Thay thế Cell Scraping bằng Máy siêu âm thông lượng cao UIP400MTP
Việc tách và chiết xuất các dòng tế bào bám dính từ các đĩa đa giếng để phân tích đa omics là một công việc hàng ngày trong phòng thí nghiệm. Tách tế bào thông lượng cao bằng cách sử dụng máy siêu âm tấm đa giếng UIP400MTP thay thế việc cạo tế bào thủ công dẫn đến năng suất RNA, tổng lipid và tổng chất chuyển hóa phân cực cao hơn. Một phương pháp mới tích hợp máy siêu âm Hielscher UIP400MTP với máy trạm xử lý chất lỏng Beckman Coulter i7, cho phép xử lý tế bào thông lượng cao, có thể tái tạo và hiệu quả để chiết xuất RNA, chất chuyển hóa và lipid. Phương pháp được trình bày vượt trội hơn các phương pháp cạo tế bào thủ công truyền thống bằng cách đạt được khả năng tái tạo và năng suất vượt trội trên các loại tế bào và điều kiện thí nghiệm khác nhau.
Hợp lý hóa việc tách tế bào với Máy siêu âm tấm Microplate Sonicator UIP400MTP
Hệ thống nuôi cấy tế bào bám dính đóng một vai trò quan trọng trong nghiên cứu độc chất và y sinh. Trong bối cảnh này, Cruchley-Fuge et al. (2024) đã giải quyết một thách thức đáng kể trong dự án PrecisionTox tập trung vào việc tận dụng các công nghệ omics để đánh giá mối nguy hóa học. Dự án nhằm mục đích phân tích thông lượng cao của hàng nghìn mẫu được xử lý bằng các hóa chất đa dạng. Để đáp ứng nhu cầu này, các nhà nghiên cứu đã phát triển một quy trình làm việc tự động kết hợp máy siêu âm UIP400MTP với các quy trình chiết xuất hai mặt đã được thiết lập để phân tích sắc ký lỏng-khối phổ (LC-MS). Nghiên cứu của họ đánh giá hiệu quả của UIP400MTP Multi-Well Plate Sonicator trong việc tách các tế bào bám dính so với cạo thủ công và các phương pháp truyền thống khác.
Tách cấy tế bào bám dính khỏi bất kỳ tấm vi mô tiêu chuẩn nào – ở thông lượng cao với máy siêu âm UIP400MTP
Hợp lý hóa Multi-Omics: Chiết xuất tế bào kết dính tự động với UIP400MTP
Nhóm nghiên cứu của Laura Cruchley-Fuge từ Đại học Birmingham đã sử dụng ba dòng tế bào người: HepG2 (tế bào ung thư gan), HepaRG (tế bào giống tế bào gan biệt hóa) và H295R (tế bào ung thư tuyến thượng thận). Các tế bào này được nuôi cấy trong đĩa 24 giếng và 96 giếng và tiếp xúc với các hóa chất thử nghiệm như aflatoxin B1 và forskolin.
Thiết kế thử nghiệm:
- Giai đoạn 1: Tối ưu hóa cài đặt công suất của máy siêu âm UIP400MTP và so sánh với cạo tế bào thủ công và bể nước âm thanh. Tế bào HepG2 được sử dụng để đánh giá RNA, chất chuyển hóa và phục hồi lipid.
- Giai đoạn 2: Tích hợp UIP400MTP vào quy trình chiết xuất hai pha bằng hệ thống Beckman Coulter i7. Xác nhận được tiến hành bằng cách sử dụng các tế bào HepaRG và H295R.
Quy trình khai thác: Quy trình làm việc bao gồm phơi nhiễm hóa chất trong các đĩa nhiều giếng, tách tế bào bằng cách sử dụng UIP400MTP và chiết xuất hai pha thông qua Bligh & Thợ nhuộm (B&D) phương pháp. Phân tích LC-MS được thực hiện bằng cách sử dụng Thermo Scientific Orbitrap Exploris 120 cho các hợp chất ưa mỡ và phân cực. The B&Phương pháp D, một tiêu chuẩn vàng để định lượng lipid, bao gồm chiết xuất hai bước với metanol, chloroform và nước, sau đó là định lượng lipid trong giai đoạn chloroform.
