El nuevo perfil de desaceleración de ahorro de tiempo de la centrífuga Avanti J-15 mejora la eficiencia del flujo de trabajo

Tipo de contenido: Nota de aplicación
Autor Julia P Luciano-Chadee | Beckman Coulter, Inc., Indianapolis, IN 46268

Resumen

El tiempo, la temperatura y la velocidad son la base de la centrifugación. Aunque se han producido avances cada vez mayores en el estudio de la biología con la proteómica, la purificación y preparación de muestras de proteínas sigue siendo una labor larga y requiere múltiples pasos que requieren mucho tiempo. A medida que los investigadores se esfuerzan por obtener muestras de alta calidad de forma rápida y eficiente, muchos laboratorios tienen dificultades para encontrar instrumentos que optimicen el uso de los instrumentos en un entorno multiusuario. Las nuevas centrífugas Avanti J-15 de Beckman Coulter Inc. se diseñaron para aportar máxima eficiencia al cliente sin comprometer la calidad de las muestras. La implementación de la tecnología Ultra Harmonic en la serie Avanti J-15 convierte nuestra centrífuga en idónea para aplicaciones que requieren varias ejecuciones. Esta centrífuga ahorra hasta un 10 % del tiempo de uso del instrumento para una sola aplicación y ese ahorro de tiempo ayuda a maximizar la gestión de los instrumentos en el laboratorio.

Introducción

El uso de la centrifugación de sobremesa es omnipresente en muchos laboratorios y su uso abarca una amplia gama de aplicaciones. Desde los primeros pasos de la recolección y sedimentación hasta protocolos de concentración de proteínas más refinados, la centrifugación se utiliza en gran medida en las operaciones diarias de un laboratorio científico. A menudo, la centrífuga es usada por más de un individuo y se realizan múltiples protocolos, lo que puede llevar a una alta demanda de disponibilidad del instrumento. Como la centrifugación de sobremesa tradicional se centra principalmente en el tiempo, la temperatura y la velocidad como pilares del diseño de la centrífuga, Beckman Coulter está revolucionando el mercado con las centrífugas de la serie Avanti J-15, con un diseño que maximiza la eficiencia de la aceleración y la desaceleración implementando la tecnología Ultra Harmonic.

La tecnología Ultra Harmonic optimiza el tiempo implementando perfiles de aceleración y desaceleración más rápidos sin comprometer la calidad de las muestras. El tiempo que tarda una centrífuga de giro en aplicar los frenos hasta llegar a una parada completa se suma al tiempo del flujo de trabajo completo. En los protocolos que requieren múltiples ciclos significativos, este ahorro de tiempo en cada ciclo puede generar un aumento de eficiencia significativo en el flujo de trabajo. Los experimentos se realizaron para ilustrar la eficiencia temporal relativa de la centrífuga Avanti J-15 frente a la Beckman Allegra.

Materiales y métodos

La BSA (cat. A7906-10G) se adquirió de Sigma-Aldrich. Los dispositivos de filtrado centrífugo Amicon Utra-4 10K MWCO se adquirieron en Millipore.

El Avanti J-15R (ref. B99517, B99516, B99515, B99514) equipado con rotor JS-4.750 (ref. B77580) y el Allegra 14R (ref. A99465) equipado con rotor SX4750 (ref. 392806) se adquirieron de Beckman Coulter.

Se preparó un volumen total de 100 ml de BSA a 1 mg/ml en 1xPBS. Para verificar la concentración de proteínas, la medición de densidad óptica (OD280) de la solución inicial se midió utilizando el espectofotómetro Beckman-Coulter DU730 UV/Vis con una longitud de trayectoria de 10 mm.

Cada instrumento se configuró para centrifugar a 4000 x g durante 10 minutos y un total de 10 ejecuciones con perfiles máximos de aceleración y desaceleración. A cada centrífuga se le asignó un único filtro Amicon con la muestra. Al principio de cada ciclo, se añadieron 4 ml de solución y se mezclaron con el inserto centrífugo, y un total de 40 ml de solución BSA se concentró en cada dispositivo centrífugo. El tiempo de cada ciclo se registró como tiempo de preparación y tiempo registrado. Después del último paso de centrifugación, el OD280 de cada BSA se midió utilizando el spectofotómetro DU730 UV/Vis de Beckman-Coulter y se registró.

Resultados y deliberación

Comparamos el tiempo de cada serie y registramos el tiempo basándonos en: (1) tiempo de preparación, 10 minutos de entrada manual del instrumento; y (2) tiempo real como tiempo desde el inicio de la rotación del rotor hasta una parada completa de este. La tabla 1 muestra la temporización para el Avanti J-15R y la tabla 2 muestra los tiempos de funcionamiento del Allegra 14R. También se calculó el tiempo medio para cada instrumento.

