Hielscher تكنولوجيا الموجات فوق الصوتية

سونيكيشن ليسيس: تعطيل الخلية & استخلاص

يعتبر تحلل الخلايا أو تحللها جزءًا شائعًا من إعداد العينات اليومية في مختبرات التكنولوجيا الحيوية. الهدف من التحلل هو تعطيل أجزاء من جدار الخلية أو الخلية الكاملة لتحرير الجزيئات البيولوجية. يمكن أن يتكون ما يطلق عليه lysate على سبيل المثال البلازميد ، فحوصات مستقبلية ، بروتينات ، DNA ، RNA الخ. الخطوات التالية من التحلل هي تجزئة ، وعزل العزلة ، و / أو استخراج البروتين وتنقيته. يجب فصل المادة المستخرجة (= lysate) وتخضع لمزيد من الأبحاث أو التطبيقات ، مثل الأبحاث البروتينية. المجانسة الموجات فوق الصوتية هي أداة شائعة لنجاح تحلل الخلايا. بما أن كثافة الموجات فوق الصوتية يمكن تسويتها بتعديل معلمات العملية ، يمكن تعيين كثافة الصوتنة المثالية من لينة جداً إلى غاية في الصعوبة لكل مادة ووسيط لتلبية متطلبات التطبيق المحددة.

هيكل الخلية

خلايا محمية بواسطة غشاء البلازما شبه منفذ الذي يتكون في طبقة ثنائية-الفوسفات الدهون (أيضا البروتين الدهني طبقة ثنائية، التي شكلتها الدهون مسعور وجزيئات الفسفور ماء مع جزيئات البروتين جزءا لا يتجزأ)، ويخلق حاجزا بين الداخل الخلية (السيتوبلازم) و البيئة خارج الخلية. وتحاط الخلايا النباتية والخلايا بدائية النواة بجدار الخلية. بسبب طبقات متعددة سميك جدار الخلية من السليلوز، الخلايا النباتية هي أصعب لليز من الخلايا الحيوانية. داخل الخلية، مثل العضيات، نواة، الحبيبات الخيطية، واستقرت الهيكل الخلوي.
بواسطة الناشر الخلايا، وانها تهدف الى استخراج وفصل العضيات والبروتينات والحمض النووي، ومرنا أو الجزيئات الحيوية الأخرى.

يستخدم سونيكيشن عادة لإعداد عينة من مادة الخلية.

الشكل 1: استخراج بالموجات فوق الصوتية من الخلايا: قسم عرضية المجهري (TS) تنبع قمية من النعناع (النعناع الفلفلي) يوضح آلية العمل خلال استخراج بالموجات فوق الصوتية من الخلايا (التكبير 2000X) [الموارد: Vilkhu وآخرون. 2011]

أساليب

هناك عدة طرق لالمحللة الخلايا، والتي يمكن تقسيمها إلى الطرق الميكانيكية والكيميائية، بما في ذلك استخدام المنظفات أو المذيبات، وتطبيق الضغط العالي، أو استخدام طاحونة حبة أو الصحافة الفرنسية. العيب الأكثر إشكالية من هذه الأساليب هو التحكم الصعبة وتعديل المعلمات العملية، وبالتالي التأثير.
أهم عيوب الطرق تحلل المشتركة:

تقنيات تحلل مختلفة

طاولة: طرق التقليدية للتحلل الخلية لها عيوب كبيرة

على العكس من ذلك، صوتنة هو أداة فعالة جدا وموثوق بها للتفكك خلية التي تسمح لسيطرة كاملة على المعلمات صوتنة. وهذا يضمن الانتقائية العالية على إطلاق المواد ونقاء المنتج. [Balasundaram وآخرون. 2009] وهي مناسبة لجميع أنواع الخلايا وقابلة للتطبيق بسهولة في نطاق صغير وكبير. Ultrasonicators هي سهلة التنظيف. والخالط بالموجات فوق الصوتية دائما يتميز نظيفة في المكان (CIP) وتعقيم في المكان وظيفة (SIP). يتكون sonotrode في القرن التيتانيوم الهائل الذي يمكن أن تمحى أو مسح في الماء أو المذيبات (اعتمادا على العمل المتوسط). ومن المقرر أن متانته neglectable تقريبا صيانة ultrasonicators.

