Máy đồng nhất mô bằng siêu âm

• Xử lý bằng siêu âm là phương pháp đồng nhất mô an toàn và hiệu quả.
• Các ứng dụng siêu âm bao gồm chuẩn bị mô và huyền phù, chiết xuất protein, DNA/ RNA và các hợp chất hoạt tính, cũng như hoạt hóa / bất hoạt enzyme và nấm men.
• Khả năng kiểm soát chính xác của máy đồng nhất siêu âm dạng đầu dò cho phép chuẩn bị mẫu mô một cách đáng tin cậy.

Đồng nhất mô bằng đầu dò siêu âm

Đồng nhất mô là quá trình chuẩn bị mẫu, trong đó tế bào động vật, tế bào thực vật hoặc vi sinh vật được xử lý trước khi chiết xuất các chất nội bào như protein, DNA hoặc RNA. Màng tế bào phải được phá vỡ để giải phóng các thành phần bên trong tế bào. Sau khi thành tế bào bị phá vỡ, các đại phân tử nội bào lơ lửng trong dung dịch đệm, nhờ đó có thể thu được các bào quan, protein và DNA/ RNA. Máy đồng nhất mô và máy phá vỡ tế bào bằng siêu âm là những công cụ rất hiệu quả để phá vỡ tế bào, ly giải và chiết xuất.

Máy đồng nhất mô bằng siêu âm so với các kỹ thuật ly giải khác

Bạn có thể tự hỏi kỹ thuật phá vỡ tế bào và thiết bị đồng nhất mô nào là lựa chọn tốt nhất cho phòng thí nghiệm của mình. Dưới đây là một số lý do ủng hộ việc ly giải và đồng nhất mô bằng siêu âm, vì xử lý bằng siêu âm có nhiều ưu điểm so với các phương pháp đồng nhất khác:

• Hiệu quả: Đồng nhất bằng siêu âm là phương pháp nhanh chóng và hiệu quả để phá vỡ mô và tế bào. Máy đồng nhất mô bằng siêu âm hoạt động theo nguyên lý xâm thực âm học. Phương pháp này có hiệu quả cao và có thể phá vỡ tế bào chỉ trong vài giây. Do mức cường độ có thể điều chỉnh từ nhẹ đến mạnh, xử lý bằng siêu âm đặc biệt hiệu quả đối với các mô cứng hoặc mô dạng sợi khó đồng nhất bằng các phương pháp khác.



• Tránh nhiễm chéo: Hielscher cung cấp các máy đồng nhất mô bằng siêu âm mạnh mẽ, chuẩn bị mẫu thông qua xử lý siêu âm gián tiếp. Với UIP400MTP (lý tưởng cho đĩa vi chuẩn độ và đĩa nhiều giếng), cũng như VialTweeter và CupHorn (lý tưởng cho lọ, ống và cốc có mỏ), Hielscher cung cấp thiết bị phá vỡ tế bào bằng siêu âm để đồng nhất không tiếp xúc, giúp giảm nguy cơ nhiễm chéo giữa các mẫu. Phương pháp này cũng giảm thiểu nguy cơ đưa chất nhiễm bẩn từ bề mặt nghiền hoặc thiết bị đồng nhất khác vào mẫu.
• Tính linh hoạt: Đồng nhất bằng siêu âm có thể được sử dụng với nhiều kích thước và thể tích mẫu, từ thể tích nhỏ đến các mẫu mô lớn. Hơn nữa, đồng nhất bằng siêu âm cũng phù hợp với nhiều loại mẫu, bao gồm mô thực vật, mô động vật và mẫu nuôi cấy vi sinh vật. Cường độ và thời gian xử lý siêu âm có thể được điều chỉnh để tối ưu hóa mức độ phá vỡ cho các loại mô khác nhau.
• Khả năng tái lập: Đồng nhất bằng siêu âm mang lại kết quả nhất quán và cho phép kiểm soát chính xác các thông số đồng nhất, chẳng hạn như công suất đầu ra và thời gian xử lý siêu âm. Điều này giúp đảm bảo khả năng tái lập và độ chính xác của dữ liệu thực nghiệm.
• Bảo toàn các phân tử sinh học: Xử lý siêu âm dạng đầu dò là phương pháp xử lý phi nhiệt. Điều này có nghĩa là tác động của phương pháp không dựa trên nhiệt. Tuy nhiên, mọi quá trình xử lý cơ học đều sinh nhiệt theo định luật thứ hai của nhiệt động lực học. Điều này có nghĩa là mẫu sẽ nóng lên khi thời gian xử lý siêu âm kéo dài. Các máy siêu âm tiên tiến của Hielscher được trang bị cảm biến nhiệt độ và phần mềm giám sát nhiệt độ thông minh. Các tùy chọn làm mát tinh vi cho phép ngăn ngừa sự phân hủy do nhiệt và giúp bảo toàn hoạt tính của các phân tử sinh học nhạy cảm với nhiệt, như enzyme và protein.
• Tiết kiệm thời gian: Hiệu quả cao của xử lý siêu âm dạng đầu dò cho phép đồng nhất mô nhanh chóng, giúp tiết kiệm thời gian so với các phương pháp khác đòi hỏi nhiều thao tác cơ học hơn trên mô.

