تفكك الخلايا بالموجات فوق الصوتية
الموجات فوق الصوتية هي وسيلة فعالة لتفكك هياكل الخلايا. لذلك ، تستخدم الصوتيات على نطاق واسع في المختبرات لكسر الخلايا المفتوحة ، واستخراج الجزيئات داخل الخلايا والبروتينات والعضيات للبحث والتحليل. على المستوى الصناعي ، يتم استخدام التفكك والتحلل بالموجات فوق الصوتية لعزل الجزيئات من مصانع الخلايا أو لتعزيز هضم الكتلة الحيوية.
ما هو التفكك بالموجات فوق الصوتية؟
التفكك بالموجات فوق الصوتية ، المعروف أيضا باسم التجانس بالموجات فوق الصوتية بالموجات فوق الصوتية ، هو عملية تستخدم موجات فوق صوتية عالية الكثافة ومنخفضة التردد لتحطيم جدران الخلايا وتعطيل الهياكل الجزيئية في وسط سائل. تستخدم هذه التقنية بشكل شائع في مختلف التطبيقات العلمية والصناعية لعدة أغراض:
اضطراب الخلايا: يستخدم التفكك بالموجات فوق الصوتية على نطاق واسع في بيولوجيا الخلية والبيولوجيا الجزيئية لتعطيل أغشية الخلايا ، وإطلاق المحتويات الخلوية مثل البروتينات والأحماض النووية والعضيات. هذا مفيد لاستخراج المكونات داخل الخلايا للتحليل أو لتحليل الخلايا في علم الأحياء الدقيقة وعمليات التكنولوجيا الحيوية.
- التجانس: يساعد في الخلط الموحد للمكونات في العينة ، خاصة عند التعامل مع السوائل غير القابلة للامتزاج أو عند محاولة تحقيق مزيج ثابت من المواد.
- استخراج البروتين: في علم الأحياء ، علم الحياة البروتيني ، يعد تحليل البروتينات مهمة شائعة جدا. قبل تحليل البروتينات في المقايسات ، يجب استخراجها من داخل الخلية وعزلها. Sonicators هي الطريقة الأكثر استخداما لاستخراج البروتين.
- تجزئة الحمض النووي: الحمض النووي (DNA) والحمض النووي الريبوزي (RNA) نوعان متميزان من الأحماض النووية التي تخزن المعلومات الوراثية وترفرها في الخلايا. عندما يتم تحليل الحمض النووي والحمض النووي الريبي ، يجب في بعض الأحيان تجزئة الخيوط الطويلة ، وهي عملية يمكن القيام بها بشكل موثوق وفعال عن طريق صوتنة.
- تحضير العينة: في البحث والتحليل ، يعد إعداد العينات إجراء شائعا قبل التقنيات التحليلية المختلفة. يمكن أن يساعد التفكك بالموجات فوق الصوتية في إذابة العينات أو تفريقها ، مما قد يحسن دقة التحليلات وإمكانية استنساخها.
مسبار نوع صوتي UP200St لتفكك الخلايا وتعطيلها واستخراجها
مزايا التفكك بالموجات فوق الصوتية
لماذا استخدام صوتي من نوع المسبار للتفكك وتعطيل الخلايا واستخراج الجزيئات والبروتينات داخل الخلايا؟ يوفر جهاز صوتي أو جهاز إزالة الصوت بالموجات فوق الصوتية العديد من المزايا التي تجعل صوتنة التكنولوجيا المتفوقة عند مقارنتها بطرق التفكك الأخرى مثل التجانس عالي الضغط أو طحن الكرة أو الموائع الدقيقة.
- غير حراري: التفكك بالموجات فوق الصوتية هو طريقة غير حرارية ، مما يعني أنه لا يعتمد على الحرارة لتحطيم المواد. هذا مفيد للتطبيقات التي يمكن أن تؤدي فيها درجات الحرارة المرتفعة إلى تدهور العينات الحساسة للحرارة.
- دقيقة ومضبوطة: يمكن التحكم في العملية بدقة عالية ، مما يسمح بتعطيل معين أو خلط أو تقليل حجم الجسيمات.
- سريع وفعال: الموجات فوق الصوتية بشكل عام طريقة سريعة وفعالة ، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات عالية الإنتاجية.
