RNA Extraction Sonicator: ส่งข้อมูลโปรตีโอมิกส์ที่ทําซ้ําได้โดยไม่เกิดความเสียหายจากความร้อน

นักวิจัยโปรตีโอมิกส์ต้องเผชิญกับปัญหาการเตรียมตัวอย่างอย่างต่อเนื่อง: ความร้อนแบบเดียวกับที่ช่วยทําลายเซลล์ยังทําลายข้อมูลที่พวกเขาพยายามรวบรวมอย่างเงียบ ๆ เครื่องสกัด RNA Sonicator ที่ออกแบบมาอย่างดีพร้อมเทคโนโลยีอัลตราซาวนด์ที่เน้นอุณหภูมิต่ําอย่างแท้จริงจะจัดการกับความขัดแย้งนี้โดยตรง

การเตรียมไลบรารี DNA สายเดี่ยวด้วยตนเองและอัตโนมัติสําหรับ

การจัดลําดับดีเอ็นเอจากซากทางชีวภาพโบราณและแหล่งอื่น ๆ ของดีเอ็นเอที่เสื่อมสภาพสูง

ความร้อนที่ไม่สามารถควบคุมได้ในระหว่างการ sonication ไม่เพียง แต่ย่อยสลายโมเลกุลชีวภาพ แต่ยังกัดกร่อนความสามารถในการเปรียบเทียบเชิงปริมาณระหว่างการจําลองแบบผู้ปฏิบัติงานและเครื่องมืออย่างเป็นระบบ วิธีการหยุดชะงักของตัวอย่างเป็นจุดเริ่มต้นของการเดินทางสู่ข้อมูลโปรตีโอมิกส์ที่ทําซ้ําได้ การเดินทางครั้งนี้ไม่เกี่ยวข้องกับแมสสเปกโตรมิเตอร์ที่เหนือกว่าหรือซอฟต์แวร์ที่ซับซ้อน

เหตุใดความสามารถในการทําซ้ําของโปรตีโอมิกส์จึงถูกขัดขวางด้วยความร้อน

ผู้ผลิตเครื่องอาบน้ําและโพรบหลายรายไม่ได้ออกแบบโดยคํานึงถึงโปรตีโอมิกส์ กลไกของเครื่อง sonicators และกระแส caviatiton ของพวกเขาทําให้เกิดความร้อนสูงขึ้นขนาดกลาง โดยทั่วไปสิ่งนี้จะนําไปสู่อุณหภูมิที่พุ่งสูงขึ้นและเป็นผลให้เกิดการเปลี่ยนสภาพของโปรตีน การเปลี่ยนสภาพนี้ช่วยเร่งกิจกรรมของโปรตีเอสและนิวคลีเอส และทําให้เกิดอคติปลายน้ําในการกระจายตัว ความไม่เสถียรทางความร้อนอย่างรวดเร็วนี้ทําให้เครื่อง sonicator ชื่นชอบโปรตีนที่อุดมสมบูรณ์และทนความร้อนและลดการตรวจจับเป้าหมายที่มีความอุดมสมบูรณ์ต่ําหรือไวต่อความร้อนอย่างเป็นระบบ สิ่งนี้ขัดขวางความสมบูรณ์เชิงปริมาณของผลลัพธ์

ปัญหาที่เราตั้งขึ้นที่นี่ไม่ใช่สมมติฐานล้วนๆ:

•การเตรียมตัวอย่างเป็นรากฐาน: เครื่อง sonicators ฟองสบู่ในห้องปฏิบัติการและอุปกรณ์หยุดชะงักที่ไม่สามารถควบคุมอุณหภูมิอื่น ๆ ได้จะไม่มีประโยชน์เมื่อเราสามารถควบคุมเงื่อนไขการสลายของการหยุดชะงักเพื่อแนะนําอคติเท่านั้น

•ค่าของแมสสเปกโตรมิเตอร์ความละเอียดสูงโดยพื้นฐานแล้วเป็นศูนย์เมื่อมีการนําความสามารถในการทําซ้ํามาใช้ในเวิร์กโฟลว์ในโปรตีโอมิกส์

