Нарушение & биологических образцов клеток ОТ РАЗРУШЕНИЯ КЛЕТОК ДО ГОМОГЕНИЗАЦИИ И ОБОСТРЕНИЯ БОЛЬШОГО КОЛИЧЕСТВА БИОЛОГИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
Подготовка биологических образцов, таких как кости, растения, мышцы или мокрота, для анализа ДНК, РНК, белков или метаболитов может быть сложной задачей. Retsch предоставляет лабораторные мельницы и молотилки, которые толкают и гомогенизируют твердые материалы, но также пригодны для разрушения клеток. Retsch мельницы используются в таких областях, как биотехнологии, диагностика, криминалистика, сельское хозяйство и микробиология.
Нарушение жизнедеятельности клеток (в суспензии)
Подготовка биологических образцов, таких как кости, растения, мышцы или мокрота, для анализа ДНК, РНК, белков или метаболитов может быть сложной задачей. Retsch предоставляет лабораторные мельницы и молотилки, которые толкают и гомогенизируют твердые материалы, но также пригодны для разрушения клеток. Retsch мельницы используются в таких областях, как биотехнологии, диагностика, криминалистика, сельское хозяйство и микробиология.
Вибрационная мельница MM 400 - разрушение дрожжевых клеток*
*На видео показана предыдущая модель с тем же принципом работы.
Повышение воспроизводимости общей концентрации белка после нарушения работы клеток, 7 мин в
MM 400, 12 мин Вихрь.
Полоски ошибок: % стандартное отклонение
MM 400 обрабатывает до 20 образцов в 1,5 или 2 мл трубках Эппендорфа без перекрестного загрязнения, что экономит время оператора. Кроме того, имеется адаптер для размещения до восьми трубок Фалькона объемом 50 мл. Оптимальный размер бусины для нарушения функционирования клеток зависит от типа клетки; для бактерий и дрожжей рекомендуется использовать Стеклошарики для дорожной разметки размером от 0,75 до 1,5 мм, в то время как для грибков и микроводорослей более подходят более мелкие бусины размером от 0,15 до 0,5 мм.
Для выделения ДНК или РНК идеальны более мелкие одноразовые трубки объемом до 2 мл, тогда как более крупные пробирки, такие как 50 мл трубки Фалькон, хорошо подходят для обработки белков или метаболитов. Оптимальные параметры биения бусины могут варьироваться в зависимости от типа клетки. Для поиска наилучших результатов могут потребоваться некоторые эксперименты. Обычно для полного нарушения функционирования клеток требуется от 30 с (большинство микроводорослей) до 7 мин (дрожжей в целом).
Принимая до 50 2 мл одноразовых пробирок, ссылка 3329900 — внутренний канал «Открывает внутреннее звено в текущем окне»>Вибрационная мельница MM 500 vario эффективно увеличивает пропускную способность проб для нарушения функционирования клетки.
Клетки Phaeodactylum tricornutum до (слева) и после нарушения функционирования клеток (справа) с помощью MM 400 в сочетании с адаптером для трубки Falcon.
Регулировка температуры для биения бусины в суспензии клетки
Температура играет решающую роль, особенно для применения, где задействованы чувствительные к температуре белки, например, нарушение функционирования клеток. Одно решение — криогенное Шлифование (см. соответствующий раздел), другое — охлаждение суспензии клеток. Для MM 400 было показано, что увеличение тепла в трубках объёмом 2 мл умеренно даже при частоте 30 Гц; простой способ — прервать время нарушения >1 мин с охлаждением адаптера с пробирками на ледяной ванне в течение одной минуты. Таким образом, температура будет держаться ниже 12-15°C в зависимости от используемого размера бусины.
