Chuẩn bị mẫu bằng thiết bị siêu âm VialTweeter
Việc chuẩn bị mẫu trước khi phân tích có thể đòi hỏi nhiều quy trình tiền phân tích khác nhau như đồng nhất hóa mô, ly giải, chiết xuất protein, DNA, RNA, bào quan và các chất nội bào khác, hòa tan và khử khí. VialTweeter là thiết bị siêu âm độc đáo giúp chuẩn bị đồng thời nhiều ống mẫu trong các điều kiện hoàn toàn giống nhau. Nhờ xử lý siêu âm gián tiếp các ống nghiệm đóng kín, có thể tránh được nhiễm chéo và thất thoát mẫu.
Chuẩn bị mẫu bằng siêu âm
Xử lý siêu âm là kỹ thuật xử lý mẫu phổ biến nhằm chuẩn bị mẫu cho các phân tích như phản ứng chuỗi polymerase (PCR), Western blot, các phép thử, giải trình tự phân tử, sắc ký, v.v. Xử lý siêu âm là kỹ thuật được sử dụng rộng rãi trong phòng thí nghiệm để xử lý mẫu trước khi phân tích. Một ưu điểm lớn của xử lý siêu âm là nguyên lý hoạt động của siêu âm dựa trên các lực thuần túy cơ học. Quá trình ly giải và phá vỡ tế bào bằng siêu âm được thực hiện nhờ các lực cắt cơ học do siêu âm tạo ra, mang lại ưu điểm là các dung môi dùng để chiết xuất protein cũng có thể được sử dụng trong quá trình ly giải. Các thiết bị phá vỡ tế bào bằng siêu âm như VialTweeter phá vỡ thành / màng tế bào và thúc đẩy sự truyền khối giữa bên trong tế bào và dung môi. Nhờ đó, các chất phân tích (ví dụ: DNA, RNA, protein, bào quan, v.v.) được chuyển hiệu quả từ nền tế bào vào dung môi. Điều này có nghĩa là các bước dừng phản ứng và chiết xuất diễn ra đồng thời với quá trình phá vỡ tế bào bằng siêu âm, giúp quá trình ly giải bằng siêu âm đạt hiệu quả rất cao. Hơn nữa, việc chuẩn bị mẫu bằng siêu âm không đòi hỏi chất tẩy rửa và các thuốc thử ly giải khác, vốn có thể làm biến đổi và phá hủy cấu trúc của dịch ly giải và được biết là gây khó khăn cho quá trình tinh sạch sau đó. Một phương pháp ly giải khác là phá vỡ bằng enzyme đòi hỏi thời gian ủ dài và thường cho kết quả không có tính tái lập. Chuẩn bị mẫu bằng siêu âm khắc phục các vấn đề thường gặp trong quá trình chuẩn bị mẫu như đồng nhất hóa mô, phá vỡ tế bào, ly giải, chiết xuất protein và hòa tan dịch ly giải. Do cường độ xử lý siêu âm có thể được kiểm soát chính xác và điều chỉnh phù hợp với mẫu sinh học, có thể tránh được sự phân hủy và thất thoát mẫu. Nhiệt độ mẫu, chế độ xung và thời gian xử lý siêu âm được tự động giám sát và kiểm soát giúp đảm bảo kết quả tối ưu.
VialTweeter đặc biệt thuận tiện cho công việc trong phòng thí nghiệm đòi hỏi chuẩn bị đồng thời nhiều mẫu trong cùng điều kiện. VialTweeter là đầu siêu âm dạng khối có thể chứa tối đa 10 lọ (ví dụ: ống Eppendorf, ống ly tâm, ống NUNC, lọ đông lạnh) và xử lý siêu âm các lọ này với cường độ cao trong các điều kiện được kiểm soát chính xác. Do năng lượng siêu âm được ghép truyền qua thành lọ vào môi trường mẫu, các lọ vẫn đóng kín trong suốt quá trình xử lý. Nhờ đó, hoàn toàn tránh được thất thoát mẫu và nhiễm chéo.