•เมื่อเงื่อนไขของการกระจายตัวเปลี่ยนไปสัญญาณการล่องลอยของเครื่องมือวัดและจุดสูงสุดที่จางหายไปผลลัพธ์ของการค้นพบทางชีวภาพจะแย่ลงและการแก้ไขปัญหาจะกลายเป็นจุดสนใจซึ่งตรงข้ามกับคําตอบ

ทางเลือกอัลตราซาวนด์ที่โฟกัส

เครื่องสกัด RNA Sonicator ที่ใช้การออกแบบอัลตราซาวนด์ที่มุ่งเน้นมีข้อได้เปรียบที่สําคัญเหนือโพรบแบบดั้งเดิมหรือระบบอ่างน้ําสําหรับเวิร์กโฟลว์โปรตีโอมิกส์ ซึ่งแตกต่างจากระบบโพรบอ่างน้ําที่ท่วมตัวอย่างด้วยน้ําและพลังงานเสียง หรือที่ทําให้โพรบสัมผัสกับตัวอย่างโดยตรง ระบบโฟกัสใช้อัลตราซาวนด์ความถี่สูงความยาวคลื่นสั้น และตัวกลางของน้ําแบบไม่สัมผัสและไอโซเทอร์มอลที่โฟกัสพลังงานอัลตราซาวนด์ที่ภาชนะตัวอย่าง

สําหรับเวิร์กโฟลว์โปรตีโอมิกส์การออกแบบนี้มีข้อดีดังต่อไปนี้:

•ลดความแปรปรวนที่เกิดจากการสัมผัสกับโพรบ ความลึกของการแทรก การจัดตําแหน่ง และการกัดเซาะของปลายโพรบจะไม่ส่งผลต่อปริมาณพลังงานที่ดูดซับโดยตัวอย่างอีกต่อไป สิ่งนี้ช่วยขจัดแหล่งที่มาของความแปรปรวนที่สําคัญในการตั้งค่าระหว่างผู้ปฏิบัติงานและระหว่างการทํางาน

•ความเสถียรที่อุณหภูมิต่ําจะถูกเก็บรักษาไว้ที่ตัวอย่าง ตัวกลางที่เป็นฉนวนจะโฟกัสอัลตราซาวนด์ในพื้นที่ตัวอย่าง และลูปป้อนกลับอุณหภูมิที่ละเอียดอ่อนจะป้องกันและตรวจสอบพื้นที่ตัวอย่างจากความเสียหายอันเป็นผลมาจากความร้อนสูงเกินไปของตัวอย่างและกรดนิวคลีอิก และป้องกันการเปลี่ยนสภาพของโปรตีนอันเป็นผลมาจากความร้อนสูงเกินไป

แนวทางที่มุ่งเน้นซึ่งได้รับการสนับสนุนจากการวิจัย

สามารถยืนยันได้มากมายในวรรณกรรม ตัวอย่างของการใช้อัลตราโซนิกที่มุ่งเน้นอยู่ใน Nature Protocols (2010) และเป็นตัวอย่างเพิ่มเติม Meyer และ Kircher อธิบายว่าเป็นไปได้อย่างไรที่จะใช้อัลตราโซนิกแบบโฟกัสเพื่อควบคุมอคติของผู้เผยแพร่ความร้อนและความซับซ้อนของห้องสมุดโดยให้รูปทรงเรขาคณิตโฟกัสอะคูสติกและสภาพแวดล้อมอุณหภูมิที่ควบคุมสําหรับการจัดลําดับแบบมัลติเพล็กซ์สําหรับชิ้นส่วน DNA ที่สั้นและแน่น ในการวิจัยโปรตีโอมิกส์ที่มุ่งเน้นไปที่ MALDI-TOF พวกเขาใช้อัลตราโซนิกที่มุ่งเน้นเพื่อระบุเชื้อราเส้นใยในเวลาที่ใช้งานได้น้อยกว่า 5 นาทีต่อตัวอย่างและรักษาประสิทธิภาพการสกัดโปรตีน

