Turbo per la purificazione di proteine e RNA: design unico del cartuccia che consente dialisi accelerata di fino a 96 campioni contemporaneamente

Sia la Xpress Dialysis Box sia il Xpress Dialyzer sono progettati per essere compatibili con lo standard SBS, rendendoli adatti all'automazione, in particolare per grandi numeri di campioni ricorrenti e regolari. (Fonte: Andreas Balg)

La possibilità di pipettare 8 campioni in parallelo conferisce alle cartucce per dialisi un'elevata efficienza. (Fonte: Christian Häcker)

Anche volumi di campione molto piccoli possono essere dializzati facilmente. Diversi modelli di cartucce consentono dialisi a perdita ridotta di volumi di campione compresi tra 10 µl e 1000 µl. (Fonte: Andreas Balg)

A causa dell'elevato numero di campioni in un grande serbatoio di tampone e della possibilità di un facile cambio di tampone, la Xpress Dialysis Box garantisce un'elevata efficienza di dialisi con uno sforzo minimo. (Fonte: Andreas Balg)

Gli Xpress Dialyzer sono dotati di aperture per campioni appositamente progettate. La calzata precisa delle punte delle pipette garantisce un riempimento e un prelievo dei campioni a perdita ridotta, raggiungendo un tasso di recupero fino al 99%. (Fonte: Christian Häcker)

Gli Xpress Dialyzer sono dotati di aperture per campioni appositamente progettate. La calzata precisa delle punte delle pipette garantisce un riempimento e un prelievo dei campioni con perdita minima, raggiungendo un tasso di recupero fino al 99%. (Fonte: Christian Häcker)

Scienze della vita, Biomedicina e Farmacia: La purificazione delle proteine tramite cellule lysate o altri metodi di separazione delle sostanze per ulteriori studi in vitro rientra tra le attività standard nella routine di laboratorio. Per questo, si è affermata come indispensabile la dialisi con un tubo dialitico. Con questa tecnica è possibile separare delicatamente sostanze a basso peso molecolare come sali o acidi nucleici da componenti di campioni ad alto peso molecolare come le proteine. Tuttavia, per l'elaborazione automatizzata dei campioni, la dialisi tramite tubo dialitico non è adatta. Anche con piccoli volumi di campioni o elevato numero di campioni, dove i costi di manodopera e la durata del processo sono fattori decisivi, l'esecuzione della dialisi con tubo dialitico si rivela poco efficiente e relativamente lunga. Ora, questa problematica viene risolta con la Xpress Dialysis Box (XDB™) di scienova™. Campioni singoli o fino a 96 campioni possono essere processati in parallelo nei dializzatori Xpress in formato cartuccia, riducendo significativamente il carico di lavoro. Le cartucce per dialisi, con il loro design brevettato e unico, garantiscono un prelievo affidabile e a perdita ridotta anche di minimi quantitativi di campioni di pochi microlitri. Il grande serbatoio di buffer della XDB e il rapporto ottimizzato tra volume e superficie dell'Xpress Dialyzer, con brevi distanze di diffusione, assicurano una riduzione sostanziale dei tempi di dialisi. La Xpress Dialysis Box offre una soluzione efficiente e risparmiosa in termini di tempo per la purificazione delle proteine in laboratorio, fornendo risultati affidabili e riducendo costi e sforzi.

Per purificare le proteine senza perdita di qualità, si utilizza di norma il metodo di separazione della dialisi per rimuovere sali o buffer in eccesso come passaggio preparatorio alla successiva lavorazione delle proteine. "Anche se la dialisi è una tecnica relativamente antica, rimane uno dei metodi più delicati per preservare l'attività delle proteine nei campioni", afferma il Dr. Stefan Kreusch, amministratore delegato di scienova GmbH. Questa tecnica delicata, però, è lenta e, nella sua forma attuale, poco flessibile e laboriosa. La dialisi classica con tubo dialitico si rivela particolarmente scomoda e poco economica con piccoli volumi di campioni tra 10 e 1000 µl e con elevato numero di campioni.

Per rendere più efficiente la dialisi di laboratorio e migliorare la gestione di piccoli e variabili volumi di campioni, scienova GmbH di Jena si è specializzata nell'ottimizzazione della dialisi. L'azienda offre per piccoli volumi di campioni il Xpress Dialyzer in formato cartuccia. Queste cartucce consentono un'elaborazione rapida e senza perdita di campioni e sono disposte in una griglia standard per piastre microtitolatrici (standard SBS). Perciò, a differenza del metodo tradizionale con tubo dialitico, sono adatte anche per l'elaborazione automatizzata dei campioni. L'ultima innovazione di scienova, la Xpress Dialysis Box, combina le cartucce singole efficienti con un grande serbatoio di buffer da 750 ml. Contrariamente alla dialisi tradizionale in tubi, che può durare diverse ore, l'uso della XDB permette di ridurre significativamente i tempi di dialisi e il carico di lavoro. La casella informativa con esempio illustra i vantaggi di questa innovazione.

Design brevettato che previene perdite di campione e intasamenti della membrana

Le scienova Xpress Dialyzer sono cartucce monouso con membrana di alta qualità e con un cutoff definito. Il cutoff, o Molecular Weight Cut-Off (MWCO), indica la dimensione molecolare o il limite di peso molecolare che una membrana permette di attraversare o trattiene. Molecole più grandi di un certo peso molecolare non possono passare attraverso la membrana, mentre le molecole più piccole diffondono e vengono separate dai componenti più grandi. La dimensione di cutoff necessaria varia a seconda dell'applicazione, motivo per cui scienova offre diverse opzioni di cutoff tra 2 kDa e 140 kDa.

