Quy trình sử dụng máy siêu âm đa mẫu Hielscher trong phân tích màng sinh học và hệ protein

Việc sử dụng máy siêu âm đa mẫu, chẳng hạn như máy siêu âm đa ống VialTweeter và máy siêu âm đĩa vi giếng UIP400MTP, giúp tinh gọn quy trình làm việc trong phòng thí nghiệm cho các ứng dụng cần xử lý lượng mẫu lớn. Cả hai thiết bị đều cho phép xử lý siêu âm chính xác và đồng đều trên nhiều mẫu, giảm thiểu sự biến thiên và nâng cao khả năng tái lập. Điều này đặc biệt có lợi trong các thí nghiệm đòi hỏi ly giải mẫu, tách màng sinh học, chiết xuất protein hoặc phân giải protein một cách nhất quán, trong đó các phương pháp thủ công hoặc xử lý từng mẫu kém hiệu quả hơn và dễ cho kết quả thiếu nhất quán.

Tinh gọn quy trình làm việc với máy siêu âm đa mẫu

Ví dụ, UIP400MTP cho phép xử lý siêu âm đồng thời các giếng trên đĩa vi giếng, bảo đảm tách màng sinh học hoặc vật liệu tế bào một cách đồng đều. Trong khi đó, VialTweeter cho phép ly giải và đồng nhất hóa chính xác nhiều mẫu trong ống mà không gây nhiễm chéo. Các máy siêu âm này giúp giảm đáng kể thời gian xử lý, cải thiện khả năng tái lập của thí nghiệm và duy trì mức độ toàn vẹn cao của mẫu, trở thành những công cụ không thể thiếu trong nghiên cứu vi sinh vật học, hệ protein học và sinh học phân tử.
Dưới đây là quy trình chi tiết minh họa việc sử dụng các mẫu máy siêu âm đa mẫu Hielscher, gồm máy siêu âm đa ống VialTweeter và máy siêu âm đĩa vi giếng UIP400MTP, trong một nghiên cứu về sự hình thành màng sinh học của E. coli và phân tích hệ protein sau đó.

Quy trình: Hình thành, tách màng sinh học và phân tích hệ protein bằng máy siêu âm đa mẫu Hielscher

1. Chuẩn bị dịch nuôi cấy vi khuẩn

• Nuôi cấy vi khuẩn E. coli (chủng W3110) ở 30°C, nhiệt độ thuận lợi cho sự hình thành màng sinh học của E. coli, trong môi trường canh thang tryptone (TB) chứa:
  – 10 g/L tryptone
  – 5 g/L NaCl
• Bổ sung kháng sinh khi cần để bảo đảm duy trì plasmid.
• Đối với các nghiên cứu hiển vi và hoạt tính promoter, sử dụng chủng E. coli W3110 có gen chỉ thị GFP tăng cường (eGFP) trong bộ gen, dưới sự kiểm soát của promoter rplL.
• Sử dụng các plasmid chỉ thị GFP cho nhiều promoter khác nhau (ví dụ: csgA, csgD, fliA, fliC, flhD ) để đo hoạt tính của các promoter.

2. Nuôi và tách màng sinh học

• Cấy 1,5 mL dịch nuôi cấy vi khuẩn đã pha loãng vào mỗi giếng của đĩa 12 giếng (đĩa 12 giếng CellStar, Greiner Bio-One).
• Ủ để màng sinh học hình thành.
• Cẩn thận loại bỏ dịch nuôi cấy chứa tế bào sống trôi nổi (không bám dính).

– Rửa mỗi giếng bằng 500 µL PBS.
– Tách các tế bào bám dính bằng cách xử lý siêu âm đĩa 12 giếng trong máy siêu âm đĩa vi giếng UIP400MTP. UIP400MTP bảo đảm tách đồng đều bằng cách cung cấp năng lượng siêu âm nhất quán trên tất cả các giếng.
– Cài đặt siêu âm: biên độ 60%, chế độ chu kỳ: BẬT 60 sec / TẮT 30 sec.