Thiết bị chuẩn bị mẫu bằng siêu âm VialTweeter: VialTweeter là đầu siêu âm gắn trên bộ xử lý siêu âm UP200St
Các lọ và ống phù hợp với VialTweeter
VialTweeter phù hợp để chứa 10 ống đáy côn hoặc đáy tròn thông dụng như ống Eppendorf, ống ly tâm, lọ đông lạnh và nhiều loại lọ NUNC, nhưng các lỗ có thể được tùy chỉnh theo yêu cầu để phù hợp với các kích thước lọ và ống khác. Vui lòng cho chúng tôi biết loại ống nghiệm bạn muốn sử dụng để chúng tôi có thể điều chỉnh VialTweeter của bạn cho phù hợp. Đối với các ống nghiệm lớn hơn như ống Falcon và các loại vật chứa mẫu thử, cốc có mỏ và bình khác, VialPress là một giải pháp thuận tiện.
Tìm hiểu thêm về mẫu VialTweeter VT26dxx được tùy chỉnh cho kích thước ống nghiệm cụ thể của bạn, ví dụ như ống Falcon!
VialTweeter kết hợp với VialPress
Bản thân VialTweeter với 10 lỗ đặt ống đã là một thiết bị siêu âm độc đáo với tính năng vượt trội, còn phụ kiện VialPress giúp VialTweeter trở nên đa năng và linh hoạt hơn nữa khi vận hành. VialPress là phụ kiện dành cho VialTweeter, gồm một thanh kẹp cho phép cố định các ống mẫu lớn hơn như ống Falcon hoặc các cốc thí nghiệm cỡ nhỏ đến trung bình khác vào mặt trước của VialTweeter. Hình bên trái cho thấy VialTweeter chứa 10 lọ Eppendorf trong khối, trong khi VialPress cố định một ống nghiệm lớn hơn ở mặt trước để xử lý bằng siêu âm. VialPress có thể giữ tối đa 5 ống nghiệm lớn hơn để xử lý bằng siêu âm cường độ cao.
Các quy trình chuẩn bị mẫu bằng VialTweeter
VialTweeter được sử dụng rộng rãi để xử lý mẫu sinh học bằng siêu âm. Trước khi phân tích, mẫu phải được chuẩn bị cho các phép phân tích và xét nghiệm hóa sinh hoặc lý sinh, ví dụ bằng cách ly giải, đồng nhất hóa mô, chiết xuất protein, cắt DNA / RNA bằng lực cắt, khử khí, v.v. VialTweeter thực hiện các quá trình siêu âm này một cách đáng tin cậy và mang lại kết quả có thể tái lập. Một ứng dụng phổ biến của VialTweeter là ly giải/phá vỡ tế bào của mô động vật có vú (người và động vật), cũng như tế bào vi khuẩn và các hạt virus. Các mẫu sinh học đã được xử lý thành công bằng VialTweeter bao gồm tế bào biểu mô phổi người, tế bào gốc tạo máu, tế bào bệnh bạch cầu dòng tủy, Escherichia coli, Bacillus subtilis, Bacillus anthracis, Francisella tularensis, Yersinia pestis, Streptococcus pyogenes, Caulobacter crescentus, Mycoplasma pneumoniae, các vi khuẩn thuộc chi Mycobacterium, phức hợp Mycobacterium tuberculosis (MTBC) và nhiều tế bào vi khuẩn, thực vật và vi sinh vật khác.
Dưới đây là một số quy trình được chọn lọc có sử dụng VialTweeter.
VialTweeter xử lý các ống Eppendorf 1,0, 1,5 và 2,0mL bằng siêu âm cường độ cao mà không gây nhiễm chéo hoặc thất thoát mẫu.