Способом контроля за изменением температуры при биении бисера является использование Вибрационная мельница MM 500 control Вибрационная мельница MM 500 control. Специальный переходник вмещает восемнадцать одноразовых пробирок объемом 2 мл на партию. Машина подсоединяется к чиллеру с охлажденной водой 4°C, который, в свою очередь, охлаждает переходник, удерживающий пробирки. Таким образом, температура суспензии поддерживается на уровне около 13°C, но без неудобных фаз ручного прерывания в ледяной ванне. Хотя MM 500 control не принимает одноразовый адаптер для соколиной трубки, он может использоваться с баночками для Шлифования нержавеющей стали объемом 50, 80 или 125 мл (см. пример слева: P. pastoris).
Если мельницу использовать с жидким азотом и CryoPad и установить температуру 0°C, температуру клеточной суспензии в двухмл одноразовых трубках можно поддерживать на уровне 0°C, не замораживая суспензию, так что эффективное биение бусины ещё возможно.
Система измерения GrindControl GrindControl shows what’s happening inside the grinding jar – in real time
GrindControl provides real-time visibility into processes inside the grinding jar. Pressure and temperature are continuously monitored—ensuring safe, precise control, even with sensitive or reactive materials. Respond promptly to unexpected pressure spikes, and keep a close eye on temperature-sensitive samples and even mechanochemical reactions at all times.
GrindControl at a glance
- Real-time data on pressure & temperature
- Early detection of critical conditions
- Precise process control
- Protection of sensitive materials
- Reproducible results
Гомогенизация мягких и жестких биологических образцов
Некоторые биологические материалы, такие как мокрота больных муковисцидозом или образцы тканей, такие как печень, лёгкие или опухоли, иногда бывают более сложными для полной гомогенизации. Трубки одноразового использования объёмом 2 мл часто слишком малы, чтобы вместить весь объём пробы, поэтому образец приходится разделять и рекомбинировать после процесса гомогенизации, что добавляет дополнительную работу и время к лабораторной рутине.
Большие банки Шлифования из нержавеющей стали, например, могут вмещать весь объём пробы, но их нужно очищать после каждого использования. Адаптер для Mixer Mill MM 400 решает эту проблему, позволяя использовать одноразовые трубки объёмом 5 x 5 мл, которые имеют большую ёмкость и не требуют очистки. В каждой партии одновременно может быть гомогенизировано 10 образцов. 50 мл соколиных трубок также могут быть использованы для гомогенизации тканевого материала. Здесь 8 образцов в партии могут быть обработаны всего за несколько минут.
Проба печени до и после гомогенизации в MM 400
Криогенное Шлифование биологических образцов
Некоторые биологические образцы, такие, как волокнистые растения, твердые жилки, ногти или некоторые ткани животных или опухолей, трудно поддаются однородной обработке в буферной системе. Они являются либо слишком мягкими, либо слишком твердыми, либо слишком волокнистыми, чтобы их можно было эффективно раздавливать в суспензии. Лучшей альтернативой этим материалам является криогенное Шлифование, которое предполагает их замораживание жидким азотом до или в процессе Шлифования. Этот метод делает образцы хрупкими и легко измельчаемыми в однородные порошки. Криогенное Шлифование также способствует сохранению целостности, например, белков или летучих соединений, которые могут разлагаться или испаряться при более высоких температурах. Кроме того, криогенное Шлифование может привести к разрушению внутриклеточных органов некоторых организмов, таких, как дрожжи.
Для липких материалов, таких как Ягоды, криогенный Шлифование часто является единственным возможным методом получения однородного образца. В таблице перечислены некоторые примеры, которые были успешно обработаны криогенным Шлифование в Mixer Mill MM 400 или CryoMill. Для криогенного Шлифование в MM 400 могут быть использованы стальные трубки объемом 2 мл. Аналогичные эффекты можно получить в MM 500 control с Шлифование баночками объемом до 125 мл для больших объемов. Здесь мус cryoPad используется для работы с жидким азотом. На всех упомянутых мельницах также доступны трубки из нержавеющей стали объемом 2 мл и соответствующие адаптеры для меньших объемов.