3. Thu hoạch và ly giải tế bào

• Ly tâm các tế bào màng sinh học đã tách ở 4.500 g trong 5 phút.
• Rửa tế bào trong cặn lắng bằng PBS.
• Tái huyền phù tế bào trong 100 µL dung dịch natri lauroyl sarcosinate (SLS) 2% và ủ ở 95°C trong 15 phút.
• Xử lý siêu âm bằng máy siêu âm đa ống VialTweeter để bảo đảm ly giải tế bào hoàn toàn.
  – Cài đặt siêu âm: biên độ 100%, BẬT 50 s / TẮT 10 s với tổng thời gian chạy 10 min; giữ mẫu trên đá.

4. Khử và alkyl hóa

• Thêm 5 mM Tris(2-carboxyethyl)phosphine (TCEP) để khử các liên kết disulfide và ủ ở 95°C trong 15 phút.
• Alkyl hóa protein bằng 10 mM iodoacetamide trong 30 phút ở 25°C.

5. Định lượng và phân giải protein

• Ly tâm dịch ly giải để loại bỏ mảnh vụn.
• Định lượng hàm lượng protein tổng số bằng Pierce BCA Protein Assay Kit.
• Phân giải 50 µg protein tổng số bằng 1 µg trypsin trong dung dịch chứa 2% SLS và 100 mM amoni bicarbonate.
• Ủ phản ứng phân giải qua đêm ở 30°C.

6. Tinh sạch peptide

• Kết tủa SLS bằng cách thêm axit trifluoroacetic (TFA) 1,5%, sau đó ly tâm.
• Tinh sạch peptide bằng cột ly tâm vi lượng C18.
• Làm khô peptide đã tinh sạch và tái huyền phù trong TFA 0,1%.

7. Sắc ký lỏng – khối phổ (LC-MS/MS)

• Phân tích peptide trên máy khối phổ Q-Exactive Plus ghép nối với hệ thống Ultimate 3000 RSLC nano.
• Tách peptide bằng cột HPLC pha đảo (75 µm × 42 cm) được nhồi hạt nhựa C18 (2,4 µm).
• Áp dụng chương trình gradient từ 2% đến 35% dung môi B (acetonitrile chứa axit formic 0,15%) trong 140 phút.
• Thu nhận dữ liệu bằng các lượt quét MS có độ phân giải cao, tiếp theo là các lượt quét khối phổ nối tiếp MS/MS của 10 ion có cường độ cao nhất.

8. Phân tích dữ liệu

• Xử lý dữ liệu LC-MS thô bằng phần mềm Progenesis.
• Xuất các tệp .mgf và phân tích bằng MASCOT.
• Thực hiện định lượng peptide bằng SafeQuant để kiểm soát chất lượng và hiệu chỉnh phát hiện sai.
• Thực hiện tất cả các thí nghiệm với hai hoặc ba lần lặp để bảo đảm khả năng tái lập.

Máy siêu âm đa mẫu để chuẩn bị mẫu với năng suất cao

Các mẫu máy siêu âm đa mẫu VialTweeter và UIP400MTP nâng cao đáng kể độ chính xác và hiệu quả của quy trình thí nghiệm, đặc biệt trong nghiên cứu màng sinh học và hệ protein học. Khả năng xử lý đồng đều nhiều mẫu của các thiết bị này bảo đảm năng suất xử lý mẫu cao mà không ảnh hưởng đến chất lượng dữ liệu. Những lợi ích này, kết hợp với các quy trình làm việc được tinh gọn nêu trên, khiến máy siêu âm đa mẫu Hielscher trở thành công cụ thiết yếu cho nghiên cứu sinh học hiện đại.

Thiết kế, sản xuất và tư vấn – Chất lượng sản xuất tại Đức

Máy siêu âm Hielscher nổi tiếng với chất lượng và tiêu chuẩn thiết kế cao nhất. Độ bền và khả năng vận hành dễ dàng cho phép tích hợp thuận lợi máy siêu âm của chúng tôi vào các cơ sở công nghiệp. Máy siêu âm Hielscher dễ dàng đáp ứng các điều kiện khắc nghiệt và môi trường đòi hỏi cao.

Hielscher Ultrasonics là công ty được chứng nhận ISO và đặc biệt chú trọng đến máy siêu âm hiệu năng cao có công nghệ tiên tiến nhất 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.