- تقليل استخدام المواد الكيميائية: في كثير من الحالات ، يمكن أن يقلل التفكك بالموجات فوق الصوتية من الحاجة إلى المواد الكيميائية القاسية أو المذيبات العضوية ، والتي يمكن أن تكون صديقة للبيئة وتقلل من خطر التلوث الكيميائي.
- لا وسائط طحن ، لا فوهات: تقنيات التفكك البديلة ، مثل طحن الكرة / الخرز أو المجانسات عالية الضغط ، تأتي مع عيوب. يتطلب طحن الكرة / الخرز استخدام وسائط الطحن (الخرز أو اللؤلؤ) ، والتي يجب فصلها وتنظيفها بشق الأنفس. تحتوي المجانسات عالية الضغط على فوهات عرضة للانسداد. في المقابل ، فإن المجانسات بالموجات فوق الصوتية سهلة الاستخدام وموثوقة للغاية وقوية ، وتتطلب القليل جدا من الصيانة.
- براعه: يمكن تطبيقه على مجموعة واسعة من المواد ، بما في ذلك البكتيريا والخلايا النباتية وأنسجة الثدييات والطحالب والفطريات وما إلى ذلك مما يجعلها تقنية متعددة الاستخدامات في مختلف المجالات.
قابلية التوسع: يمكن توسيع نطاق تقنية الموجات فوق الصوتية للعمليات الصناعية ، مما يجعلها مناسبة لكل من تطبيقات الإنتاج المختبرية وواسعة النطاق.
مبدأ العمل من التفكك بالموجات فوق الصوتية وتعطيل الخلايا
الموجات فوق الصوتية يولد موجات الضغط العالي والضغط المنخفض بالتناوب في السائل المكشوف. خلال دورة الضغط المنخفض ، تخلق الموجات فوق الصوتية فقاعات فراغ صغيرة في السائل تنهار بعنف خلال دورة الضغط العالي. وتسمى هذه الظاهرة التجويف. يتسبب انفجار فقاعة التجويف في قوى قص هيدروديناميكية قوية تسبب السونوفورات الأولى ولاحقا الاضطراب الفعال لهياكل الخلايا. يتم إطلاق الجزيئات والعضيات داخل الخلايا بالكامل في المذيب.
تفكك بالموجات فوق الصوتية لهياكل الخلايا
يمكن لقوى القص أن تتفكك المواد الليفية السليلوزية إلى جزيئات دقيقة وتكسر جدران بنية الخلية. هذا يطلق المزيد من المواد داخل الخلايا ، مثل النشا أو السكر في السائل. بالإضافة إلى ذلك ، يتم تقسيم مادة جدار الخلية إلى حطام صغير.
يمكن استخدام هذا التأثير للتخمير والهضم وعمليات التحويل الأخرى للمواد العضوية. بعد الطحن والطحن، ultrasonication يجعل أكثر من المواد داخل الخلايا مثل النشا وكذلك حطام جدار الخلية المتاحة للإنزيمات التي تحول النشا إلى السكريات. كما أنه يزيد من مساحة السطح المعرضة للإنزيمات أثناء التسييل أو التسكر. هذا عادة ما يزيد من سرعة وإنتاجية تخمير الخميرة وعمليات التحويل الأخرى ، على سبيل المثال لزيادة إنتاج الإيثانول من الكتلة الحيوية.
استخدام التفكك بالموجات فوق الصوتية – موثوقية وكفاءة على أي نطاق
تتوفر صوتيات Hielscher مع تصنيفات الطاقة المختلفة وقدرات المعالجة. سواء كنت ترغب في صوتنة عينات بيولوجية صغيرة من بضعة ميكرولتر إلى بضعة لترات أو تحتاج إلى معالجة خلايا كبيرة أو تيارات الكتلة الحيوية للإنتاج، Hielscher الموجات فوق الصوتية نقدم لكم dismembrator بالموجات فوق الصوتية الأكثر ملاءمة للتطبيق البيولوجي الخاص بك.