Grazie alla geometria brevettata delle cartucce, si ottiene una superficie di membrana elevata rispetto al volume, aumentando così l'efficienza della dialisi. La maggiore superficie consente una diffusione più rapida delle piccole molecole attraverso la membrana. Inoltre, il rischio di ostruzioni (membrane fouling) è minimizzato grazie alla membrana orientata verticalmente, che impedisce ai componenti del campione di depositarsi, evitando perdite di campione o rallentamenti nel processo di dialisi. Per volumi di campioni tra 10 µl e 1000 µl sono disponibili diverse dimensioni di cartucce. La famiglia di dializzatori Xpress comprende modelli come MD100, MD300, ED300 e MD1000, denominati in base alla capacità del dializzatore.

Le Xpress Dialyzer sono inserite in un apposito supporto, permettendo di caricare fino a 96 campioni con un solo passaggio sul serbatoio di buffer della XDB. Al termine della dialisi, il supporto può essere facilmente rimosso e il buffer sostituito rapidamente. Il cambio di buffer può essere effettuato manualmente o tramite pompa a tubi, poiché la Xpress Dialysis Box è dotata di pratici attacchi Luer-Lock. Le cartucce di dialisi sono compatibili con le attrezzature di laboratorio standard e possono essere gestite con pipette o automi pipettatori. Con una multicanal pipette, si possono caricare o prelevare contemporaneamente tutte e otto le provette di una fila. Le aperture appositamente progettate delle cartucce consentono un pipettaggio preciso e a perdita ridotta anche di minimi quantitativi di campioni.

Handling ottimizzato per un ampio spettro di applicazioni

Le scienova Xpress Dialyzer sono progettate per essere compatibili con sistemi di pipettatura e automazione di laboratorio, grazie alla compatibilità con lo standard delle piastre microtitolatrici (SBS). Questa versatilità le rende adatte per applicazioni come screening ad alta produttività (HTS) o esperimenti di scouting, analisi di routine in laboratori medici o purificazione di oligonucleotidi di RNA. Nello sviluppo di vaccini, possono essere utilizzate, ad esempio, per la produzione di varianti di antigeni. "Poiché molte proteine sono molto sensibili ai fattori ambientali e la loro produzione è complessa, volevamo offrire al personale di laboratorio uno strumento efficace, semplice, sicuro e delicato", spiega il Dr. Kreusch. Oltre alla velocità, si punta anche sulla riproducibilità senza perdita di qualità. In futuro, sarà possibile collegare sensori tramite appositi attacchi per monitorare, ad esempio, temperatura e conducibilità nel serbatoio di buffer. In questo modo, il processo di dialisi può essere monitorato in tempo reale, facilitando la valutazione dei risultati, e garantendo una gestione completa dei dati, analisi, registrazioni e documentazione dettagliata.

"Con questa tecnologia moderna e completa, i laboratori non solo risparmiano risorse, ma ottengono anche una nuova dimensione di efficienza rispetto ai metodi di separazione tradizionali. Piccoli volumi di campioni, elevato numero di campioni e gestione sicura: nessun tubo dialitico tradizionale può competere", riassume il Dr. Kreusch.

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XDB™, Xpress Dialyzer™ e scienova™ sono marchi commerciali di scienova GmbH, Spitzweidenweg 30, Jena, Germania.

Presentazione dell'efficienza della dialisi e calcolo del tempo richiesto tramite esempio di campione:

Nella XDB sono stati dializzati 9,6 ml di soluzione di albumina bovina con cloruro di potassio (KCl-BSA) a concentrazione di 2 M KCl e 2 mg/ml di BSA contro 750 ml di acqua distillata. La dialisi è avvenuta in 12 cartucce MD100 (Cut-Off 6-8 kDa), ciascuna contenente 8 × 100 µl di soluzione KCl-BSA, su un agitatore magnetico, con l'aggiunta di un sensore di conducibilità nel serbatoio di buffer. La linea blu mostra la conducibilità (EC) misurata del KCl che diffonde, mentre la linea tratteggiata rossa rappresenta la percentuale calcolata di KCl residuo nei dializzatori. I punti rossi indicano la percentuale di BSA nel dializzatore, misurata tramite densità ottica a 280 nm con spettrofotometro. Tutti i dati sono stati ottenuti da tre esperimenti indipendenti e presentati come medie con deviazione standard.

Durata totale: circa 51 minuti.

1. Pipettare i campioni: utilizzo di una pipetta a 8 canali per riempire le cartucce dialitiche con 96 campioni, riempimento del serbatoio di buffer e inserimento dei campioni nella dialisi --> Durata: circa 2 minuti.
2. Tempo di dialisi: fino a raggiungere l'equilibrio --> Durata: circa 45 minuti.
3. Prelievo dei campioni: rimozione del supporto con le cartucce e prelievo dei campioni con pipetta a 8 canali --> Durata: circa 2 minuti.

Risultato:

La concentrazione iniziale di 2 M KCl nei campioni viene ridotta a circa 25 mM. Ripetendo la dialisi cambiando la soluzione tampone, la concentrazione di KCl nei campioni si abbassa a 0,33 mM.