تحلل

تحلل هي عملية حساسة. خلال تحلل وتدمير حماية غشاء الخلية، ولكن التعطيل، تمسخ وتدهور البروتينات المستخرجة من بيئة unphysiological (الانحراف من درجة الحموضة القيمة) يجب منعها. لذلك، في تحلل العام والتي نفذت في حل العازلة. وتنشأ معظم الصعوبات من تعطيل الخلايا غير المنضبط مما أدى إلى إطلاق تشتته لجميع المواد داخل الخلايا أو / وتمسخ المنتج الهدف.

بالموجات فوق الصوتية تحلل الخلايا يمكن استخدامها لإعداد العينات في المختبر ولإنتاج كميات كبيرة. اضغط للتكبير!

الشكل 1: 200 واط قوية الخالط بالموجات فوق الصوتية Uf200 ः ر مع التحكم الرقمي وتسجيل البيانات الآلي للموثوقة وقابلة للتكرار تحلل الخلية.

بالموجات فوق الصوتية تحلل

بشكل عام ، فإن تحلل العينات في المختبر يستغرق ما بين 15 ثانية ودقيقتين. بما أن شدة الصوتنة من السهل جدا ضبطها عن طريق تحديد زمن صوتنة وكذلك باختيار الجهاز المناسب ، فمن الممكن تعطيل أغشية الخلية برفق أو فجأة ، اعتمادًا على بنية الخلية وغرض التحلل ( مثل استخراج الحمض النووي يتطلب صوتنة أكثر ليونة ، واستخراج البروتين الكامل من البكتيريا يتطلب علاج مكثف أكثر كثافة بالموجات فوق الصوتية). يمكن مراقبة درجة الحرارة أثناء العملية من خلال جهاز استشعار درجة الحرارة المدمج ويمكن التحكم فيها بسهولة عن طريق التبريد (حمام جليدي أو خلايا تدفق مع جاكيتات تبريد) أو بواسطة صوتنة في الوضع النبضي. أثناء صوتنة النبض ، تسمح دورات انفجارات صوتية قصيرة مدتها 1-15 ثانية لتبديد الحرارة والتبريد خلال الفترات المتقطعة الأطول.
جميع العمليات يحركها الموجات فوق الصوتية هي تكرار تماما وقابلة للخطيا.

بالموجات فوق الصوتية VialTweeter الخالط لإعداد عينة في وقت واحد لمدة تصل إلى 10 أنابيب الاختبار. (اضغط للتكبير!)

جهاز الموجات فوق الصوتية VialTweeter يسمح لإعداد العينات في وقت واحد لمدة تصل إلى 10 قارورة في ظل ظروف العملية نفسها.

الخالطون بالموجات فوق الصوتية

أنواع مختلفة من أجهزة الموجات فوق الصوتية السماح لمطابقة الهدف إعداد العينات ولضمان سهولة الاستخدام والراحة العملية. التحقيق من نوع ultrasonicators هي الأجهزة الأكثر شيوعا في المختبر. فهي الأنسب لإعداد عينات صغيرة ومتوسطة الحجم مع حجم 0.1mL حتى 1000ML. أحجام الطاقة المختلفة وsonotrodes تسمح للتكيف مع ultrasonicator لحجم العينة وعاء للحصول على نتائج أكثر فعالية وكفاءة sonicating. الجهاز مسبار الموجات فوق الصوتية هو الخيار الافضل عندما تكون عينات واحدة لتكون مستعدة.

إذا كان لابد من تحضير المزيد من العينات ، على سبيل المثال 8 قارورة من محلول الخلايا ، فإن أجهزة مثل VialTweeter أو الكوبون بالموجات فوق الصوتية هي أكثر آلة الخلط ملائمة للتحلل. يتم sonicated عدة قنينة في نفس الوقت ، في نفس الشدة. وهذا لا يوفر الوقت فحسب ، بل يضمن أيضًا نفس المعالجة لجميع العينات ، مما يجعل النتائج بين العينات موثوقة وقابلة للمقارنة. وعلاوة على ذلك ، يتم تجنب التلوث المتبادل عن طريق غمر سونوترودي الموجات فوق الصوتية (المعروف أيضا باسم مسبار فوق صوتي ، قرن ، طرف ، أو إصبع). ونظراً لأن القنينات تستخدم ، فإن التنظيف الذي يستغرق وقتا طويلا والعينة المفقودة بسبب صب الأواني يتم حذفها.
لكميات أكبر، على سبيل المثال للإنتاج التجاري مقتطفات الخلية، ونظم بالموجات فوق الصوتية مستمرة مع مفاعل خلية تدفق هي الأكثر مناسبة. تدفق مستمر وحتى من المواد المجهزة يؤكد حتى صوتنة. جميع المعلمات من عملية التفكك فوق الصوتية يمكن أن يكون الأمثل وتعديلها لمتطلبات التطبيق ومواد معينة من الخلايا.