| Образец | Аксессуары | Объем загрузки | Время измельчения | Скорость | Макс. конечная тонкость (d90)/ Результаты |
|---|---|---|---|---|---|
| E. coli bacteria |
|
2 x 10 мл гранул замороженных клеток | 2 min | 30 Hz | полный сбой в работе клеток |
| muscle tissue |
|
10 g | 4 min | 25 Hz | 150 µm |
| pine needles |
|
2 needles per vial | 3 min | 30 Hz | Воспроизводимое выделение РНК из 20 образцов в один этап |
| berries |
|
2 g | 40 secs | 20 Hz | <200 µm |
| finger nails |
|
1 ноготь пальца в пробирке | 2 min | 25 Hz | <200 µm |
| rat gut |
|
1.8 g | 2 min | 30 Hz | <150 µm |
Reliable RNA Detection in Mosquito Surveillance – Efficient, Reproducible, Temperature-Controlled
Surveillance laboratories face a dual challenge: thousands of mosquito pools must be screened for viral RNA every season – rapidly, reliably, and without loss of sample quality. Mechanical homogenization generates frictional heat that irreversibly damages RNA and leads to false-negative PCR results. With the MM 500 control, up to 36 mosquito pools can be homogenized simultaneously at a constant temperature below 15 °C – without a single manual interruption. An aluminium adapter transfers the chiller cooling directly to 18 Eppendorf tubes per grinding station; single-use reaction vessels reliably prevent cross-contamination. Up to 12 stored SOPs standardize the process across the entire season, regardless of the operator.
Recommendations for Practice
Freeze samples immediately after collection, as RNA degradation begins within minutes at room temperature; stainless steel balls (2–3 mm) at 25-28 Hz and 45-60 seconds grinding time have proven effective and can be saved directly as an SOP on the instrument. Laboratories operating under GLP requirements benefit from the optional GrindControl system for seamless real-time documentation of temperature and pressure.
Судебные образцы
Судебные пробы, такие как волосы, кости и зубы, в основном хрупкие и поэтому обычно не нуждаются в охлаждении перед толчком. Для достижения желаемой аналитической тонкости материал, возможно, придется предварительно измельчить в Челюстная дробилка или Отрезка мильl для уменьшения размеров частиц до уровня ниже 10 мм для дальнейшей обработки в Шаровая мельница. Отрезные мельницы используются для предварительного измельчения костей, которые могут быть свежими и поэтому не полностью сухими и могут даже содержать остатки мяса.
RETSCH предлагает ряд режущих мельниц для первичного уменьшения размеров мягких, среднетвердых, эластичных, жестких и волокнистых образцов материалов. Широкий спектр вспомогательных материалов позволяет оптимально адаптировать их к различным условиям применения. SM 300 может быть оснащен тремя различными роторами и донными ситами от 0,25 мм до 20 мм. В отличие от свежих и жировых костей, сухие кости могут быть уменьшены до размера менее 0,25 мм в один или два этапа. SM 300 отличается переменной скоростью от 100 до 3000 об/мин. Пулчивание костей или зубов или волос в основном проводится в шаровых мельницах с использованием шариков > 5 мм из стали, оксида циркония или карбида.
Процедура промывания для получения неповрежденных бактериальных клеток из тканей человека
Одним из потенциальных осложнений при операциях по замене суставов, например, на локтях или коленях, является заражение окружающих тканей различными бактериями. Эти инфекции, называемые протезными суставными инфекциями (PJI), могут возникать от нескольких дней до нескольких лет после операции. Их трудно лечить, так как различные типы бактерий могут вызвать их, и они не всегда обнаруживаются обычными методами. Поэтому необходимо изолировать бактерии от образцов тканей таким образом, чтобы сохранить их жизнеспособность и позволить им идентифицироваться и выращиваться.
Здесь Mixer Mill MM 400 может помочь в простой процедуре: образцы смешиваются с 20 мл стерильной деминерализованной воды и 5 мл Стеклошариков для дорожной разметки 1 мм в стерилизованной стальной банке. Можно использовать одноразовые бутылки шириной 30 мл. До 8 флаконов встряхиваются в течение 3,5 мин при частоте 30 Гц, чтобы удалить бактерии из образцов без их уничтожения. Бактерии могут быть легко выращены на агаровой пластине для дальнейшего анализа. Этот метод имеет высокий уровень обнаружения (A.-L. Roux et. al 2010) и может применяться к любой твердой зараженной ткани, даже если он содержит имплантированный материал.