- đồng nhất hóa mô
- phá vỡ & ly giải tế bào
- chiết xuất protein
- cắt DNA/RNA bằng lực cắt
- hòa tan cặn tế bào
- phát hiện tác nhân gây bệnh
- khử khí
- chẩn đoán in vitro
- xử lý trước phân tích (ví dụ: chiết xuất khoáng chất vi lượng, chuẩn bị mẫu đất)
- nghiên cứu hệ protein
Ly giải E.Coli bằng VialTweeter để định lượng glutathione in vivo
Vi khuẩn Escherichia coli thuộc chủng MG1655 được nuôi trong môi trường tối thiểu MOPS với tổng thể tích 200ml cho đến khi A600 đạt 0,5. Dịch nuôi cấy được chia thành các phần nuôi cấy 50-ml để xử lý gây stress. Sau khi ủ 15 phút với allicin 0,79 mM, diamide 1 mM hoặc dimethyl sulfoxide (đối chứng), tế bào được thu ở 4.000g tại 4°C trong 10 phút. Tế bào được rửa hai lần bằng dung dịch đệm KPE trước khi cặn tế bào được tái huyền phù trong 700µl dung dịch đệm KPE. Để loại protein, 300µl axit sulfosalicylic 10% (w/v) được thêm vào trước khi phá vỡ tế bào bằng siêu âm (3 x 1 phút; thiết bị siêu âm VialTweeter). Dịch nổi được thu sau khi ly tâm (30 phút, 13.000g, 4°C). Nồng độ axit sulfosalicylic được giảm xuống 1% bằng cách thêm 3 thể tích dung dịch đệm KPE. Glutathione tổng và GSSG được đo như mô tả ở trên. Nồng độ glutathione trong tế bào được tính dựa trên thể tích tế bào E. coli là 6,7×10-15 lít và mật độ tế bào A600 0,5 (tương đương 1×108 tế bào ml-1 dịch nuôi cấy). Nồng độ GSH được tính bằng cách trừ 2[GSSG] khỏi glutathione tổng. (Müller et al. 2016)
Phân mảnh sợi alpha-synuclein bằng VialTweeter
Thiết bị siêu âm VialTweeter được sử dụng rộng rãi để phân mảnh các sợi và dải alpha-synuclein một cách đáng tin cậy và hiệu quả. Nhấp vào đây để xem mô tả chi tiết, quy trình và tài liệu tham khảo về phân mảnh alpha-synuclein bằng VialTweeter!
Ly giải tế bào bằng VialTweeter trước khi đo phổ hấp thụ nguyên tử bằng lò graphit
Bacillus subtilis 168 (trpC2) được cho chịu stress do kháng sinh trong 15 phút, sau đó tế bào được thu ở 3.320 x g, rửa năm lần bằng Tris 100 mM/EDTA 1 mM, pH 7,5, tái huyền phù trong Tris 10 mM, pH 7,5 và phá vỡ bằng siêu âm trong thiết bị Hielscher VialTweeter. (Wenzel et al. 2014)
Chuẩn bị mẫu bằng VialTweeter trước khi phân tích khối phổ
Các cặn tế bào đông khô của tế bào gốc/tiền thân tạo máu CD34 ở người được tái huyền phù trong 10µl dung dịch urê 8 M trong amoni hydro cacbonat 100 mM (200µl khi chuẩn bị mẫu HEK293 số lượng lớn cho dãy pha loãng peptit), rồi được ly giải với sự hỗ trợ của siêu âm bằng Hielscher VialTweeter ở biên độ 60%, chu kỳ 60% và thời gian 20s, lặp lại ba lần với bước làm mát trên đá giữa các lần. (Amon et al. 2019)
Các quy trình chuẩn bị mẫu sử dụng VialPress
Xà lách tươi (Lactuca sativa) được đồng nhất hóa trong dung dịch đệm HEPES 0,5 M (pH 8, điều chỉnh bằng KOH) với tỷ lệ 1 g thực vật (khối lượng tươi) trên 200, 100, 50 hoặc 20 mL dung dịch đệm. Tỷ lệ giữa khối lượng thực vật và thể tích dung dịch đệm được thay đổi để duy trì tổng thể tích dịch đồng nhất trong khoảng 3,5 đến 12 mL. Tỷ lệ giữa khối lượng thực vật và thể tích dung dịch đệm được thay đổi để duy trì tổng thể tích dịch đồng nhất trong khoảng 3,5 đến 12 mL, cho phép đồng nhất hóa bằng đầu dò. Sau đó, các dịch đồng nhất được xử lý siêu âm gián tiếp bằng UP200St với VialTweeter được trang bị 200xt VialPress (Hielscher Ultrasonics GmbH, Đức) trong 3 min (xung 80% và công suất 100%). Việc sử dụng thiết bị này giúp tránh nhiễm bẩn. (Laughton et al. 2019)
VialTweeter với 10 lọ Eppendorf gắn trên bộ xử lý siêu âm UP200St
Kiểm soát nhiệt độ đáng tin cậy trong quá trình xử lý siêu âm bằng VialTweeter
Nhiệt độ là yếu tố then chốt ảnh hưởng đến quá trình, đặc biệt quan trọng khi xử lý các mẫu sinh học. Giống như mọi kỹ thuật chuẩn bị mẫu cơ học, xử lý siêu âm tạo ra nhiệt. Tuy nhiên, nhiệt độ của mẫu có thể được kiểm soát tốt khi sử dụng VialTweeter. Chúng tôi giới thiệu nhiều phương án để theo dõi và kiểm soát nhiệt độ mẫu trong khi chuẩn bị mẫu bằng VialTweeter và VialPress cho phân tích.
