La preparación de muestras biológicas como huesos, plantas, músculos o esputo para el análisis de ADN, ARN, proteínas o metabolitos puede ser un desafío. RETSCH ofrece molinos de laboratorio que pulverizan y homogeneizan muestras sólidas, pero que también son adecuados para la disrupción celular. Los molinos RETSCH se utilizan en áreas como la biotecnología, el diagnóstico, la medicina forense, la agricultura y la microbiología.
La disrupción celular suele ser el método elegido para extraer componentes celulares de bacterias, levaduras, hongos o microalgas, y se lleva a cabo mediante procedimientos químicos o mecánicos. Los métodos mecánicos son más adecuados para células con paredes resistentes o en las que los productos químicos pueden afectar a la extracción, por lo que deben evitarse.
Un método común y eficaz es el llamado bead beating, en el que las células de una suspensión se separan mediante perlas. El bead beating puede realizarse a pequeña o gran escala, utilizando diferentes tipos de viales y tubos. Una opción es mezclar la suspensión con perlas y utilizar un mezclador vortex. Sin embargo, este procedimiento es lento e inconsistente, especialmente en caso de un gran número de muestras o tiempos de disrupción largos. El uso de molinos mezcladores RETSCHcon adaptadores que automatizan el proceso y lo hacen rápido, eficaz y reproducible permite obtener mejores resultados.
Molino Mezclador MM 400 - Ruptura celular de levadura*
*El vídeo muestra el modelo anterior con el mismo principio de funcionamiento.
Aumento de la reproducibilidad de la concentración total de proteínas tras la disrupción celular, 7 min. en el MM 400, 12 min. en un vortex; barras de error: % desviación estándar
Células de Phaeodactylum tricornutum antes (izquierda) y después de la disrupción celular (derecha) con el molino mezclador MM 400 en combinación con el adaptador para tubos Falcon.
La temperatura desempeña un papel crucial, especialmente en aplicaciones que involucran proteínas sensibles a la temperatura. Una solución es la trituración criogénica (véase la sección correspondiente), la otra es el enfriamiento de la suspensión celular.
Para el MM 400 se ha demostrado que el aumento de temperatura en los tubos de 2 ml es moderado incluso a 30 Hz; una opción sencilla es hacer pausas de más de 1 minuto en las que el adaptador con los tubos se enfría en un baño de hielo durante un minuto. De este modo, la temperatura se mantiene por debajo de 12-15 °C, en función del tamaño de bola utilizado.
Aumento de la temperatura durante la disrupción celular en el MM 400 (a 30 Hz) o con un vortex, enfriamiento en hielo después de cada minuto de disrupción celular
Una opción para controlar el desarrollo de la temperatura durante el bead beating es el molino mezclador MM 500 control. Un adaptador especial aloja dieciocho viales desechables de 2 ml por lote. La máquina está conectada a un refrigerador con agua enfriada a 4 °C, que a su vez enfría el adaptador que aloja los viales. De este modo, la temperatura de la suspensión se mantiene a unos 13°C sin las molestas fases de interrupción manual en un baño de hielo. Aunque el control MM 500 no puede funcionar con el adaptador de tubo Falcon desechable, sí puede utilizarse con recipientes de molienda de acero inoxidable con un volumen de 50, 80 o 125 ml (véase el ejemplo de la izquierda: P. pastoris).
Si el molino se utiliza con nitrógeno líquido y el CryoPad y se ajusta a una temperatura de 0 °C, la temperatura de la suspensión celular en tubos desechables de 2 ml puede incluso mantenerse a 0 °C sin congelar la suspensión, lo que permite mantener un bead beating eficaz.
Algunas muestras biológicas, como el esputo de pacientes con fibrosis quística o muestras de tejidos como hígado, pulmón o tumores, son a veces más difíciles de homogeneizar por completo. Los tubos desechables de 2 ml suelen ser demasiado pequeños para que entre todo el volumen de la muestra, por lo que hay que dividirla y volver a combinarla después del proceso de homogeneización, lo que añade trabajo y tiempo adicional a la rutina del laboratorio.
Los recipientes de molienda más grandes fabricados en acero inoxidable, por ejemplo, pueden contener todo el volumen de la muestra, pero deben limpiarse después de cada uso. Un adaptador para el molino mezclador MM 400 resuelve este problema al permitir el uso de tubos desechables de 5 x 5 ml, que tienen más capacidad y no necesitan limpiarse. Se pueden homogeneizar simultáneamente 10 muestras por lote. Para la homogeneización de muestras de tejido, también pueden utilizarse tubos Falcon de 50 ml. En este caso, se pueden procesar 8 muestras por lote en sólo unos minutos.
Muestra de hígado antes y después de la homogeneización en el MM 400
Para las muestras pegajosas, como las bayas, la molienda criogénica es a menudo el único método viable para obtener una muestra homogénea. La tabla enumera algunos ejemplos de materiales de muestra que se han procesado con éxito mediante molienda criogénica en el molino mezclador MM 400 o el CryoMill. Para la molienda criogénica en el MM 400 pueden utilizarse recipientes de acero de 2 ml. Es posible conseguir efectos similares en el MM 500 control con recipientes de molienda de hasta 125 ml para volúmenes de muestra mayores. En este caso puede utilizarse el CryoPad para trabajar con nitrógeno líquido. Para volúmenes de muestra más pequeños, también hay disponibles recipientes de acero inoxidable de 2 ml con los adaptadores correspondientes para todos los molinos mencionados.