Đồng nhất hóa mô bằng siêu âm mang lại nhiều ưu điểm so với các phương pháp đồng nhất hóa khác. Đó là lý do máy đồng nhất hóa mô bằng siêu âm được ưu tiên sử dụng để phá vỡ tế bào trong nhiều ứng dụng nghiên cứu và công nghiệp.

Ví dụ về quy trình đồng nhất hóa mô bằng đầu dò siêu âm:

Máy siêu âm giúp việc đồng nhất hóa mô trở nên dễ dàng nhờ thao tác đơn giản và quy trình đồng nhất hóa nhanh chóng. Đồng thời, các thông số của quá trình siêu âm có thể được kiểm soát và giám sát chính xác để bảo đảm kết quả đáng tin cậy và có khả năng tái lập.
 
Vật liệu:

• Mẫu mô (ví dụ: gan, não, cơ)
• Dung dịch đệm (ví dụ: PBS, Tris-HCl)
• Hỗn hợp chất ức chế protease
• Máy đồng nhất hóa bằng siêu âm (dạng đầu dò)
• Nước đá
• Ống ly tâm vi lượng
• Pipet

Quy trình đồng nhất hóa mô bằng siêu âm:

Lưu ý: Có thể cần tối ưu hóa thời gian và cường độ xử lý bằng siêu âm tùy theo loại mô, độ tuổi và tình trạng sức khỏe, cũng như các ứng dụng cụ thể ở các bước tiếp theo. Việc lựa chọn cẩn thận dung dịch đệm, chất ức chế protease và các chất phụ gia khác cũng rất quan trọng để tối ưu hóa hiệu suất thu hồi và chất lượng dịch đồng nhất.