- مقياس معمل من 1 مل إلى 5 لتر تقريبا ، على سبيل المثال UP400St مع سونوترودي 22mm
- مقياس سطح الطاولة عند حوالي 0.1 إلى 20 لتر / دقيقة ، على سبيل المثال UIP1000hdT مع سونوترودي 34 مم وخلية التدفق
- يبدأ نطاق الإنتاج من 20 لتر / دقيقة ، على سبيل المثال UIP4000hdT أو UIP16000hdT
يمنحك الجدول أدناه مؤشرا على قدرة المعالجة التقريبية لأجهزة الموجات فوق الصوتية بحجم المختبر:
| الأجهزة الموصى بها | حجم الدفعة | معدل التدفق |
|---|---|---|
| UIP400MTP 96-Well لوحة سونيكاتور | لوحات متعددة الآبار / microtiter | ن.أ. |
| كوب بالموجات فوق الصوتيةهورن | CupHorn للقوارير أو الدورق | ن.أ. |
| جي دي ميني2 | مفاعل التدفق الجزئي بالموجات فوق الصوتية | ن.أ. |
| VialTweeter | 0.5 إلى 1.5 مل | ن.أ. |
| UP100H | 1 إلى 500 مل | 10 إلى 200 مل / دقيقة |
| UP200Ht, UP200St | 10 إلى 1000 مل | 20 إلى 200 مل / دقيقة |
| UP400St | 10 إلى 2000 مل | 20 إلى 400 مل / دقيقة |
| المنخل بالموجات فوق الصوتية شاكر | ن.أ. | ن.أ. |
يرجى استخدام النموذج أدناه ، إذا كنت ترغب في الحصول على مزيد من المعلومات بشأن استخدام أجهزة الموجات فوق الصوتية لغرض تفكك الخلايا. سنكون سعداء لمساعدتك.
اتصل بنا! / اسألنا!
يمنحك الجدول أدناه مؤشرا على قدرة المعالجة التقريبية لأجهزة الموجات فوق الصوتية الصناعية لدينا:
| حجم الدفعة | معدل التدفق | الأجهزة الموصى بها |
|---|---|---|
| 200 مل إلى 5 لتر | 0.05 إلى 1 لتر / دقيقة | UIP500hdT |
| 1 إلى 10 لتر | 0.1 إلى 2 لتر / دقيقة | UIP1000hdT |
| 5 إلى 20 لتر | 0.2 إلى 4 لتر / دقيقة | UIP2000hdT |
| 10 إلى 100 لتر | 2 إلى 10 لتر / دقيقة | UIP4000hdT |
| 15 إلى 150 لتر | 3 إلى 15 لتر / دقيقة | UIP6000hdT | ن.أ. | 10 إلى 100 لتر / دقيقة | UIP16000 |
| ن.أ. | أكبر | مجموعة من UIP16000 |
UP400ST الخالط بالموجات فوق الصوتية لإذابة الخلايا والتحلل واستخراج البروتين
الأدب / المراجع
- Nico Böhmer, Andreas Dautel, Thomas Eisele, Lutz Fischer (2012): Recombinant expression, purification and characterisation of the native glutamate racemase from Lactobacillus plantarum NC8. Protein Expr Purif. 2013 Mar;88(1):54-60.
- Brandy Verhalen, Stefan Ernst, Michael Börsch, Stephan Wilkens (2012): Dynamic Ligand-induced Conformational Rearrangements in P-glycoprotein as Probed by Fluorescence Resonance Energy Transfer Spectroscopy. J Biol Chem. 2012 Jan 6;287(2): 1112-27.
- Claudia Lindemann, Nataliya Lupilova, Alexandra Müller, Bettina Warscheid, Helmut E. Meyer, Katja Kuhlmann, Martin Eisenacher, Lars I. Leichert (2013): Redox Proteomics Uncovers Peroxynitrite-Sensitive Proteins that Help Escherichia coli to Overcome Nitrosative Stress. J Biol Chem. 2013 Jul 5; 288(27): 19698–19714.
- Elahe Motevaseli, Mahdieh Shirzad, Seyed Mohammad Akrami, Azam-Sadat Mousavi, Akbar Mirsalehian, Mohammad Hossein Modarressi (2013): Normal and tumour cervical cells respond differently to vaginal lactobacilli, independent of pH and lactate. ed Microbiol. 2013 Jul; 62(Pt 7):1065-1072.
كوب بالموجات فوق الصوتيةهورن لصوتنة مكثفة من الأنابيب المغلقة وقوارير لتجانس معقمة من العينات.
Hielscher الفوق صوتيات بتصنيع الخالط بالموجات فوق الصوتية عالية الأداء من المختبر ل الحجم الصناعي.