Recipientes de reacción de 2 ml, de acero inoxidable
| Muestra | Accesorios | Feed quantity | Tiempo de molienda | Velocidad | Granulometría final (d90)/ |
| E. coli bacterias |
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2 x 10 ml pellets celulares congeladas | 2 min | 30 Hz | disrupción celular completa |
| tejido muscular |
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10 g | 4 min | 25 Hz | <150 µm |
| agujas de pino |
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3 min | 30 Hz | Extracción reproducible de ARN de 20 muestras en un solo paso | |
| bayas |
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2 g | 40 secs | 20 Hz | <200 µm |
| uñas de los dedos |
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1 uña por cada vial | 2 min | 25 Hz | <200 µm |
| tripa de rata |
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1.8 g | 2 min | 30 Hz | <150 µm |
Trozos de carne antes y después de la molienda criogénica
Bayas pegajosas antes y después de la molienda criogénica
Agujas de pino antes y después de la molienda criogénica
Gel de agarosa para la separación de ARN a partir de agujas de pino homogeneizadas; alta reproducibilidad, cantidad suficiente de ARN preparado
Muestra de hueso antes y después de la trituración en un molino de corte
Pelo humano antes y después de la trituración en un molino mezclador
Los productos y servicios de RETSCH están disponibles a través de una red global de empresas filiales y distribuidores competentes. Nuestro personal estará encantado de ayudarle con cualquier consulta.
El bead beating es un método mecánico ampliamente utilizado para la disrupción celular con el fin de extraer componentes celulares de microorganismos como bacterias, levaduras, hongos o microalgas. En esta técnica, pequeñas perlas trituran las células en suspensión, lo que puede llevarse a cabo a distintas escalas con diferentes recipientes y tubos. La automatización que proporcionan los molinos mezcladores RETSCH con adaptadores agiliza el bead beating y garantiza que el proceso sea rápido, eficiente y reproducible.
El tamaño óptimo de las bolitas y los parámetros dependen del tipo de célula y sólo pueden determinarse mediante experimentación. Por ejemplo, el molino mezclador MM 400 puede procesar hasta 20 muestras en viales Eppendorf de 1,5 o 2 ml sin contaminación cruzada. Un adaptador opcional permite alojar hasta ocho tubos Falcon de 50 ml, lo que aumenta aún más la versatilidad del proceso.
La molienda criogénica es indispensable cuando se trata de muestras difíciles que no pueden homogeneizarse en sistemas tampón convencionales. Es el caso, por ejemplo, de plantas fibrosas, venas resistentes, uñas o determinados tejidos animales o tumorales. En esta técnica, las muestras se congelan con nitrógeno líquido antes o durante el proceso de trituración. Esto hace que las muestras se vuelvan frágiles, lo que facilita su trituración en polvos homogéneos.
El proceso de molienda criogénica ofrece importantes ventajas, ya que se conservan las proteínas o los compuestos volátiles que podrían degradarse o evaporarse a temperaturas más elevadas. Además, resulta eficaz para desintegrar orgánulos intracelulares en determinados organismos. Y lo que es más importante, la molienda criogénica es el único método viable para obtener muestras homogéneas de materiales pegajosos como las bayas.
Para obtener resultados óptimos, la molienda criogénica puede realizarse con molinos especiales de laboratorio, como el CryoMill o el molino mezclador MM 400, que pueden alojar recipientes de acero de 2 ml. El molino mezclador MM 500 control, desarrollado especialmente para trabajar con nitrógeno líquido (LN2), admite recipientes de molienda más grandes, de hasta 125 ml.
Cuando se trata de pulverizar muestras forenses como huesos o dientes, las trituradoras de mandíbulas o los molinos de corte son la mejor elección para el primer paso del proceso de trituración. RETSCH ofrece una amplia gama de molinos de corte para la trituración previa de una gran variedad de materiales de muestra, incluyendo sustancias blandas, semiduras, elásticas, tenaces y fibrosas. Una amplia gama de accesorios permite adaptar perfectamente estos molinos a las distintas aplicaciones.
El molino de corte versátil SM 300, por ejemplo, cuenta con tres rotores diferentes y tamices de fondo de 0,25 mm a 20 mm, así como una velocidad variable de 100 a 3.000 rpm. Esta flexibilidad lo convierte en una herramienta excelente para adaptarse a las necesidades específicas de procesamiento de muestras forenses.
Para los pasos de procesamiento posteriores, considere la posibilidad de utilizar molinos de bolas equipados con bolas de molienda de más de 5 mm, fabricadas con materiales como acero, óxido de circonio o carburo de tungsteno. Los molinos mezcladores, como el MM 400, son la mejor opción para la pulverización de pelo.