Máy siêu âm tấm siêu âm UIP400MTP tạo điều kiện cho việc tách các dòng tế bào bám dính khỏi đĩa nhiều giếng và đĩa Petri
Kết quả:
- Giai đoạn 1: Các điều kiện siêu âm tối ưu được xác định ở công suất 60%.
Máy UIP400MTP mang lại khả năng thu hồi RNA cao nhất với khả năng tái tạo vượt trội so với cạo thủ công và tắm âm thanh.
Phục hồi chất chuyển hóa phân cực phù hợp giữa các phương pháp, trong khi khả năng phục hồi lipid vượt trội hơn đáng kể so với UIP400MTP. - Giai đoạn 2: Xác nhận trên các tế bào HepaRG và H295R đã chứng minh khả năng tái tạo cao trong dữ liệu lipidomics và chuyển hóa học, như được chỉ ra bởi điểm PCA được phân cụm chặt chẽ.
Các phương pháp điều trị bằng Aflatoxin B1 và forskolin được phân biệt hiệu quả với các đối chứng, nhấn mạnh độ nhạy và độ tin cậy của phương pháp.
Máy siêu âm tấm siêu âm UIP400MTP để tách tế bào thông lượng cao
“Thiết bị siêu âm Hielscher UIP400MTP cung cấp một cách tiếp cận thay thế chất lượng cao và có thể tái tạo cho "tiêu chuẩn vàng" của việc cạo tế bào thủ công, dẫn đến năng suất RNA, tổng lipid và tổng chất chuyển hóa phân cực cao hơn.” (Cruchley-Fuge và cộng sự, 2024)
Cruchley-Fuge và cộng sự nêu bật những ưu điểm của máy siêu âm UIP400MTP để xử lý tế bào bám dính. Bằng cách thay thế việc cạo thủ công, phương pháp này nâng cao khả năng tái tạo, thông lượng và năng suất, khiến nó trở thành một công cụ vô giá cho các nghiên cứu quy mô lớn như PrecisionTox. Việc tích hợp UIP400MTP vào quy trình làm việc tự động không chỉ làm giảm sự thay đổi mà còn hợp lý hóa các quy trình sử dụng nhiều lao động, cho phép thu thập dữ liệu đa omics chất lượng cao.
Công việc của Cruchley-Fuge et al. (2024) tạo điều kiện thuận lợi và hợp lý hóa quá trình xử lý nuôi cấy tế bào kết dính để phân tích đa omics. Việc tích hợp máy siêu âm UIP400MTP với quy trình làm việc tự động đảm bảo chuẩn bị mẫu nhất quán và hiệu quả, làm cho nó trở nên lý tưởng cho nghiên cứu độc chất thông lượng cao.
Các UIP400MTP không phải là một bồn tắm siêu âm. Đó là một chiếc sừng cốc cường độ cao để tập trung sonication. Sonicator không tiếp xúc mạnh mẽ này cung cấp một sonication đồng nhất trên tất cả các giếng của tấm giếng tiêu chuẩn của bạn. Bạn có quyền kiểm soát chính xác biên độ, công suất và xung động. Bộ hẹn giờ và đầu dò nhiệt độ tích hợp đảm bảo kết quả nhất quán. Máy sonicator tấm UIP400MTP làm mát các mẫu bằng bồn nước (tùy chọn máy làm lạnh bên ngoài).
Thiết kế, sản xuất và tư vấn – Chất lượng Sản xuất tại Đức
Hielscher ultrasonicators nổi tiếng với chất lượng cao nhất và tiêu chuẩn thiết kế của họ. Mạnh mẽ và hoạt động dễ dàng cho phép tích hợp trơn tru của ultrasonicators của chúng tôi vào các cơ sở công nghiệp. Điều kiện khắc nghiệt và môi trường đòi hỏi dễ dàng được xử lý bởi Hielscher ultrasonicators.
Hielscher Ultrasonics là một công ty được chứng nhận ISO và đặc biệt chú trọng vào các máy siêu âm hiệu suất cao có công nghệ hiện đại và thân thiện với người dùng. Tất nhiên, máy siêu âm Hielscher tuân thủ CE và đáp ứng các yêu cầu của UL, CSA và RoHs.
Tách tế bào thông lượng cao mà không cần cạo tế bào – Máy siêu âm UIP400MTP tạo điều kiện thuận lợi cho công việc trong phòng thí nghiệm.
Văn học / Tài liệu tham khảo
- 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.
