細胞溶解のためのソニケーションプロトコル

ソニケーションとは何ですか (Sonication)?

ソニケーションは、サンプル内の攪拌粒子に音響エネルギーを適用します。 使用される超音波周波数は通常20kHz以上です。 実験環境では、これは通常、超音波浴または一般にソニケーションと呼ばれる超音波プローブを使用して行われます。


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ソニケーション プロトコルの概要

実験室では、ソニケーションは主に細胞分裂の方法として使用されます。 ソニケーションは細胞膜を破壊し、細胞の内容物を放出するために使用され、このプロセスは一般的にソノポレーションと呼ばれます。 ソニケーションは、細胞を分裂させるためにタンパク質抽出物の調製中に行われます。 ただし、lysis bufferはソニケーションを使用することができ、細胞を分解するのに役立ちます。 また、ソニケーションはDNAの断片化/剪断に使用することができ、さらなる試料調製を妨げることを防止する。 その他の生物学的用途としては、ナノ粒子の製造、リポソーム、アントシアニンの抽出および抗酸化剤があります。

あなたの細胞タイプ(細菌または真核生物)によっては、特定の細胞タイプを分析することが困難であり、それらを洗剤緩衝液に入れるだけでは完全な細胞溶解にはなりません。 さらに、細胞小器官を溶かす必要があり、細胞壁を溶かすだけではなく、細胞ゾルを放出する必要もあります。 チタンプローブを使用した細胞のソニエーションは、細胞を完全に溶解し、すべての細胞のDNA、RNA、タンパク質含有量を抽出するのに役立ちます。 これは、ELISA assays および 免疫沈降 のより均質な抽出物を探すときにダウンストリームに役立つことがあります。

細胞溶解のために以下のソニケーションプロトコルに従う場合は、必要なアプリケーションに対して細胞を効率的に溶解する必要があります。

RIPA Buffer レシピおよびサンプル準備

RIPA バッファ

50mM Tris HCL pH 7.4
50 mM NaCl
2mM EDTA
1% SDS
Plus freshly added proteinase Inhibitors (Apoprotein, Leupeptin, DTT and PMSF)

サンプル準備の事前調整


1. 冷たいPBSで細胞を洗浄します。

2. PBSを吸引します

3. 滅菌されたピペットチップを使用して、プレートから付着した細胞を取り除きます。

4. アイスコールドPBSの細胞をサスペンドする。

タンパク質抽出のためのソニケーションプロトコル

ステップ 説明

1.

マイクロ遠心分離機で細胞を270×gで5分間遠心分離する。

2.

残りのメディアを吸引し、30~100 μLのRIPAバッファでセルを再サスペンドします。

3.

氷の上にペレットを30分間インキュベートします。

4.

サンプルを次のようにソニケートします。

5.

20 kHz の周波数でソニックレータ プローブを配置します。

6.

セルを 1.5 mL のマイクロ遠心分離管に入れ、ソニックレータ プローブの先端の下をゆっくりと移動します。

7.

プローブは、粘度を下げるためにバッファを2×10秒間振動し始めます(これによりサンプルの泡が発生することがあります)

8.

しかし、このプロトコルでは、サンプルの泡立ちは免疫沈降またはELISAの調査に進む際に、ソニケーション後の問題ではないことが示されていました。

9.

試料と試料の粘度によっては、さらに10秒間、再び細胞を音化することができます。

10.

試料がソニン化されたら、氷の上で5分間培養する。

11.

10,000 x gで20分間遠心分離する(デブリは未溶解細胞、核または未溶解細胞を含むことができる)。

12.

上澄み液を新しいマイクロ遠心分離管とラベルに移します。

13.

-20℃で保管してください。

タンパク質抽出のためのソニケーションプロトコル

ステップ 説明

1.

BL21細胞のサルコシル溶解とシャペロンタンパク質BL21細菌ペレットの除去は、氷冷ナトリウム-EDTA(STE)緩衝液50ml(10mM Tris-HCL, pH 8.0, 1mM MEDTA, 150M NaCl100MPMSFを補充)で再懸濁した。

2.