- Theo dõi nhiệt độ mẫu: Bộ xử lý siêu âm UP200St, thiết bị dẫn động VialTweeter, được trang bị phần mềm thông minh và cảm biến nhiệt độ có thể cắm nối. Cắm cảm biến nhiệt độ vào UP200St và đưa đầu cảm biến nhiệt độ vào một trong các ống mẫu. Thông qua màn hình cảm ứng màu kỹ thuật số, bạn có thể thiết lập khoảng nhiệt độ cụ thể cho quá trình xử lý siêu âm mẫu trong menu của UP200St. Thiết bị siêu âm sẽ tự động dừng khi đạt nhiệt độ tối đa và tạm dừng cho đến khi nhiệt độ mẫu giảm xuống giá trị thấp hơn của khoảng nhiệt độ ∆ đã thiết lập. Sau đó, quá trình xử lý siêu âm tự động bắt đầu lại. Tính năng thông minh này ngăn ngừa sự phân hủy do nhiệt.
- Khối VialTweeter có thể được làm lạnh trước. Đặt khối VialTweeter (chỉ đầu siêu âm, không kèm bộ chuyển đổi!) vào ngăn mát hoặc ngăn đông để làm lạnh trước khối titan, giúp trì hoãn sự tăng nhiệt độ trong mẫu. Nếu có thể, bản thân mẫu cũng có thể được làm lạnh trước.
- Sử dụng đá khô để làm mát trong quá trình xử lý siêu âm. Sử dụng khay nông chứa đầy đá khô và đặt VialTweeter lên đá khô để nhiệt có thể tản nhanh.
Khách hàng trên toàn thế giới sử dụng VialTweeter và VialPress cho công việc chuẩn bị mẫu hằng ngày trong các phòng thí nghiệm sinh học, hóa sinh, y học và lâm sàng. Nhờ phần mềm thông minh và chức năng kiểm soát nhiệt độ của bộ xử lý UP200St, nhiệt độ được kiểm soát đáng tin cậy và tránh được sự phân hủy mẫu do nhiệt. Chuẩn bị mẫu bằng siêu âm với VialTweeter và VialPress mang lại kết quả có độ tin cậy cao và có thể tái lập!
Chi tiết kỹ thuật của VialTweeter
VialTweeter là đầu siêu âm dạng khối làm bằng titan, có thể chứa tối đa 10 lọ trong các lỗ của khối. Ngoài ra, có thể kẹp tối đa 5 ống nghiệm lớn hơn vào mặt trước của VialTweeter bằng VialPress. VialTweeter được thiết kế để năng lượng siêu âm phân bố đồng đều vào từng lọ được lắp vào, bảo đảm kết quả xử lý siêu âm đáng tin cậy và đồng đều. Một trục xoay nhỏ giúp điều chỉnh đầu siêu âm VialTweeter cho phù hợp với bề mặt đặt không bằng phẳng và căn các ống nghiệm theo phương thẳng đứng.