Các câu hỏi thường gặp
Cell Detachment là gì?
Tách tế bào trong nghiên cứu đề cập đến quá trình tách các tế bào bám dính khỏi bề mặt của bình nuôi cấy hoặc chất nền. Điều này thường được thực hiện để thu hoạch tế bào cho các ứng dụng hạ nguồn như phân tích, nuôi cấy phụ hoặc bảo quản lạnh. Có thể đạt được sự tách rời bằng cách sử dụng các phương pháp enzym (ví dụ: trypsin), các tác nhân hóa học (ví dụ: EDTA), phương pháp cơ học (ví dụ: cạo) hoặc các kỹ thuật vật lý như siêu âm, tùy thuộc vào loại tế bào và yêu cầu nghiên cứu.
Làm thế nào để bạn tách các tế bào bám dính?
Tách các tế bào bám dính bằng cách sử dụng siêu âm liên quan đến việc áp dụng sóng siêu âm hội tụ để phá vỡ sự bám dính bề mặt tế bào trong môi trường được kiểm soát. Cụ thể, máy siêu âm tấm vi UIP400MTP đạt được điều này bằng cách tạo ra các rung động cơ học cục bộ phá vỡ liên kết giữa tế bào và bề mặt nuôi cấy. Các bước chính bao gồm:
- Chuẩn bị: Các tế bào được phát triển trong các đĩa nhiều giếng và có thể tiếp xúc với các hóa chất cụ thể như một phần của thiết kế thí nghiệm.
- Sonication: Máy siêu âm UIP400MTP được lập trình với các cài đặt được tối ưu hóa (ví dụ: công suất 60%) để đảm bảo tách ra hiệu quả mà không làm hỏng tế bào hoặc ảnh hưởng đến tính toàn vẹn của phân tử sinh học.
- Kiểm soát nhiệt độ: Thiết bị duy trì sự ổn định nhiệt độ để ngăn ngừa sự suy thoái tế bào hoặc phân tử do nhiệt gây ra trong quá trình này.
- Sau khi tách ra: Các tế bào tách rời phải tuân theo các giao thức chiết xuất hạ lưu, chẳng hạn như Bligh & Phương pháp hai pha nhuộm, để phục hồi RNA, lipid và chất chuyển hóa.
Phương pháp này vượt trội hơn so với cạo thủ công do tính tự động hóa, khả năng tái tạo và khả năng xử lý các mẫu thông lượng cao một cách hiệu quả.
Tách tế bào không gây hại là gì?
Sự tách tế bào không gây hại đề cập đến quá trình tách các tế bào kết dính khỏi chất nền của chúng mà không ảnh hưởng đến khả năng tồn tại, tính toàn vẹn hoặc chức năng của tế bào. Nó đạt được bằng cách sử dụng các phương pháp nhẹ nhàng như siêu âm có kiểm soát hoặc dung dịch không có enzyme.
Tránh phá hủy tế bào là rất quan trọng để bảo tồn tế bào’ Đặc điểm cấu trúc và phân tử, rất cần thiết cho các ứng dụng hạ nguồn chính xác như phân tích đa omics, xét nghiệm chức năng hoặc sử dụng điều trị. Các tế bào bị tổn thương có thể giải phóng nội dung nội bào, có khả năng làm nhiễu kết quả thí nghiệm hoặc ảnh hưởng đến chất lượng mẫu.
Ưu điểm của việc tách tế bào không chứa enzyme là gì?
Sự tách tế bào không có enzyme mang lại một số lợi thế, bao gồm bảo tồn các protein và thụ thể bề mặt tế bào, duy trì khả năng tồn tại của tế bào và tránh tổn thương enzyme tiềm ẩn đối với các phân tử sinh học. Cách tiếp cận này đặc biệt có lợi cho các ứng dụng hạ nguồn nhạy cảm, chẳng hạn như đo tế bào dòng chảy, proteomics hoặc xét nghiệm chức năng, nơi các thay đổi enzym có thể ảnh hưởng đến chất lượng dữ liệu hoặc kết quả thí nghiệm. Ngoài ra, các phương pháp không chứa enzyme thường có khả năng tái tạo cao hơn và có thể được điều chỉnh cho quy trình làm việc thông lượng cao.
Hielscher Ultrasonics sản xuất homogenizers siêu âm hiệu suất cao từ phòng thí nghiệm đến quy mô công nghiệp.