Turbo pro čištění proteinů a RNA: Jedinečný design kazet umožňuje urychlenou dialýzu až 96 vzorků současně

Jak Xpress Dialysis Box, tak Xpress Dialyzery jsou navrženy tak, aby byly kompatibilní se standardem SBS, což je činí vhodnými pro automatizaci, zejména u velkých, pravidelně se opakujících počtů vzorků. (Zdroj: Andreas Balg)

Možnost paralelního pipetování 8 vzorků dává dialyzačním kazetám vysokou efektivitu. (Zdroj: Christian Häcker) / The ability to pipette 8 samples in parallel makes the dialysis cartridges highly efficient. (Source: Christian Häcker)

I i velmi malé objemy vzorků lze snadno dialyzovat. Různé modely kazet umožňují nízkoztrátovou dialýzu vzorků od 10 µl do 1000 µl. (Zdroj: Andreas Balg)

Díky velkému počtu vzorků v velkém zásobníku pufru a možnosti jednoduché výměny pufru zajišťuje Xpress Dialysis Box vysokou účinnost dialýzy s minimální námahou. (Zdroj: Andreas Balg)

Xpress Dialyzer má speciálně navržená otvory pro vzorky. Přesné nasazení pipetovacích špiček zajišťuje nízkoztrátové plnění a odebírání vzorků a dosahuje míry znovuzískání (Recovery) až 99 %. (Zdroj: Christian Häcker)

Xpress Dialyzer má speciálně navržené otvory pro vzorky. Přesné nasazení pipetovacích špiček zajišťuje minimální ztráty při plnění a odebírání vzorků a dosahuje míry zotavení (Recovery) až 99 %. (Zdroj: Christian Häcker)

Životní vědy, biomedicína a farmacie: Čištění proteinů po buněčných rozborech nebo jiné separace látek pro další in vitro vyšetření patří mezi standardní úkoly v každodenní laboratoři. Nezbytným krokem se ukázala dialýza pomocí dialyzačního trubičkového systému. Tato metoda umožňuje jemně oddělit nízkomolekulární látky, například soli nebo nukleové kyseliny, od vysoce molekulárních složek vzorku, jako jsou proteiny. Pro automatizované zpracování vzorků však není provádění dialýzy pomocí dialyzačního trubičkového systému vhodné. I u malých objemů vzorků nebo velkého počtu vzorků, kde jsou personální náklady a doba procesu klíčovými faktory, se provádění dialýzy pomocí tohoto systému ukazuje jako neefektivní a pomalé. Řešením je nyní Xpress Dialysis Box (XDB™) od scienova™. Jednotlivé vzorky nebo až 96 vzorků lze paralelně zpracovávat v přiložených Xpress Dialyzerech™ v kazetovém formátu, což výrazně zkracuje pracovní dobu. Dialyzační kazety s unikátním, patentovaným designem zajišťují spolehlivé a ztrátám odolné odebrání vzorků i těch nejmenších množství, jenž je pouze několik mikrolitrov. Velký rezervoár pufru v XDB a optimalizované poměry objemu k ploše povrchu Xpress Dialyzérů s krátkými difuzními cestami zajišťují výrazné zkrácení doby dialýzy. Xpress Dialysis Box nabízí efektivní a časově úsporné řešení pro čištění proteinů v laboratoři, poskytuje spolehlivé výsledky a snižuje náklady i pracovní zátěž.

Pro čištění proteinů bez ztráty kvality se standardně používá separační metoda dialýzy k odstranění přebytečných solí nebo pufrů jako přípravný krok před dalším zpracováním proteinů, říká Dr. Stefan Kreusch, jednatel společnosti scienova GmbH. Toto šetrné metoda je však časově náročná a v její dosavadní podobě nepružná a složitá. Klasická dialýza v dialyzačním trubičkovém systému je zvláště při malých objemech vzorků od 10 do 1000 μl a při velkém počtu vzorků nepraktická a nevýhodná.

Pro efektivnější laboratorní dialýzu a zlepšení manipulace s malými a variabilními objemy vzorků se společnost scienova GmbH z Jeny specializuje na optimalizaci dialýzy. Firma nabízí pro malé objemy vzorků Xpress Dialyzer v kazetovém formátu. Tyto dialyzační kazety umožňují rychlé a ztrátám odolné zpracování vzorků a jsou uspořádány v mikrotitračním rastru (SBS standard). Proto jsou, na rozdíl od tradičního systému v dialyzačním trubičkovém systému, vhodné i pro automatizované zpracování vzorků. Nejnovějším vývojem od scienova je Xpress Dialysis Box, který kombinuje efektivní jednotlivé kazety s velkým rezervoárem pufru o objemu 750 ml. Na rozdíl od běžné dialýzy v trubičkách, která může trvat několik hodin, umožňuje použití XDB podstatné zkrácení doby dialýzy a pracovní zátěže. Infobox s příkladem ilustruje výhody tohoto inovativního řešení.

Patentovaný design zabraňuje ztrátám vzorků a ucpání membrány

Scienova Xpress Dialyzer jsou jednorázové kazety s vysoce kvalitní membránou s definovaným průrazem. Průraz, nebo také Molecular Weight Cut-Off (MWCO), udává, jaké molekulární velikosti nebo molekulární hmotnosti membrána propouští nebo zadržuje. Větší molekuly nad určitým molekulárním hmotnostním limitem již membránu neprojdou, zatímco menší molekuly mohou difundovat přes membránu a tím být odděleny od větších molekul. Potřebná velikost průřezu membrány se liší podle použití, proto scienova nabízí různé průřezy mezi 2 kDa a 140 kDa.