Những ưu điểm chính của máy đồng nhất hóa mô bằng siêu âm Hielscher

• nghiền, đồng nhất hóa, ly giải & phá vỡ tế bào hoặc chiết xuất nhanh chóng và hiệu quả nhờ hiện tượng xâm thực siêu âm mạnh mẽ
• sử dụng và vận hành dễ dàng, trực quan (chọn phiên bản tương tự hoặc kỹ thuật số)
• dễ dàng làm sạch các bề mặt tiếp xúc với sản phẩm bằng cách rửa đầu phát siêu âm trong khi phát siêu âm (CIP làm sạch tại chỗ/ SIP tiệt trùng tại chỗ)
• hộp cách âm (hộp cách âm cho các thiết bị phòng thí nghiệm được làm hoàn toàn bằng kính acrylic để có thể quan sát toàn bộ từ mọi góc độ)
• kiểm soát hoàn toàn các thông số quá trình thông qua màn hình cảm ứng kỹ thuật số trên thiết bị (máy siêu âm kỹ thuật số) hoặc đồng hồ đo công suất (đối với thiết bị tương tự)
• tích hợp chức năng kiểm soát nhiệt độ (quan trọng đối với các mẫu mô nhạy nhiệt, dễ biến đổi)
• có thể xác định riêng và cài đặt trước các khoảng nghỉ trong quá trình đồng nhất hóa trên menu kỹ thuật số
• tất cả các thiết bị kỹ thuật số đều được trang bị chức năng ghi dữ liệu tự động (trên SD/USB-ComboCard tích hợp), cảm biến nhiệt độ dạng cắm và chức năng điều khiển từ xa qua trình duyệt.
• xử lý nhiều mẫu bằng VialTweeter, CupHorn hoặc sử dụng đầu phát siêu âm có 4 hoặc 8 nhánh (ví dụ: để tích hợp vào các quy trình sử dụng robot trong phòng thí nghiệm)
• cho các ứng dụng quy mô nhỏ và quy mô lớn

Bảng dưới đây cho biết công suất xử lý gần đúng của các máy đồng nhất hóa mô bằng siêu âm của chúng tôi dùng để phá vỡ tế bào, ly giải và chiết xuất:

Tìm máy đồng nhất mô bằng siêu âm tối ưu cho ứng dụng của bạn

Máy đồng nhất mô bằng siêu âm Hielscher có dải công suất siêu âm đầu ra từ 50W đến 16.000W (16kW).
Nhân viên phòng thí nghiệm hài lòng với cách vận hành đơn giản và trực quan của máy đồng nhất siêu âm phòng thí nghiệm Hielscher. Tùy theo yêu cầu cụ thể, các thiết bị Hielscher được trang bị bộ điều khiển kỹ thuật số hoặc analog.

1. VialTweeter là máy đồng nhất siêu âm mạnh mẽ, cho phép xử lý siêu âm đồng thời tối đa 10 lọ hoặc ống nghiệm với cùng cường độ. Nhờ xử lý siêu âm gián tiếp, tình trạng nhiễm chéo và thất thoát mẫu được ngăn chặn hoàn toàn. Việc sử dụng lọ dùng một lần giúp giảm thiểu công việc vệ sinh và khử khuẩn. Đầu siêu âm dạng khối có thể được tiệt trùng bằng nồi hấp.
2. Máy siêu âm đĩa UIP400MTP Plate-Sonicator là lựa chọn lý tưởng khi bạn làm việc với đĩa vi chuẩn độ và đĩa nhiều giếng, chẳng hạn như đĩa 96 giếng. Chỉ cần đặt đĩa nhiều giếng hoặc đĩa petri vào UIP400MTP, tất cả các mẫu sẽ được xử lý siêu âm đồng đều. Với máy siêu âm đĩa UIP400MTP Plate-Sonicator, việc xử lý mẫu với năng suất cao trở nên đơn giản và hiệu quả!
3. Trong dòng thiết bị siêu âm phòng thí nghiệm dạng đầu dò, bạn có thể lựa chọn máy đồng nhất có công suất 50 watt, 100 watt, 200 watt và 400 watt.
   UP50H (50W)
   UP100H (100W)
   UP200Ht / UP200St (200W)
   UP400St (400W)