الإجراء المثالي لالناشر بالموجات فوق الصوتية من الخلايا البكتيرية:

  • إعداد تعليق الخلية: خلية الكريات يجب أن توقف تماما في حل العازلة المجانسة (اختيار حل العازلة الخاصة بك متوافقة مع التحليل التالي، على سبيل المثال طريقة اللوني معين). إضافة الليزوزيم و / أو غيرها من المواد المضافة، إذا لزم الأمر (يجب أن تكون أيضا متوافقة مع وسائل الفصل / تنقية). خلط / التجانس الحل بلطف تحت صوتنة معتدل حتى يتم تحقيق الوقف الكامل.
  • بالموجات فوق الصوتية تحلل: ضع العينة في حمام الثلج. لتمزق خلية، يصوتن تعليق في 60-90 رشقات نارية الثانية (باستخدام وضع النبض ultrasonicator الخاص بك).
  • (. على سبيل المثال 10 دقيقة في 10000 ز س، في 4degC): فصل أجهزة الطرد المركزي في المحللة. فصل طاف من بيليه الخلية بعناية. وطاف هو مجموع المحللة الخلية. بعد الترشيح من طاف، يمكنك الحصول على السائل توضيح من البروتين الخلايا القابلة للذوبان.

التطبيقات الأكثر شيوعا لultrasonicators في علم الأحياء والتكنولوجيا الحيوية هي:

  • استخراج الخلايا إعداد
  • اضطراب من الخميرة والبكتيريا والخلايا النباتية، لينة & نسيج الخلايا الصلبة، المواد النووية
  • استخراج البروتين
  • إعداد وعزل الإنزيمات
  • إنتاج مستضدات
  • استخراج الحمض النووي و / أو تجزئة المستهدفة
  • إعداد الحويصلية
وتستخدم المجانسة بالموجات فوق الصوتية عالية الطاقة مثل UIP1000hd لتعطيل الخلايا واستخراج دفعة واحدة أو المستمر وضع الرغم من التدفق. (اضغط للتكبير!)

نظم بالموجات الفوق صوتية مثل UIP1000hd (1KW) يمكن معالجة كميات أكبر من المواد البيولوجية.

تطبيقات متعددة من فروع الموجات فوق الصوتية في قطاعات التكنولوجيا الحيوية والهندسة الحيوية، علم الأحياء الدقيقة والبيولوجيا الجزيئية والكيمياء الحيوية وعلم المناعة، علم الجراثيم، الفيروسات، البروتينات، علم الوراثة، علم وظائف الأعضاء، وعلم الأحياء الخلوي، أمراض الدم، وعلم النبات.

للتقييم وتعظيم الاستفادة من تطبيقات العملاء، HIELSCHER الفوق يقدم تجهيزا كاملا مختبر عملية بالموجات فوق الصوتية. يرجى الاتصال بنا للحصول على مزيد من المعلومات!

مراجع الادب

  • Balasundaram، B .؛ هاريسون، S؛ بريسويل، D. G. (2009): التقدم في استراتيجيات الافراج عن المنتج وتأثيرها على تصميم العمليات الحيوية. الاتجاهات في مجال التكنولوجيا الحيوية 27/8، 2009. ص. 477-485.
  • Vilkhu، K .؛ منسى، R .؛ ماوسون، R .؛ اشوك كومار، M. (2011): استعادة بالموجات فوق الصوتية وتعديل مكونات الغذاء. في: فنغ / باربوسا-CANOVAS / فايس (2011): الموجات فوق الصوتية للتكنولوجيا للأغذية والتجهيز البيولوجي. نيويورك: سبرينغر، 2011. ص 345-368.

اتصل بنا / اسأل عن مزيد من المعلومات

تحدث معنا حول متطلبات معالجة الخاص بك. وسوف نوصي معلمات الإعداد والتجهيز أكثر ملائمة للمشروع الخاص بك.





يرجى ملاحظة لدينا سياسة الخصوصية.