400MTP. - Етап 2: Валідація на клітинах HepaRG і H295R продемонструвала високу відтворюваність ліпідомних і метаболомних даних, про що свідчило щільне групування значень головних компонентів (PCA).
Зразки, оброблені афлатоксином B1 і форсколіном, ефективно відрізнялися від контрольних, що підкреслює чутливість і надійність методу.
Ультразвуковий пристрій для мікропланшетів UIP400MTP для високопродуктивного відокремлення клітин
«Ультразвуковий пристрій Hielscher UIP400MTP забезпечує високоякісний і відтворюваний альтернативний підхід до “золотого стандарту” ручного зіскрібання клітин, що дає вищий вихід РНК, загальних ліпідів і загальних полярних метаболітів». (Cruchley-Fuge et al., 2024)
Cruchley-Fuge та співавт. підкреслюють переваги ультразвукового пристрою UIP400MTP для обробки адгезивних клітин. Замінюючи ручне зіскрібання, цей метод підвищує відтворюваність, пропускну здатність і вихід, що робить його неоціненним інструментом для масштабних досліджень, таких як PrecisionTox. Інтеграція UIP400MTP в автоматизовані робочі процеси не лише зменшує варіабельність, а й спрощує трудомісткі процеси, забезпечуючи отримання високоякісних мультиомних даних.
Робота Cruchley-Fuge та співавт. (2024) полегшує та спрощує обробку адгезивних клітинних культур для мультиомного аналізу. Інтеграція ультразвукового пристрою UIP400MTP в автоматизовані робочі процеси забезпечує стабільну й ефективну підготовку зразків, завдяки чому він ідеально підходить для високопродуктивних токсикологічних досліджень.
Проєктування, виробництво та консультування – якість із Німеччини
Ультразвукові пристрої Hielscher добре відомі найвищими стандартами якості та проєктування. Міцність і простота експлуатації забезпечують безперешкодну інтеграцію наших ультразвукових пристроїв у промислові об’єкти. Ультразвукові пристрої Hielscher легко працюють у суворих умовах і складних середовищах.
Hielscher Ultrasonics – компанія, сертифікована за ISO, яка приділяє особливу увагу високопродуктивним ультразвуковим пристроям із найсучаснішими технологіями та зручністю користування. Звісно, ультразвукові пристрої Hielscher відповідають нормам CE та вимогам UL, CSA і RoHs.
Література / Посилання
- 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.
Поширені запитання
Що таке відокремлення клітин?
Відокремлення клітин у дослідженнях означає процес відділення адгезивних клітин від поверхні культуральної посудини або субстрату. Зазвичай це роблять для збирання клітин для подальшого застосування, зокрема аналізу, субкультивування або кріоконсервації. Відокремлення можна здійснювати за допомогою ферментативних методів (наприклад, трипсину), хімічних агентів (наприклад, EDTA), механічних методів (наприклад, зіскрібання) або фізичних методів, таких як ультразвукова обробка, залежно від типу клітин і вимог дослідження.
Як відокремлюють адгезивні клітини?
Відокремлення адгезивних клітин за допомогою ультразвукової обробки передбачає застосування сфокусованих ультразвукових хвиль для порушення адгезії клітин до поверхні в контрольованому середовищі. Зокрема, ультразвуковий пристрій для мікропланшетів UIP400MTP досягає цього, генеруючи локалізовані механічні коливання, які розривають зв’язки між клітинами та поверхнею для культивування. Основні етапи:
- Підготовка: Клітини вирощують у багатолункових планшетах і можуть піддавати впливу певних хімічних речовин відповідно до дизайну експерименту.
- Ультразвукова обробка: Ультразвуковий пристрій UIP400MTP програмують з оптимізованими налаштуваннями (наприклад, потужність 60%), щоб забезпечити ефективне відокремлення без пошкодження клітин або порушення цілісності біомолекул.
- Контроль температури: Пристрій підтримує стабільну температуру, щоб запобігти спричиненому нагріванням руйнуванню клітин або молекул під час процесу.
- Після відокремлення: Відокремлені клітини піддають подальшій екстракції за відповідними протоколами, зокрема двофазним методом Bligh & Dyer, для виділення РНК, ліпідів і метаболітів.
Цей метод перевершує ручне зіскрібання завдяки автоматизації, відтворюваності та здатності ефективно обробляти зразки з високою пропускною здатністю.
Що таке відокремлення клітин без пошкодження?
Відокремлення клітин без пошкодження означає процес відділення адгезивних клітин від їхнього субстрату без порушення життєздатності, цілісності або функціональності клітин. Цього досягають за допомогою щадних методів, таких як контрольована ультразвукова обробка або безферментні розчини.
Запобігання руйнуванню клітин має вирішальне значення для збереження їхніх структурних і молекулярних характеристик, необхідних для точності подальших застосувань, зокрема мультиомного аналізу, функціональних досліджень або терапевтичного використання. Пошкоджені клітини можуть вивільняти внутрішньоклітинний вміст, що потенційно спотворює результати експерименту або погіршує якість зразків.
Які переваги безферментного відокремлення клітин?
Безферментне відокремлення клітин має низку переваг, зокрема збереження білків і рецепторів клітинної поверхні, підтримання життєздатності клітин та уникнення потенційного ферментативного пошкодження біомолекул. Цей підхід особливо корисний для чутливих подальших застосувань, таких як проточна цитометрія, протеоміка або функціональні дослідження, де ферментативні зміни можуть погіршити якість даних або вплинути на результати експерименту. Крім того, безферментні методи часто мають вищу відтворюваність і можуть бути адаптовані до високопродуктивних робочих процесів.
Hielscher Ultrasonics виготовляє високопродуктивні ультразвукові гомогенізатори розмірами від лабораторних до промислових.