Tổng quan các ưu điểm của VialTweeter
- Xử lý siêu âm cường độ cao đồng thời tối đa 10 lọ
- Xử lý siêu âm gián tiếp ở cường độ siêu âm cao, truyền qua thành bình chứa vào mẫu
- Xử lý siêu âm gián tiếp tránh nhiễm chéo và thất thoát mẫu
- Kết quả có khả năng tái lập nhờ biên độ siêu âm có thể điều chỉnh và kiểm soát
- VialPress cho phép bạn xử lý siêu âm các ống lớn hơn
- Biên độ có thể điều chỉnh từ 20 đến 100%
- Chế độ xung có thể điều chỉnh từ 0 đến 100%
- Có thể tiệt trùng bằng nồi hấp
VialTweeter được cấp năng lượng bởi bộ xử lý siêu âm UP200St, có công suất mạnh mẽ 200 oát. UP200St được trang bị phần mềm thông minh cho phép kiểm soát chính xác tất cả các thông số quan trọng của quá trình siêu âm như biên độ, thời gian xử lý siêu âm, chế độ phát xung và nhiệt độ. Điều này giúp VialTweeter trở thành công cụ đáng tin cậy để đạt được kết quả xử lý thành công và có khả năng tái lập trong các phòng thí nghiệm sinh học và hóa sinh.
Biên độ có thể điều chỉnh trong khoảng từ 20 đến 100%, qua đó cho phép điều chỉnh cường độ siêu âm phù hợp với mẫu của bạn. Ví dụ, việc cắt bằng lực cắt và phân mảnh DNA và RNA cần biên độ thấp hơn để ngăn hình thành các đoạn DNA quá nhỏ, còn việc đồng nhất hóa mô não chuột cần xử lý siêu âm ở cường độ cao. Hãy chọn biên độ, cường độ và thời gian xử lý siêu âm lý tưởng thông qua trình đơn thông minh và trực quan trên bộ xử lý UP200St. Bạn có thể dễ dàng truy cập và thao tác với trình đơn và các mục cài đặt thông qua màn hình cảm ứng màu. Trong phần cài đặt, bạn có thể đặt trước các thông số xử lý siêu âm như biên độ, chế độ phát xung, chế độ chu kỳ, thời gian xử lý siêu âm, tổng năng lượng đầu vào và các giới hạn nhiệt độ. Trong nghiên cứu và sản xuất, khả năng lặp lại của các thử nghiệm và kết quả kiểm tra là yếu tố then chốt. Điều này có nghĩa là việc ghi chép chính xác các điều kiện xử lý và quy trình xử lý siêu âm là vô cùng quan trọng. Chức năng ghi dữ liệu tự động ghi toàn bộ dữ liệu xử lý siêu âm vào một tệp CSV trên thẻ SD tích hợp để bạn có thể dễ dàng kiểm tra và so sánh các lần xử lý siêu âm khác nhau. Toàn bộ dữ liệu quá trình siêu âm đều có thể dễ dàng truy cập và chia sẻ dưới dạng tệp CSV.
Hielscher Ultrasonics nỗ lực cung cấp cho bạn công nghệ tiên tiến để tạo thuận lợi và cải thiện công việc nghiên cứu của bạn!
VialTweeter với VialPress để xử lý siêu âm gián tiếp.
Thiết bị siêu âm VialTweeter trong nghiên cứu và khoa học
VialTweeter là bộ xử lý siêu âm có công suất mạnh mẽ 200 oát, lý tưởng cho việc chuẩn bị mẫu bằng siêu âm đồng thời trong nhiều lọ Eppendorf hoặc các ống nghiệm tương tự. Vì vậy, VialTweeter thường được sử dụng trong các phòng thí nghiệm sinh học và hóa sinh phục vụ nghiên cứu và khoa học sự sống. Dưới đây là một số bài báo khoa học được tuyển chọn có sử dụng bộ xử lý siêu âm VialTweeter. Các bài báo đề cập đến nhiều ứng dụng khác nhau như đồng nhất hóa mẫu bằng siêu âm, phá vỡ và ly giải tế bào, cắt bằng lực cắt và phân mảnh DNA, chiết xuất protein và các hợp chất có hoạt tính sinh học, cũng như bất hoạt coronavirus SARS-CoV-2. Nếu bạn đang tìm kiếm một ứng dụng cụ thể và các tài liệu khoa học tham khảo liên quan, vui lòng liên hệ với chúng tôi.
