Programozható ultrahangos megszakító: Ismételhető szonikus munkafolyamat kiépítése

Ha a laboratórium több kontrollra van szükség, mint egy kézi homogenizálóval, akkor egy programozható ultrahangos zavaró lehet a megoldás. Képes megzavarni a sejteket, szétszórni a részecskéket, homogenizálni a szuszpenciókat, nyírni nukleinsavokat vagy minta előkészítést végezni további elemzéshez.

A hangszer könnyen használható. A kihívás az, hogy olyan feltételeket találjunk, amelyek megfelelően feldolgozzák a mintát, anélkül, hogy a laboratórium által kinyerni kívánt anyag károsodna, és ne melegítse túlmelegedni.

Itt jön jól a programozható vezérlés. Az operátor beállíthatja az amplitúdót és/vagy a feldolgozási időt, az impulzusciklust, a határhőmérsékletet vagy az összenergiát gomb lenyomása és hang alapján történő ítélet nélkül az eredményt. Az optimalizált módszer kialakítása után az optimális feltételek megismételhetők a következő minták során.

Hogyan működik az ultrahangos zavarás

Az ultrahangos megszakító egy olyan berendezés, amely az elektromos energiát mechanikus rezgéssé alakítja. Ez a rezgés egy szondához jut, amelyet az átalakító a folyadékmintába helyez.

Amikor a szonda nagy sebességgel mozog a folyadékban, nyomásváltozások keletkeznek, amelyek mikroszkopikus folyadékbuborékok képződéséhez vezetnek. Ezek a buborékok növekednek és zsugorodnak, és kavitációnak nevezik őket. A helyi területen keletkező erők okozhatják a sejtmembránok megtörését, az aggregátumok széttörését, és elősegíthetik a jobb keveredést vagy szétszóródást.

Gyakorlati szempontból a szonga hatalmas mennyiségű mechanikai energiát juttatja egy kis területre. Ezért lehet a szonda-szonikáció gyors, de káros lehet egy érzékeny célpontra is, vagy habot okozhat egy kísérletben.

Miért fontos a programozható vezérlés

Két mintát ugyanannyi ideig lehet kezelni, de nem kapják meg ugyanazt a kezelést.

Az ultrahangenergia áramlását a folyadékban befolyásolják: a mintatérfogat, a viszkozitás, a hőmérséklet, a szpróba átmérője, a merülési mélység és a tartály alakja. A programozható műszer lehetővé teszi az operátor számára, hogy szabályozza a változókat, amelyek reálisan szabványosíthatók.

A modern ultrahangos processzorok állítható amplitúdóval, időzített működéssel, impulzusmóddal, energiakijelzővel, energia-beállítással és hőmérséklet-monitorozással rendelkeznek.

Ezek a funkciók nemcsak kényelmesek, hanem hasznosak is. Könnyebben dokumentálható módszert biztosítanak, és pontosan elmagyarázzák, hogyan dolgozták fel a mintát.

A következő: "egy percig szonizálva" nem megfelelő módszer. Meg kell határoznia a próba típusát, az amplitúdó beállítását, az impulzusciklust, a teljes feldolgozási időt, a mintamennyiséget, a hőmérséklet-szabályozás módszerét és a tartály típusát.

Használj kezdő amplitúdót, ne maximális teljesítményt

Valószínűleg a legnagyobb hiba, ha azt gondoljuk, hogy több watt = több teljesítmény minden mintában.

Az amplitúdó a szonda hegymozgásának mértéke, és közvetlenebbül kapcsolódik a szonikus intenzitáshoz. Az eszköz által használt teljesítmény a minta, a szpróba, a viszkozitás és a működési körülmények között változik. Amikor egy módszert reprodukálni kell, fontos, hogy az amplitúdó, hőmérséklet, viszkozitás és mintatérfogat ugyanaz maradjon – mondja Sonics.

Módszerek kidolgozásakor kezdj mérsékelt amplitúdóval, és ne használd a legmagasabb amplitúdót eleinte. Futtatj egy kis tesztmintát, nézd meg az eredményt, és csak akkor növeld az intenzitást, ha szükséges.

A túlzott szonikáció jobb sejtkárosodást eredményezhet, de magasabb hőmérsékletet, habzást, a szonda kopását és érzékeny fehérjék vagy sejtszerkezetek károsodását is okozhatja.

A megfelelő amplitúdó tehát az alkalmazástól függ. A sejtlízis és/vagy nanorészecskék diszperziója, szervelmek előkészítése és/vagy DNS nyírása nem számítható ugyanúgy.