Avanti J-15 R (mm:ss)
  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Media
Tiempo establecido 10:00 10:00 10:00 10:00 10:00 10:00 10:00 10:00 10:00 10:00 10:00
Hora real 10:49 10:53 10:55 10:54 10:55 10:50 10:54 10:55 10:56 10:46 10:52
Tabla 1: Tiempos de ejecución de Avanti J-15R

 

Allegra 14R (mm:ss)
  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Media
Tiempo establecido 10:00 10:00 10:00 10:00 10:00 10:00 10:00 10:00 10:00 10:00 10:00
Hora real 12:03 12:01 12:02 12:03 12:03 12:02 12:01 12:03 12:02 12:01 12:02
Tabla 2: Tiempos de ejecución del Allegra 14R

Tiempo de ejecución total en experimentos de 10 ciclos x 10 minutos (Avanti J-15R frente a Allegra 14R)En promedio, cada ciclo se ejecutó 1 minuto y 10 segundos más rápido en el instrumento Avanti J-15R en comparación con la unidad Allegra. Y lo que es más importante: durante un experimento de 10 ciclos, el efecto acumulativo de cada ejecución resultó en un ahorro de tiempo total significativo (figura 1). En comparación con el Allegra 14R, el Avanti J-15R completa un experimento de 10 ciclos 12 minutos más rápido. En general, hay una mejora en la eficiencia del tiempo en más del 10 %.

Además, registramos la proteína BSA OD280 inicial y final. Los resultados se comunican en la tabla 3 y la concentración se calculó basándose en el coeficiente de extinción del BSA. La concentración inicial de la solución contenía BSA a 0,97 mg/ml. Se utilizó un total de 40 ml de mezcla de BSA para cada ciclo experimental, por lo que se concentraron 38,9 mg de proteína. Al final del ciclo, se recuperaron 36 mg de BSA de la centrifugación del concentrador en el Avanti J-15R, y 35 mg de BSA se recuperaron de la concentración de Allegra 14R. Una tasa de recuperación de muestras del 90 % fue consistente en ambas muestras.

 

Muestra OD280 inicial Volumen inicial BSA inicial OD280 final Volumen final BSA final
Avanti J-15R 0,642 40 ml 38,9 mg 16,461 1450 μL 36 mg
Hora real 0,642 40 ml 38,9 mg 15,034 1550 μL 35 mg
Tabla 3: Recuperación de BSA de dispositivos centrífugos

Se utilizó un total de 40 ml de mezcla de BSA para cada ciclo experimental, por lo que se concentraron 38,9 mg de proteína. Al final del ciclo, se recuperaron 36 mg de BSA de la centrifugación del concentrador en el Avanti J-15R, y 35 mg de BSA se recuperaron de la concentración del Allegra 14R. Una tasa de recuperación de muestras del 90 % fue consistente en ambas muestras.

Al ejecutar los protocolos de laboratorio de varios pasos y ciclos cortos, como la concentración de proteínas utilizando dispositivos centrífugos, los usuarios confían en un uso rápido y eficiente del instrumento. Con la tecnología Ultra Harmonic del Avanti J-15 los usuarios pueden maximizar su tiempo mientras realiza experimentos, lo que lleva a (1) un rápido cambio de instrumentos y (2) traspaso más rápido hasta el siguiente paso. Esto último es importante porque permite una mayor tasa de protección de las muestras, con menos tiempo de inactividad de las muestras expuestas al aire y a las fluctuaciones de temperatura. En el caso de las proteínas, los matices en los parámetros de purificación pueden provocar efectos estructurales perjudiciales. Los resultados de los cambios estructurales de una proteína hacen que la muestra sea inutilizable y que se pierda tiempo y recursos. La segunda ventaja de la tecnología Ultra Harmonic en la eficiencia del flujo de trabajo es la gestión general del instrumento, ya que la mayor velocidad de giro conduce a una mejora en el uso y la gestión de este.

Conclusión

La eficiencia del flujo de trabajo es de gran interés en la comunidad científica porque aborda factores que pueden influir en el tiempo dedicado a realizar experimentos científicos. Aquí, mostramos que los ahorros de tiempo incrementales con cada ciclo del Avanti J-15 pueden llevar a un ahorro considerable en el flujo de trabajo general. Las ventajas de la tecnología Ultra Harmonic permiten un tiempo de desaceleración más rápido sin comprometer la recuperación de las muestras.

Los instrumentos de la serie Avanti J-15 incorporan características importantes de aceleración y desaceleración, presentes en la ultracentrífuga refinada, a la centrifugación de sobremesa, reduciendo así el tiempo necesario para pasar de cero a la velocidad establecida y viceversa. El rendimiento del instrumento Avanti J-15 no compromete el rendimiento final de las muestras, dando importancia a este en el diseño del instrumento.

La centrífuga Avanti J-15 es una gran adición a un laboratorio que prioriza la recuperación de muestras y la eficiencia temporal.

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