- FactSheet VialTweeter VT26dxx – Customized VialTweeter Sonicator for Single Test Tubes or Vials
- FactSheet VialTweeter – Sonicator for Simultaneous Sample Preparation
- Gajek, Ryszard; Barley, Frank; She, Jianwen (2013): Determination of essential and toxic metals in blood by ICP-MS with calibration in synthetic matrix. Analytical Methods 5, 2013. 2193-2202.
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2013/ay/c3ay26036d - Nordenfelt P, Waldemarson S, Linder A, Mörgelin M, Karlsson C, Malmström J, Björck L. (2012): Antibody orientation at bacterial surfaces is related to invasive infection. Journal of Experimental Medicine 17;209(13), 2012. 2367-81.
- Wenzel, M., A. I. Chiriac, A. Otto, D. Zweytick, C. May, C. Schumacher, R. Gust, et al. (2014): Small Cationic Antimicrobial Peptides Delocalize Peripheral Membrane Proteins. Proceedings of the National Academy of Sciences 111, No. 14, 2014. E1409–E1418.
- Lindemann, C., Lupilova, N., Müller, A., Warscheid, B., Meyer, H. E., Kuhlmann, K., Eisenacher, M., Leichert, L. I. (2013): Redox proteomics uncovers peroxynitrite-sensitive proteins that help Escherichia coli to overcome nitrosative stress. The Journal of biological chemistry, 288(27), 2013. 19698–19714.
- Wenzel, M., Patra, M., Albrecht, D., Chen, D. Y., Nicolaou, K. C., Metzler-Nolte, N., Bandow, J. E. (2011): Proteomic signature of fatty acid biosynthesis inhibition available for in vivo mechanism-of-action studies. Antimicrobial agents and chemotherapy, 55(6), 2011. 2590–2596.
- Laughton, S., Laycock, A., von der Kammer, F. et al. (2019): Persistence of copper-based nanoparticle-containing foliar sprays in Lactuca sativa (lettuce) characterized by spICP-MS. Journal of Nanoparticle Research 21, 174 (2019).
- Welch, Stephen R.; Davies, Katherine A.; Buczkowski, Hubert; Hettiarachchi, Nipunadi; Green, Nicole; Arnold, Ulrike; Jones, Matthew; Hannah, Matthew J.; Evans, Reah; Burton, Christopher; Burton, Jane E.; Guiver, Malcolm; Cane, Patricia A.; Woodford, Neil; Bruce, Christine B.; Roberts, Allen D. G.; Killip, Marian J. (2020): Inactivation analysis of SARS-CoV-2 by specimen transport media, nucleic acid extraction reagents, detergents and fixatives. Journal of Clinical Microbiology. Accepted Manuscript Posted Online 24 August 2020.
- Müller A., Eller J., Albrecht F., Prochnow P., Kuhlmann K., Bandow J. E., Slusarenko A. J., Leichert L.I.O. (2016): Allicin Induces Thiol Stress in Bacteria through S-Allylmercapto Modification of Protein Cysteines. Journal of Biological Chemistry, Vol. 291, No. 22, 2016. 11477-11490.
- Tim Krischuns; Franziska Günl; Lea Henschel; Marco Binder; Joschka Willemsen; Sebastian Schloer; Ursula Rescher; Vanessa Gerlt; Gert Zimmer; Carolin Nordhoff; Stephan Ludwig; Linda Brunotte (2018): Phosphorylation of TRIM28 Enhances the Expression of IFN-β and Proinflammatory Cytokines During HPAIV Infection of Human Lung Epithelial Cells. Frontiers in immunology Vol. 9, September 2018.
- Sabine Amon, Fabienne Meier-Abt, Ludovic C. Gillet, Slavica Dimitrieva, Alexandre P. A. Theocharides, Markus G. Manz, Ruedi Aebersold (2019): Sensitive Quantitative Proteomics of Human Hematopoietic Stem and Progenitor Cells by Data-independent Acquisition Mass Spectrometry. Molecular & Cellular Proteomics 18, 2019. 1454–1467.
Xử lý bằng siêu âm: Hielscher hỗ trợ bạn từ đánh giá tính khả thi và tối ưu hóa đến sản xuất thương mại!