A hő vezérlése impulzus móddal

Folyamatos szonikációval a minta hőmérséklete gyorsan emelhető. Ez fontos fehérjék, enzimek, membránszerkezetek vagy más hőmérsékletérzékeny anyagok használatakor.

A sejt-széttörés mechanikai módszerei helyi felmelegedést eredményezhetnek, ami fehérje denaturációjához vagy aggregációjához vezethet. Ezért fontos a minta minőségének megőrzése, ha a fehérje minőségét meg kell őrizni, ezért a mintát hűtve kell tartani.

A pulzusmód a szonikáció és a relaxáció közötti ciklus. Egy off-ciklusban a mintának időt kap, hogy lehűljön és leülepedjen a szonda körül a következő kitörés előtt. Az időszakos működést a berendezés kézikönyveiben is említik, hogy csökkentsék a hőfelhalmozódást, és ezzel növeljék a feldolgozás következetét.

A pulzus mód nem szünteti meg a hőmérséklet-szabályozás szükségességét. Bár a csövek kicsik, gyorsan felmelegedhetnek, különösen nagy amplitúdónál. Még mindig szükség lehet jégfürdőre, hűtött tartóra, hőmérséklet-mérőre vagy programozott hőmérséklet-leállítóra.

Győződj meg róla, hogy a szpróba megfeleljen a mintamennyiségnek

Jelentős hatással van a használt szonda típusára.

Egy kis mikrotipp egy kis elemben gyűjti az energiát, amely egy kis ponton nagy intenzitású lehet. Minél nagyobb az energiád, annál több anyagod van, annál nagyobb a szonda. Ahogy a gyártó utasításai alapján a szonda átmérője és a tényleges feldolgozási térfogat erősen összefügg, de az értékek végső tartománya a folyamattól függ.

Egy túl nagy szonda egy kis mintához fröcskölhet és/vagy túlmelegedhet. Egy kis borító egy nagy edényben egyenetlen feldolgozást okozhat, és feleslegesen hosszú feldolgozási időt eredményezhet.

A szondának elég mélynek kell lennie ahhoz, hogy hatékonyan átadja az energiát a folyadékba, de nem olyan mély, hogy túl sok levegőt szívjon be a folyadékmintába. A rezgés közben nem szabad érintkeznie a tartály aljával vagy oldalával.

A tartályok formája is fontos. Ha egy keskeny edényt használnak az energia fókuszálására, az másképp fókuszálhat, mint egy széles csempészet, és egy másik cső vagy edény használata ugyanabban a vizsgálatban megváltoztathatja az eredményt, még akkor is, ha a műszerek beállításai megegyeznek.

A módszer építése a minta köré – CSTA 2014, 2. szakasz, 12. fokozat, B szál, 3. feladat

Általában néhány rövid próba után találnak meghangzott szonikációs módszert.

Kezdjük a valódi mintatípussal, a mintamérettel, koncentrációval, pufferrel és a rutin elemzésekhez szánt tárolóval. A mintát hideg kell tartani; Válassz egy megfelelő szondát. Használj közepes amplitúdót és rövid impulzusokat.

Tekintse át minden kísérlet eredményét olyan módszerrel, amely szimulálja a tényleges célt. Ez lehet mikroszkópia, fehérjetermés, enzimaktivitás, viszkozitás és/vagy a centrifugáció utáni tisztazás. Magában foglalhat részecskeméret-mérést és/vagy vizuális stabilitást a részecskeszórás számára.

Ne a minta zavarossága vagy tisztasága alapján értékeld a sikert. A célfehérje aktivitásának csökkenése akár a minta megjelenése előtt is bekövetkezhetett.

Miután elfogadható feltételek meghatározottak, dokumentálják gondosan a feltételeket, és ismételjék meg a tesztet több független mintával. Nincs jobb módja egy módszer megbízhatóságának tesztelésének, mint ha megismétlődjön.

A laboratóriumban használt gyakori anyagok

Az ilyen programozható ultrahangos zavarók széles körben elterjedtek a következő területeken:

• A baktériumok és emlősök sejtfalának megzavarása. A baktériumok és emlőssejtfalak lebomlása.
• A szövetek előzetes vágását szöveti homogenizációval kell követni. A szöveteket az előzetes vágás után homogenizálni kell.
• Ez magában foglalja a fehérje- és nukleinsavminták előkészítéséhez szükséges eljárásokat. Fehérje és nukleinsav mintakészítése.
• Kromatin nyírás DNS-sel vagy kromatin nyírással. DNS vagy kromatin nyírása.
• Részecskék és nanorészecskék diszperziója.
• Emulgáció
• Deagglomeráció
• Kivonás és keverés
• Nehézségek a felfüggesztések előkészítésében. Nehéz felfüggesztések készítése.