Patentovaná geometrie kazet umožňuje vysokou membránovou plochu vzhledem k objemu, což zvyšuje účinnost dialýzy. Díky větší ploše je umožněna rychlejší difuze malých molekul přes membránu. Navíc je riziko ucpání (membrane fouling) minimalizováno vertikálním uspořádáním membrány, protože složky vzorku se nemohou usazovat, což by vedlo ke ztrátám vzorků nebo zpomalení dialyzačního procesu. Pro objemy vzorků od 10 μl do 1000 μl jsou k dispozici různé velikosti kazet. Do rodiny Xpress Dialyzer patří například modely MD100, MD300, ED300 a MD1000, pojmenované podle objemu kazety.

Xpress Dialyzer jsou umístěny v odpovídající vložce, takže celý vzorek až do 96 vzorků lze jedním krokem umístit na rezervoár pufru v XDB. Po ukončení dialýzy lze vložku jednoduše odstranit a pufr rychle vyměnit. Výměna pufru může být provedena manuálně nebo pomocí hadicové pumpy, protože Xpress Dialysis Box je vybavena praktickými Luer-Lock připojeními. Dialyzační kazety jsou kompatibilní s běžným laboratorním vybavením a lze je obsluhovat standardními pipetami nebo pipetovacími automaty. Pomocí multikanálové pipety lze současně naplnit nebo odebrat všech osm vzorků v řadě. Speciálně navržené otvory Xpress Dialyzerů umožňují přesné a ztrátám odolné pipetování i těch nejmenších množství vzorků.

Optimalizované ovládání umožňuje široké spektrum použití

Scienova Xpress Dialyzer jsou navrženy tak, aby je bylo možné používat nezávisle na použitém pipetovacím a laboratorním automatizačním systému, protože jsou kompatibilní s mikrotitračním standardem (SBS). Díky této všestrannosti jsou vhodné pro aplikace jako high-throughput screening (HTS) nebo scoutingové experimenty, pro rutinní analýzy v lékařských laboratořích nebo pro čištění RNA oligonukleotidů. Například při vývoji vakcín je lze použít pro výrobu variant antigenu. „Protože mnoho proteinů je velmi citlivých na environmentální faktory a jejich výroba je složitá, chtěli jsme laborantům nabídnout atraktivní nástroj, který umožní jednoduchou, bezpečnou, šetrnou a efektivní práci,“ vysvětluje Dr. Kreusch. Kromě rychlosti je důležitá i reprodukovatelnost bez ztráty kvality, což je hlavní cíl dalšího vývoje. V budoucnu budou možné připojení senzorů přes odpovídající připojení, například ke měření teploty nebo vodivosti v rezervoáři pufru. Tím lze dialyzační proces sledovat v reálném čase, což usnadňuje vyhodnocení výsledků dialýzy a zajišťuje komplexní ukládání dat, analýzu, protokolování a podrobnou dokumentaci.

„S touto moderní a komplexní dialyzační technologií nejen šetří laboratoře své zdroje, ale také získávají zcela novou úroveň efektivity ve srovnání s tradičními separačními metodami. Malé objemy vzorků, vysoký počet vzorků a bezpečná manipulace – to žádný klasický dialyzační trubičkový systém nedokáže srovnat,“ shrnuje Dr. Kreusch.

_______________
XDB™, Xpress Dialyzer™ a scienova™ jsou obchodními značkami společnosti scienova GmbH, Spitzweidenweg 30, Jena, Německo.

Zobrazení účinnosti dialýzy a výpočet časové náročnosti na základě příkladu vzorku:

V XDB bylo dialyzováno 9,6 ml roztoku chloridu draselného s bovinním sérovým albuminem (KCl-BSA roztok) s koncentrací 2 M KCl a 2 mg/ml BSA proti 750 ml destilované vody. Dialýza probíhala v 12 kazetách MD100 (průraz 6-8 kDa) s 8 × 100 μl KCl-BSA roztoku v každé kazetě na magnetickém míchači za použití senzoru vodivosti v rezervoáru pufru. Modrá čára ukazuje naměřenou vodivost (EC) difuzovaného KCl, zatímco přerušovaná červená čára znázorňuje vypočtený procentuální podíl zbývajícího KCl v dialyzérech. Červené body ukazují procento BSA v dialyzéru, měřené optickou hustotou při 280 nm ve spektrometru. Všechna data jsou založena na třech nezávislých pokusech a zobrazena jako průměr s odchylkou.

Celková doba: Celý proces trvá přibližně 51 minut.

1. Pipetování vzorků: použití 8-kanálové pipety k naplnění dialyzačních kazet 96 vzorky, naplnění rezervoáru pufru a vložení vzorků do dialyzačního boxu – > Doba: cca 2 minuty.
2. Doba dialýzy: dialýza do dosažení rovnováhy – > Doba: cca 45 minut.
3. Odebrání vzorků: odebrání kazet s vzorky a jejich odebrání pomocí 8-kanálové pipety – > Doba: cca 2 minuty.

Výsledek:

Výchozí koncentrace 2 M KCl v vzorcích je snížena na přibližně 25 mM. Při opakování dialýzy výměnou pufrového roztoku klesne koncentrace KCl ve vzorcích na 0,33 mM.