Lysozyme(10 mg / ml)500 ulを加え、氷の上で15分間培養する。

3.

DTT 500 ulとSarkosyl 7mlを追加します(STEバッファで構成された10%(w / v))。

4.

すべての精製バッファは氷で冷やし、試料は氷で保持する必要があります。 すべての浄化手順は可能な限り冷たい部屋で行われました。

5.

各ソニケーションの間隔は 2 分で、サンプルを 3 x 30 秒間ソニケートします。

6.

氷の上に試料を置き、さらに精製するか、-80℃で保管する。

ソニケーションのヒントとヒント

  1. サンプルは常に氷の上に保管してください。 サンプルを分解するソニックレーターのエネルギーも加熱します。 サンプルが熱くなりすぎると、タンパク質が劣化し始めます。 これを防止するために、可能であれば、サンプルをできるだけ前、後、中に常に氷の上に置いておくようにしてください。

  2. サンプルの温度を下げるために、パルスを使用します。 ほとんどのソニックーターは、音波診断中のサンプルの発熱を減らすパルスモードを備えています。 パルスが選択できない場合、またはパルスがない場合は、5秒間音速計をオンにしてから電源をオフにします。 必要な回数だけ繰り返します。

  3. 過度にソニケートしないでください。 サンプルを長時間ソニケートしすぎると、タンパク質が低下する可能性があります。 完璧なバランスを見つけるにはいくつかの最適化が必要であり、細胞/組織のタイプやサンプルボリュームによって異なる場合があります。

  4. サンプルボリュームとプローブサイズ。 使用するプローブは、サンプルのサイズによって異なります。 各プローブには、推奨されるサンプル ボリューム範囲があります。 小さなチップ(マイクロチップ)は、小さくて薄い容器の中でサンプルを処理するのに推奨され、50mlを超えるサンプルは絶対に使用しません。 マイクロチップは短い処理時間で作られています。 マイクロチップは少量でかなりの量の熱を発生させるため、熱蓄積を防ぐためにパルスモードで使用する必要があります。

  5. 耳を保護してください。 超音波は超音波であり、人間の聴覚範囲外ですが、音波によって発生する小さなキャビテーション気泡の崩壊は大きな悲鳴を引き起こします。 耳を保護するための適切な耳保護具を着用することをお勧めします。耳を覆うだけでは、ここでは切りません。

  6. 泡を抑えるようにしてください。 プローブがサンプルに適切に浸かっていない場合は、泡が発生する可能性があります。しかし、深すぎる場合は、適切な分析を行いません。 Western BlottingまたはELISAの調査によると、もしあなたが慌てずに泡を立てていれば、私は泡が免疫沈殿を続けるときに問題ではないことが分かりました。

  7. 振幅に関しては、ゆっくりと着実な方がレースに勝利します。 すべての実験と同様に、西側の電圧を最大に上げるか、または半分の時間でセルを変換したいという誘惑は強いです。しかし、これが常に発表可能な結果をもたらすわけではありません。 ソニケーションのために、より長い間振幅を小さくすると、サンプルの加熱が減少します。理由によって、あなたは他の実験を続ける必要があります。 振幅と強度は直接的な関係があります。 結果を再現するために、サンプルの振幅設定、温度、粘度、体積はすべて一貫性を保つ必要があるパラメータです。 音化結果を再現しようとするときは、電力ではなく振幅が最も重要です。


  8. 試料間の音波探知機の先端を常に洗浄する。 ソニックエイターチップの洗浄は、タンパク質の持ち越しを制限する上で重要です。 ビーカーに70%エタノールまたはエタノールのソニケーションでソニックレータープローブを拭くことは、ソニックレーターチップを洗浄するのに効果的な方法です。

Written by Sean Mac Fhearraigh

Seán Mac Fhearraigh PhD is a co-founder of Assay Genie. Seán carried out his undergraduate degree in Genetics at Trinity College Dublin, followed by a PhD at University College Dublin. He carried out a post-doc at the Department of Genetics, University of Cambridge. Seán is now Chief Technical Officer at Assay Genie.

その他のリソース



15th Jun 2023 Sean Mac Fhearraigh PhD

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