Barocycler NEP2320 Extreme

MS-Probenvorbereitung mittels Pressure Cycling

Hersteller : Pressure Biosciences Inc.

Das neue Tischmodell Barocycler NEP2320-45K EXT von Pressure Biosciences (USA) dient durch das Pressure-Cycling-Verfahren (PCT)* der Standarisierung und der beschleunigten Probenvorbereitung in der Proteom-Analytik. 

1. Anwendung für Protein-Digestion:


Enzymverdau, der durch PCT* beschleunigt wird: Trypsin, Lys-C, Chymotrypsin, Glu-C, PNGase F, Lysozym. Die Vorteile des PCT* für die Probenvorbereitung vor der massenspektroskopischen Analyse sind:

  • Großer Zeitgewinn von Stunden auf Minuten
  • Besser reproduzierbare Ergebnisse
  • Optimierte und standarisierte, schnelle Digestionsbedingungen 
  • Lipophile und Membran-ständige Proteine sind besser nachweisbar
  • Schwer zu verdauende Proteine werden erstmals nachweisbar
  • Keine unspezifischen Spaltungen, keine Oxidation oder Desaminierung
  • Wiederholungsversuche am gleichen Tag sind möglich

Massenspektroskopischen Ergebnisse von tausenden Proteinen sind durch PCT* wesentlich schneller, aussagekräftiger und die Ergebnisse sind reproduzierbarer, als mit herkömmlichen Methoden der Probenvorbereitung.

2. Anwendung für Biopsie-Gewebe:


Protein-basierte Messungen in klinischen Studien und der Forschung benötigen zuerst eine reproduzierbare, effiziente Extraktion von Proteinen aus kleinen, meist klinischen Einzelproben wie Nadelbiopsien, gefrorenen Gewebealiquoten, Mikrotom-Schnitten, Formalin-fixierte-Paraffin-eingebettete (FFPE) Gewebe oder aus Zellsuspensionen.

Die Vorteile des PCT* für die Gewebehomogenisierung und Zelllysis sind:

  • Sehr kleine Gewebemengen reichen aus (ca. 2 mg)
  • Schnelle und effiziente Lysis in max. 60 min
  • Physiko-chemisches Verfahren mit sehr reproduzierbaren, optimierten Bedingungen
  • Lysis unter Luftsauerstoff-Ausschluss in luftdichten Gefäßen möglich
  • Auch für FFPE-Proben optimiert
  • Geschlossene Einweggefäße schließen Kreuzkontamination aus
  • Anschließende Digestion im gleichen Probengefäß
  • Gesamtzeit der Lysis und Digestion zusammen: 2 bis 4 Stunden

Die in Zusammenarbeit mit Prof. Aebersold von der ETH Zürich in den letzten Jahren entwickelte und auf PCT* basierte Methode dient der Beschleunigung und Standarisierung der Probenvorbereitung von Biopsie-Gewebe vor der massenspektroskopischen Analyse. Hierbei wird ein sehr kleines Gewebestück mittels des PCT-Verfahren mechanisch lysiert: Proteine werden dabei extrahiert und im gleichen Gefäß anschließen der beschleunigte Verdau durchgeführt (siehe Punkt 1.). Die Probe erfährt so eine optimale, sehr kurze Probenvorbereitungszeit, die unter definierten, optimierten Bedingungen verläuft. 

Gerätetechnik:

Der Barocycler ist mit einem Hochdruckzylinder ausgestattet, der mit Wasser gefüllt ist und in dem sich die Probengefäße befinden. Während des PCT*-Prozesses werden die Proben abwechselnd einige Sekunden hohem Druck - je nach Anwendung zwischen ca. 20 KPSI und 45 KPSI (3100 bar) - und dann wieder Normaldruck ausgesetzt. Der Druckaufbau erfolgt in Sekundenbruchteilen nach einem patentierten, mechanischen Verfahren und die Druckübertragung ist ein extrem schneller Vorgang: der Druck wird über das Prozesswasser mit Schallgeschwindigkeit auf die Gefäße genannt Micro Tubes übertragen. Das Prozesswasser kann je nach Anwendung zwischen ca. 4°C und 95°C temperiert werden. Je nach Modell-Variante erfolgt die Temperierung entweder über einen Heizmantel oder über temperiertes Wasser aus einem Thermostaten.

Der neue Barocycler NEP2320-45K EXT zeichnet sich aus durch:

  • Temperaturbereich: +4°C bis +95°C
  • Bis zu 16 Micro Tubes können parallel prozessiert werden
  • Anwender-programmierbare Druckprofile: Rechteck, Sigmoid u.a.
  • Touch-Screen-Computer (Windows-basiert) für die Bedienung und Datenverwaltung
  • Anzeige der Real-Time p/T-Profile
  • USB-Port für Datenexport und Software-Updates
  • Netzwerkanbindung optional


Gerne informieren wir Sie zur Anwendung dieser Technologie im Detail.

*: Das Pressure Cycling-Verfahren (PCT) stellt eine Wirkung von hohem Druck auf der makroskopischen und der molekularen Ebene einer wässrigen, biologischen Probe dar. Die makroskopische Wirkung ist mechanisch: die Kompression des Probengefäßes durch Hochdruck zerquetscht das Gewebe im Inneren. 

Die Wirkung auf molekularer Ebene beruht auf hohem hydrostatischen Druck, der die Proteindigestion durch eine Kombination von zwei Mechanismen beschleunigt: Der erste ist die druckinduzierte Denaturation/Umfaltung und Hydratation der Zielproteine, die zu einem besseren Zugang zu den Bindungsstellen der Enzyme führt. Der zweite Mechanismus ist weniger gut untersucht, aber er beruht auf der Zunahme der Enzymaktivität unter höherem Druck bei einigen Enzymen. Der zweite Mechanismus ist möglicherweise ursächlich oder zumindest teilweise verantwortlich für den positiven Effekt von Hochdruck auf alle Hydrolyse-Reaktionen. Die Kombination der zwei druckbasierten Mechanismen – einer auf das Enzym und der andere auf die Substrate – führt zu signifikant beschleunigtem Verdau.

 

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Dr. Astrid Alef
Telefon : +49 2223 9192 131
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