Számos különböző fizikai módszer alkalmazható a sejtlízishez, például a szonikálás. A legmegfelelőbb megközelítés a cellatípustól, mintamérettől, az alsó áramlás alkalmazásától és a kinyerhető anyag érzékenységétől függően változik.

Ha egy alacsony intenzitású feldolgozás vagy más zavaró technika jobban megfelel finom szervenelmek vagy könnyen megsemmisülhető fehérjék esetén, használd ezt a technikát.

Vannak gyakori működési problémák, amelyeket el kell kerülni

A habzást általában az okozza, hogy a szonda túl közel van a folyadék felszínéhez, és/vagy túl intenzíven feldolgozzák a mintát. A szonga enyhe leereszkedése, amplitúdójának csökkenése vagy a pulzusciklus változása segíthet.

A rossz zavarok okai az amplitúdó, a rossz szondát használnak, túl sok mintát használnak, a minta nem merül fel a megfelelő mélységben, vagy túl röviden a teljes feldolgozási idő.

Néha több változót is megváltoztatnak, hogy az eredmények következetlenek legyenek. A módszer változhat a használt csőtől, a minta indulási hőmérsékletétől, a viszkozitástól, a szonda behatolásának mélységétől és térfogattól függően.

Ha mechanikus zaj hallatszik vagy furcsa, azt nem szabad figyelmen kívül hagyni. Ez laza szonda, sérült szondavég vagy hibás összeszerelés jele lehet. A műszert meg kell állítani és ellenőrizni, mielőtt további feldolgozásra kerülne.

A próba hegyei kavitációs erózió miatt is erodálódnak. Ha a felület megsérül, akkor az energiaátvitel megtörténik, és fémrészecskék kerülhetnek be a mintába. Gyakran ellenőrizd a szondát, és cseréld ki a gyártó utasításai szerint.

Biztonságos munka

Használj megfelelő állgot és bilincset az átalakító rögzítéséhez, ne állíts létre instabil szerkezetet.

Az ultrahang processzorok azonban hallható hangot adnak ki, és a gyártói irányelvek hallásvédőt javasolnak használat közben. A hangzár csökkenti az expozíciót, és tartalmaz fröccsentéseket vagy aeroszolokat is.

Megfelelően kezelni és tárolni a biológiai anyagokat, valamint kövesse a laboratóriumi biztonsági előírásokat. A szonda mélységének szabályozását a aeroszol képződésének és habzásának minimalizálása érdekében kell kezelni. Öblítsd ki a minták között, és tisztítsd meg a szondát megfelelő öblítési eljárással, amely mind a szonda, mind a minta számára hatékony.

Következtetés

Az eredményt befolyásolja az amplitúdó, a pulzus ciklus, a szonda mérete, a minta térfogata, a hőmérséklet, a minta mélysége a tartályba és a tartály alakja. A legnehezebb tempó nem jó kiindulópont.

Egy megbízható munkafolyamat rövid, jól kontrollált vizsgálatokkal kezdődik, majd egy megfelelő lefelé vezető tesztre megy az eredmény értékelésére, majd elegendő információt gyűjtenek ahhoz, hogy egy másik operátor is megismételhesse.

GYIK

1. kérdés. Mire használják a programozható ultrahangos zavarót?

Sejtlízis, homogenizáció, részecskék diszperzúciója, DNS nyírása, emulzió, kivonás és különféle folyékony feldolgozási alkalmazások.

K2. Jobb nagyobb amplitúdó?

Nem. Az amplitúdó növekedése növeli a szonikáció intenzitását, ugyanakkor fokozott melegedést, habzást, szondakopást és mintakárosodást okozhat.

K3. Miért használják a pulzusmódot?

Impulzusmód: Pihenőidők az ultrahangos kitörések között. Ez segít csökkenteni a hőfelhalmozódást, és visszajuttatni az anyagot a szonda köré.

4. kérdés. Mi a szonda optimális mérete?

A mintaedény térfogatát, méretét és a szükséges feldolgozási intenzitást mind a szondának kell megfelelnie. A kis hegyek jó kis térfogatokhoz, a nagy szondák pedig nagy mennyiségekhez.

K5. Hogyan lehet a szonikáció eredményeit reprodukálhatóvá tenni?

Szonda, amplitúdó, impulzusciklus, térfogat, hőmérséklet, merülési mélység, mintaösszetétel.