Ứng dụng và sử dụng máy đồng nhất mô bằng siêu âm

Máy đồng nhất siêu âm thường được sử dụng để nghiền mô, phá vỡ và ly giải tế bào cũng như đồng nhất mẫu sinh học trước khi chiết xuất các chất nội bào ở cấp độ phân tử. Bằng cách xử lý siêu âm mẫu có kiểm soát, tất cả các bước từ ly giải đến chiết xuất và đồng nhất đều có thể được thực hiện bằng cùng một máy phá vỡ tế bào bằng siêu âm.
Ưu điểm lớn của máy đồng nhất siêu âm nằm ở khả năng dễ dàng điều chỉnh công suất đầu vào và cường độ xử lý siêu âm. Máy phá vỡ tế bào bằng siêu âm Hielscher (máy ly giải) cho phép kiểm soát cường độ xử lý siêu âm bằng cách điều chỉnh biên độ từ 20% đến 100%.
Thay cho vận hành liên tục, máy đồng nhất siêu âm có thể được cài đặt ở chế độ chu kỳ, ví dụ để xử lý siêu âm mô nhạy nhiệt. Xử lý siêu âm ở chế độ xung có nghĩa là thiết bị siêu âm tạo ra sóng siêu âm cường độ cao theo các chu kỳ định kỳ. Người dùng có thể cài đặt riêng thời gian xử lý siêu âm và thời gian nghỉ.
Khi xử lý siêu âm dạng xung, trong thời gian nghỉ, vật liệu được xử lý siêu âm có thể trở về trạng thái nghỉ và mẫu có thể nguội đi (tận dụng thời gian nghỉ để tản nhiệt). Nhờ đó, cường độ xử lý có thể được cài đặt chính xác phù hợp với mô và giảm hiện tượng mẫu nóng lên ngoài ý muốn.
Máy đồng nhất mô bằng siêu âm có kết cấu chắc chắn, dễ sử dụng, đồng thời tạo ra kết quả đáng tin cậy và bảo đảm khả năng tái lập nhờ kiểm soát hoàn toàn mọi thông số quy trình quan trọng.
Các ứng dụng phổ biến của nghiền mô, phá vỡ tế bào, ly giải, chiết xuất và đồng nhất bằng siêu âm có mặt trong các phòng thí nghiệm sinh học và dược phẩm, vi sinh học, nghiên cứu hệ protein và hệ gen (ví dụ: giải phóng protein trước khi thực hiện Western blot và xét nghiệm hấp thụ miễn dịch liên kết enzyme ELISA), cũng như trong sản xuất dịch chiết thực vật và các hợp chất có hoạt tính sinh học cho ngành thực phẩm, dược phẩm và mỹ phẩm.

• Nhấp vào đây để xem các khuyến nghị cụ thể về quy trình chuẩn bị mẫu, đồng nhất mô, ly giải và chiết xuất (ví dụ: tế bào, vi khuẩn, bào tử, hợp chất có hoạt tính)!
• Đọc tại đây để biết vì sao thiết bị siêu âm là công cụ không thể thiếu trong nghiên cứu hệ protein!
• Tìm hiểu cách xử lý siêu âm hỗ trợ công việc nghiên cứu hệ gen!

Tài liệu / Tài liệu tham khảo

• Nico Böhmer, Andreas Dautel, Thomas Eisele, Lutz Fischer (2012): Recombinant expression, purification and characterisation of the native glutamate racemase from Lactobacillus plantarum NC8. Protein Expr Purif. 2013 Mar;88(1):54-60.
• Brandy Verhalen, Stefan Ernst, Michael Börsch, Stephan Wilkens (2012): Dynamic Ligand-induced Conformational Rearrangements in P-glycoprotein as Probed by Fluorescence Resonance Energy Transfer Spectroscopy. J Biol Chem. 2012 Jan 6;287(2): 1112-27.
• Claudia Lindemann, Nataliya Lupilova, Alexandra Müller, Bettina Warscheid, Helmut E. Meyer, Katja Kuhlmann, Martin Eisenacher, Lars I. Leichert (2013): Redox Proteomics Uncovers Peroxynitrite-Sensitive Proteins that Help Escherichia coli to Overcome Nitrosative Stress. J Biol Chem. 2013 Jul 5; 288(27): 19698–19714.
• Elahe Motevaseli, Mahdieh Shirzad, Seyed Mohammad Akrami, Azam-Sadat Mousavi, Akbar Mirsalehian, Mohammad Hossein Modarressi (2013): Normal and tumour cervical cells respond differently to vaginal lactobacilli, independent of pH and lactate. ed Microbiol. 2013 Jul; 62(Pt 7):1065-1072.