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Jun 28, 2023

Optimierung der Probenhomogenisierung

Forscher in zahlreichen Bereichen müssen für die weitere Analyse interessante Moleküle aus Proben extrahieren. Ein entscheidender, früher Schritt im Isolierungsverfahren ist die Gewebehomogenisierung oder der Zellaufschluss.

Forscher in zahlreichen Bereichen müssen für die weitere Analyse interessante Moleküle aus Proben extrahieren. Ein entscheidender, früher Schritt im Isolierungsverfahren ist die Gewebehomogenisierung oder der Zellaufschluss, der Prozess, bei dem Zellen lysiert werden, um intrazelluläre Analyten wie Nukleinsäuren, Proteine ​​oder Metaboliten freizusetzen. Diese Moleküle können mit verschiedenen Techniken analysiert werden, darunter PCR, NGS und Western Blot. Da diese Analysemethoden alle auf einer effizienten und reproduzierbaren Probenvorbereitung basieren, hat die Optimierung dieses Schrittes Priorität.

Die traditionellste Homogenisierungstechnik beinhaltet die mechanische Pulverisierung von Gewebeproben mit Mörser und Stößel. Dieses Verfahren ist jedoch zeitaufwändig, mühsam und abhängig von den physikalisch-chemischen Eigenschaften der Probe möglicherweise nicht optimal.1 Auch nichtmechanische Methoden, einschließlich chemischer Lyse und Ultraschallbehandlung, können Proben homogenisieren. Die durch die Ultraschallbehandlung erzeugte Hitze und die bei der chemischen Lyse verwendeten Detergenzien können jedoch empfindliche Moleküle wie RNA angreifen.1,2

Kürzlich entwickelte mechanische Methoden reduzieren den Arbeits- und Zeitaufwand für die Lyse und erhöhen die Homogenisierungseffizienz. Beispielsweise nutzt die 3D-Bead-Beating-Technologie eine schnell beschleunigte Bewegung der Perlen, um Gewebeproben zu zerkleinern.1 Die Perlen in den Lyseröhrchen werden durch eine oszillierende, multidirektionale Bewegung bewegt. Darüber hinaus ist eine große Auswahl an Lyse-Kits erhältlich und bietet die Möglichkeit, jede Art von biologischer Probe zu homogenisieren. Zu diesen Kits gehören Röhrchen mit einem Volumen von 0,3 bis 15 ml sowie Perlen aus Keramik, Glas oder Edelstahl mit unterschiedlichem Durchmesser.

Zusätzlich zu den Herausforderungen, die mit der gewählten Lysemethode verbunden sind, können auch die Eigenschaften einer Probe die Analytextraktion behindern. Einige Proben liefern nur eine geringe Menge an Analyten, beispielsweise DNA aus Spermien. Folglich müssen Forscher größere Probenvolumina verarbeiten, deren Homogenisierung mehr Zeit in Anspruch nimmt und möglicherweise die maximalen Volumengrenzen des Instruments überschreitet. Darüber hinaus sind einige Proben, wie z. B. Samen, Haut, Knochen oder Tumorgewebe, aufgrund ihrer Härte, Elastizität, Mineralisierung oder faserigen Beschaffenheit schwer zu homogenisieren.1,3–5 Das Problem wird durch schwierige Proben noch verschärft Bei der Lyse wird mehr Wärme erzeugt, was zum Abbau oder zur Denaturierung einiger wärmeempfindlicher Analyten führt.

Der Precellys® Evolution Touch ist ein vielseitiger Homogenisator von Bertin Technologies. Es nutzt die Bead-Breaking-Technologie, den Goldstandard für die Gewebehomogenisierung, um selbst die schwierigsten Proben wie Zähne und Haare innerhalb weniger Minuten zu zerkleinern. Es ist in der Lage, Proben unterschiedlicher Größe, Gewicht und Volumen zu verarbeiten. Darüber hinaus können bis zu vierundzwanzig Proben gleichzeitig homogenisiert werden. Da die Symmetrie des Instruments es allen Röhrchen ermöglicht, der gleichen Bewegung zu folgen, wird die gleiche Homogenisierungseffizienz für jede Probe gewährleistet. Der Precellys® Evolution Touch ist mit einem Touchscreen ausgestattet, der auch dann reagiert, wenn der Benutzer Handschuhe trägt. Darüber hinaus können Forscher zwischen dreißig verschiedenen Lysekits wählen, die für die Homogenisierung von Proben unterschiedlicher Eigenschaften und Volumina konzipiert sind. Dank Geschwindigkeiten von bis zu 10.000 U/min wird nur minimale Wärme durch die Proben erzeugt, wodurch die Sicherheit thermoempfindlicher Analyten gewährleistet wird. Darüber hinaus ist das Gerät mit der Kühleinheit Cryolys Evolution kompatibel, wodurch die Probentemperatur vor und während der Homogenisierung zwischen 0 und 10 °C gehalten werden kann.

Aufgrund der Vielfalt der akzeptierten Röhrchengrößen, der zahlreichen Lyse-Kit-Optionen und der Möglichkeit, mehrere Proben gleichzeitig zu verarbeiten, ist der Precellys® Evolution Touch ein vielseitiger und effizienter Homogenisator, der für viele Forschungsbereiche geeignet ist.

Verweise