Подходящие мельницы для нарушения работы клеток и гомогенизации образцов
Получите больше информации с нашими белыми книгами и статьями
Cell disruption of parasites with Bead Beating
Giardia and Cryptosporidia are parasites which occur in water and can cause diarrhoea in humans. They are persistent forms found in water and are resistant to environmental influences and disinfectants. Detection and quantitative determination of the parasites are typically performed in accordance with ISO 15553 „Water Quality – Isolation and Enumeration of Cryptosporidium oocysts and Giardia cysts from water“. A German microbiological laboratory has now tested a mechanical approach by using RETSCH’s Mixer Mill MM 400 for bead beating.
Cryogenic Disruption of Yeast Cells
At the Ernst Ruska-Centre-3 (ER-C-3) for Microscopy and Spectroscopy with Electrons, one of the institutes of the renowned Forschungszentrum Jülich, researchers harness the power of cryo-electron microscopy and cryo-electron tomography to answer important questions regarding the structure and function of biological membranes and membrane-associated protein complexes. To this end, various cellular systems, including yeast, are used as models to study the membrane systems of interest.
Cryogenic disruption of yeast cells according to the Rout Protocol
The Michael Rout Lab at the Rockefeller University in New York, NY, initially contacted RETSCH Inc. in 2006 to discuss the possibility of using the Planetary Ball Mill to cryogenically grind yeast cell pellets. The aim of their experiment was to explore the construct of Nuclear Pore Complexes located on the cell walls of yeast cells. The decision to use a Planetary Ball Mill for this application was mainly based on the fact that it produces very small particle sizes which were considered an important prerequisite for more in-depth analysis of the yeast cells.
Prosthetic joint infections: New method allows for diagnostics of up to 8 samples with high documentation rate
One of the major risks of a joint replacement is prosthetic joint infection (PIJ), a bacterial infection at the interface of implant, tissue, and bone. In 2010, A.-L. Roux et al. published an article titled „Diagnosis of prosthetic joint infection by beadmill processing of a periprosthetic specimen.“ It describes a new diagnosis method of involved microbes, with an impressive documentation rate of more than 83% and, at the same time, a very low contamination rate of 8.7%. The method involves washing the microbes off the tissue samples in a RETSCH Mixer Mill within 210 seconds.
Temperature-controlled preparation of biochemical samples
The temperature plays an important role in biochemical analyses. To ensure that the properties of biological samples are not altered during sample preparation, it is necessary to continuously cool or sometimes even freeze the sample material. This application article describes how the Mixer Mill MM 500 control with its possibilities of temperature-controlled sample processing is used for preparing biochemical samples. As an application example, we present the cell disruption process of a global pharmaceutical and diagnostics company.
What Hair Reveals
The detection of illegal drugs and pharmaceuticals plays a role in various fields, for example in forensic science, road traffic accidents, in competitive sports or at the workplace. Hair has the great advantage of storing the substances for a long period, which means that detection is still possible several months after consumption of the drug. In addition to the detection of drugs, hair samples are also used for DNA analysis as well as for the analysis of heavy metals and minerals.
Cryogenic disruption of yeast cells according to the Rout Protocol
The Michael Rout Lab at the Rockefeller University in New York, NY, initially contacted RETSCH Inc. in 2006 to discuss the possibility of using the Planetary Ball Mill to cryogenically grind yeast cell pellets. The aim of their experiment was to explore the construct of Nuclear Pore Complexes located on the cell walls of yeast cells. The decision to use a Planetary Ball Mill for this application was mainly based on the fact that it produces very small particle sizes which were considered an important prerequisite for more in-depth analysis of the yeast cells.