การจัดลําดับตัวรับ T-cell ที่เปิดใช้งาน PCR ที่ขึ้นกับ RNase H สําหรับ

การจัดลําดับเป้าหมายที่มีความจําเพาะสูงและมีประสิทธิภาพสูงของ mRNA ตัวรับ T-cell สําหรับการวิเคราะห์เซลล์เดียวและละคร

ในระดับที่ใหญ่ขึ้นการเตรียมตัวอย่างสําหรับโปรตีโอมิกส์ได้รับการยอมรับว่าเป็นองค์ประกอบสําคัญในคุณภาพและความสามารถในการทําซ้ําของข้อมูลในโดเมน ไม่ว่าจะทํางานกับเซรั่มทางคลินิกเนื้อเยื่อสดหรือจุลินทรีย์ที่สลายยากหลักการก็ถือว่า: การหยุดชะงักที่ควบคุมได้และสม่ําเสมอเป็นข้อกําหนดเบื้องต้นสําหรับโปรตีโอมิกส์เชิงปริมาณที่มีความหมาย

การสร้างโปรตีโอมิกส์ที่ทําซ้ําได้บนรากฐานของการควบคุม

การแปลจากการสกัดโปรตีนเป็นการระบุเปปไทด์ขึ้นอยู่กับตัวแปรควบคุม เช่น อุณหภูมิ การสัมผัสพลังงาน การจัดการตัวอย่าง ในทุกขั้นตอน เครื่องสกัด RNA Sonicator ที่ให้พลังงานเสียงแบบไม่สัมผัส เป็นไอโซเทอร์ และโฟกัสจะขจัดตัวแปรสองตัวที่ไม่สามารถควบคุมได้ในอดีต: การย่อยสลายทางความร้อนและการส่งมอบพลังงานที่ขึ้นอยู่กับผู้ปฏิบัติงาน

เมื่อตัวอย่างได้รับการประมวลผลภายใต้สภาวะอุณหภูมิต่ําที่แท้จริง:

•โครงสร้างของโปรตีนจะถูกเก็บรักษาไว้ลดการย่อยสลายของสิ่งประดิษฐ์และทําให้แน่ใจว่าโปรตีโอมที่สกัดได้สะท้อนถึงสถานะทางชีวภาพของตัวอย่างอย่างถูกต้อง

•ขั้นตอนการย่อยด้วยเอนไซม์ดําเนินการจากจุดเริ่มต้นที่สอดคล้องกัน ซึ่งช่วยลดความแปรปรวนของระดับเปปไทด์ที่ทําให้การหาปริมาณซับซ้อน

•ข้อมูลแมสสเปกโตรเมตรีปลายน้ําแสดงค่าสัมประสิทธิ์ความแปรปรวนที่ต่ํากว่าในการทําซ้ํา ซึ่งสนับสนุนการระบุเป้าหมายทั้งที่มีความอุดมสมบูรณ์สูงและต่ําอย่างมั่นใจ

ตอบสนองความต้องการของโปรตีโอมิกส์สมัยใหม่

เทคโนโลยี Longlight's BoFU-80 เครื่องอัลตราโซนิกโฟกัส ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมโดยใช้ทรานสดิวเซอร์อัลตราโซนิกคอนโฟกัสที่เป็นกรรมสิทธิ์ซึ่งรวมพลังงานเสียงอย่างแม่นยําที่ตัวอย่างผ่านอ่างน้ําแบบไม่สัมผัสแบบไอโซเทอร์มอลปกป้องโมเลกุลชีวภาพจากความเครียดจากความร้อนตลอดกระบวนการ sonication ระบบได้รับการสอบเทียบอย่างสมบูรณ์ก่อนจัดส่งเพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพที่สม่ําเสมอ และระบบควบคุมอุณหภูมิที่มีความไวสูงจะตรวจสอบว่าตัวอย่างไม่ได้รับผลกระทบจากการสร้างความร้อนโดยบังเอิญ ซึ่งช่วยลดข้อผิดพลาดที่เกิดจากการทํางานด้วยตนเองได้อย่างมาก