Homogenization of tough biological secretions or tissue pieces
Sometimes the preparation and homogenization of biological samples can be as tough as the material itself. The widely used 2 ml single-use Eppendorf tubes are often not large enough to accommodate the whole sample volume; hence, the sample needs to be divided and reunited after the homogenization process which means an additional time-consuming working step in the lab routine. While it is true that usually larger sized grinding jars, e. g. of stainless steel, are available which accommodate the complete sample volume, these have the drawback of requiring cleaning after use.
White Paper: Important Aspects of Sample Preparation of Biological Materials
Biological samples exist in all shapes and sizes: hard bones, tough and fibrous plants, tough and viscous sputum, soft muscles, tumor or liver tissue. Not to mention the millions of cells such as yeast, bacteria or algae, which have to be disrupted for applications such as DNA or RNA isolation or protein extraction. Retsch offers a range of mills and grinders for easy and reproducible pulverization of solid sample materials some of which are also suitable for cell disruption and homogenization of biological sample materials.
Свяжитесь с нами для получения бесплатной консультации
Продукты и услуги RETSCH доступны через глобальную сеть дочерних компаний и дистрибьюторов. Наши сотрудники будут рады помочь Вам с любыми возникшими вопросами.
Cell Disruption & Biological Samples - FAQ
Что такое биение бисером для нарушения функционирования клеток?
Бисероплетение — механический метод, широко используемый для разрушения клеток, — имеет решающее значение для извлечения клеточных компонентов из микроорганизмов, таких как бактерии, дрожжи, грибы или микроводоросли. Этот процесс включает в себя использование бисера для сдвига клеток в суспензии и может проводиться в различных масштабах с использованием различных пробирок и трубок. Автоматизация, предоставляемая Retsch Mixer Mills с адаптерами, упрощает процесс бисероплетения, обеспечивая его быстрый, эффективный и воспроизводимый.
Оптимальные размеры и параметры бисера зависят от типа клетки, что требует экспериментов для достижения наилучших результатов. MM 400, например, может обрабатывать до 20 образцов в 1,5 или 2 мл трубках Эппендорфа без перекрёстного загрязнения. Имеющийся адаптер позволяет вместить до восьми трубок 50 мл Falcon, что добавляет Универсальности процессу.
Когда использовать криогенное Шлифование?
Криогенное Шлифование становится крайне важным при обработке сложных образцов, которые сопротивляются гомогенизации в обычных буферных системах. Это особенно верно для волокнистых растений, жестких жил, ногтей или конкретных тканей животных или опухолей. Этот метод включает в себя применение жидкого азота для замораживания образцов до или во время процесса Шлифование. Криогенное Шлифованиеявляется единствеможным методом для достижения однородных образцов липких материалов, таких как />Для достижения оптимальных результатов криогенное Шлифование может осуществляться с использованием специализированного оборудования, такого как CryoMill или Вибрационная мельница MM 400, которая вмещает 2 мл стальных трубок. MM 500 coально предназначена для работы с жидким азотом (LN2), принимает большие склянки для Шлифование до 125 мл.
Выбор идеальных мельниц для обжига проб, таких как кости и волосы
Когда дело доходит до толчеи таких образцов, как кости или зубы, челюстные дробилки или Резка являются оптимальным выбором для первого шага процесса уменьшения размера. Retsch предоставляет разнообразный ассортимент Резки мельниц, предназначенных для первичного уменьшения размера различных образцов, включая мягкие, среднетвердые, эластичные, жесткие и волокнистые вещества. Обширный ассортимент аксессуаров гарантирует, что эти мельницы могут быть легко адаптированы для различных применений.
Универсальный SM 300, например, может похвастаться тремя различными роторами и нижними ситами в диапазоне от 0,25 мм до 20 мм, а также изменяющейся скоростью от 100 до 3000 об/мин. Такая гибкость делает его отличным инструментом для адаптации к конкретным потребностям судебной обработки образцов.
Для последующих этапов обработки подумайте об использовании Шаровых мельниц, оснащенных шариками Шлифования размером более 5 мм, изготовленных из таких материалов, как сталь, оксид циркония или карбид вольфрама. Для толчеища волос наилучшим выбором являются смешивающие мельницы, такие как MM 400.