อุปกรณ์นี้ช่วยในการวิจัยโปรตีโอมิกส์ในด้านต่างๆ:

•การหยุดชะงักของเซลล์และการสกัดโปรตีนเพื่อเข้าถึงเป้าหมายระดับไมโครทั้งที่อุดมสมบูรณ์และต่ํา

•การประมวลผลตัวอย่าง FFPE สําหรับการศึกษาโปรตีโอมิกส์

•การทําให้เป็นเนื้อเดียวกันของเมทริกซ์ตัวอย่างที่มั่นคงและซับซ้อน

•การเตรียมตัวอย่างสําหรับ MALDI-TOF MS เพื่อระบุจุลินทรีย์และจุลินทรีย์ทางคลินิก

บทสรุป

ในด้านโปรตีโอมิกส์ ความสามารถในการทําซ้ํานั้นสัมพันธ์กับตัวเลือกต่างๆ ของการเตรียมตัวอย่าง แทนที่จะเป็นบทคัดย่อ และความสม่ําเสมอสามารถออกแบบได้ด้วยการเตรียมตัวอย่าง เครื่องสกัด RNA Sonicator ที่มีการควบคุมและโฟกัสควบคุมอุณหภูมิอัลตราซาวนด์ความสม่ําเสมอทางวิศวกรรม การประมวลผลตัวอย่างไม่ใช่ภาระอีกต่อไป และความสม่ําเสมอจะถูกแทนที่ด้วยความแปรปรวน สําหรับสภาพแวดล้อม เช่น การวินิจฉัยทางคลินิก การพัฒนาเภสัชกรรม หรือการวิจัยพื้นฐาน ซึ่งทุกการทําซ้ํามีค่า การควบคุมนั้นไม่เพียงแต่สะดวกเท่านั้น มันเป็นสิ่งสําคัญ

คําถามทั่วไป

ถาม: มาตรการใดที่ใช้เพื่อป้องกันตัวอย่างจากความร้อนสูงเกินไประหว่างการประมวลผลใน RNA Extraction Sonicator

ตอบ: เครื่อง sonicator ใช้อัลตราโซนิกที่มุ่งเน้นเพื่อบังคับใช้ความสัมพันธ์แบบไอโซโทรปิกระหว่างตัวอย่างและความเสียหายที่อาจเกิดขึ้นจากความร้อนสูงเกินไป

ถาม: RNA Extraction Sonicator เดียวกันกับที่ใช้ทั้งในเวิร์กโฟลว์โปรตีโอมิกส์และจีโนมิกส์หรือไม่?

ตอบ: ใช่ sonicator สามารถทํางานได้ทั้งในเวิร์กโฟลว์โปรตีโอมิกส์และจีโนมิกส์

ถาม: ตัวอย่างประเภทใดที่ปรับให้เหมาะสมด้วยการใช้เครื่องอัลตราโซนิกที่เน้นอุณหภูมิต่ํา

ตอบ: เครื่องอัลตราโซนิกที่เน้นอุณหภูมิต่ําเหมาะที่สุดกับประเภทตัวอย่างที่ไวต่อความร้อนในธรรมชาติความอุดมสมบูรณ์ต่ําหรือยากต่อการเสก / สลายเช่นจุลินทรีย์และเนื้อเยื่อ FFPE

ถาม: อะไรคือข้อบกพร่องของการอัลตราโซนิกที่มุ่งเน้นในห้องปฏิบัติการของแพทย์?

ตอบ: ระบบอัลตราโซนิกที่มุ่งเน้นมีความแปรปรวนอย่างมีนัยสําคัญโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเทียบกับเครื่อง sonicator โพรบแบบดั้งเดิมที่ต้องพึ่งพาการป้อนข้อมูลของผู้ใช้เป็นอย่างมาก