Hüceyrələrin ultrasəslə dezin­teqrasiyası

Ultrasəslə emal hüceyrə strukturlarını parçalamaq üçün effektiv vasitədir. Buna görə də sonikatorlar laboratoriyalarda hüceyrələri açmaq, tədqiqat və analiz üçün hüceyrədaxili molekulları, zülalları və orqanelləri çıxarmaq məqsədilə geniş istifadə olunur. Sənaye miqyasında ultrasəslə dezin­teqrasiya və lizis hüceyrə fabriklərindən molekulları təcrid etmək və ya biokütlənin həzmini təşviq etmək üçün istifadə olunur.

Ultrasəslə dezin­teqrasiya nədir?

Ultrasəslə homogenləşdirmə kimi də tanınan ultrasəslə dezin­teqrasiya maye mühitdə hüceyrə divarlarını parçalamaq və molekulyar strukturları dağıtmaq üçün yüksək intensivlikli, aşağı tezlikli ultrasəs dalğalarından istifadə edən prosesdir. Bu üsul müxtəlif elmi və sənaye tətbiqlərində bir sıra məqsədlər üçün geniş istifadə olunur:

Hüceyrələrin dağıdılması: Ultrasəslə dezin­teqrasiya hüceyrə biologiyasında və molekulyar biologiyada hüceyrə membranlarını dağıdaraq zülallar, nuklein turşuları və orqanellər kimi hüceyrə möhtəviyyatını sərbəst buraxmaq üçün geniş istifadə olunur. Bu, analiz üçün hüceyrədaxili komponentlərin çıxarılması və ya mikrobiologiya və biotexnologiya proseslərində hüceyrələrin lizisi üçün faydalıdır.

• Homogenləşdirmə: Bu, xüsusilə bir-biri ilə qarışmayan mayelərlə işləyərkən və ya materialların yekcins qarışığını əldə etməyə çalışarkən nümunədəki komponentlərin bərabər qarışmasına kömək edir.
• Zülalların ekstraksiyası: Biologiyada, proteomikada və həyat elmlərində zülalların analizi çox geniş yayılmış işdir. Zülallar analizlərdə tədqiq edilməzdən əvvəl hüceyrənin daxilindən çıxarılmalı və təcrid edilməlidir. Sonikatorlardan istifadə zülalların ekstraksiyası üçün ən geniş yayılmış üsuldur.
• DNT-nin fraqmentləşdirilməsi: DNT və RNT hüceyrələrdə genetik məlumatı saxlayan və kodlaşdıran fərqli nuklein turşusu növləridir. DNT və RNT analiz edilərkən uzun zəncirləri bəzən fraqmentləşdirmək lazım gəlir; bu proses ultrasəslə emal vasitəsilə etibarlı və səmərəli şəkildə həyata keçirilə bilər.
• Nümunələrin hazırlanması: Tədqiqat və analizdə nümunələrin hazırlanması müxtəlif analitik üsullardan əvvəl yerinə yetirilən adi prosedurdur. Ultrasəslə dezin­teqrasiya nümunələrin həll edilməsinə və ya dispersləşdirilməsinə kömək edə bilər ki, bu da analizlərin dəqiqliyini və təkrarlana bilməsini yaxşılaşdıra bilər.

Ultrasəslə dezin­teqrasiyanın üstünlükləri

Dezin­teqrasiya, hüceyrələrin dağıdılması və hüceyrədaxili molekulların və zülalların ekstraksiyası üçün nə üçün zond tipli sonikatordan istifadə etməli? Sonikator və ya ultrasəs dezin­teqratoru çoxsaylı üstünlüklər təqdim edir; bu üstünlüklər ultrasəslə emalı yüksək təzyiqli homogenləşdirmə, kürəli üyütmə və ya mikrofluidizasiya kimi digər dezin­teqrasiya üsulları ilə müqayisədə daha üstün texnologiyaya çevirir.

• Qeyri-termik: Ultrasəslə dezin­teqrasiya qeyri-termik üsuldur, yəni materialları parçalamaq üçün istiliyə əsaslanmır. Bu, yüksək temperaturun istiliyə həssas nümunələri poza biləcəyi tətbiqlər üçün üstünlükdür.
• Dəqiq və idarə olunan: Proses yüksək dəqiqliklə idarə oluna bilər ki, bu da müəyyən tələblərə uyğun dağıtma, qarışdırma və ya hissəcik ölçüsünü azaltma imkanı verir.
• Sürətli və səmərəli: Ultrasəslə emal ümumiyyətlə sürətli və səmərəli üsuldur, buna görə də vahid vaxtda çox sayda nümunənin emal edildiyi tətbiqlər üçün uyğundur.
• Kimyəvi maddələrdən istifadənin azaldılması: Bir çox hallarda ultrasəslə dezin­teqrasiya güclü təsirə malik kimyəvi maddələrə və ya üzvi həlledicilərə ehtiyacı azalda bilər ki, bu da ətraf mühit üçün əlverişli ola və kimyəvi çirklənmə riskini azalda bilər.
• Üyütmə vasitələri və ucluqlar tələb olunmur: Kürələr və ya muncuqlarla üyütmə, yaxud yüksək təzyiqli homogenizatorlardan istifadə kimi alternativ dezin­teqrasiya üsullarının çatışmazlıqları var. Kürələr və ya muncuqlarla üyütmə sonradan zəhmətlə ayrılmalı və təmizlənməli olan üyütmə vasitələrinin (muncuqların və ya kürəciklərin) istifadəsini tələb edir. Yüksək təzyiqli homogenizatorların tıxanmağa meyilli ucluqları var. Əksinə, ultrasəs homogenizatorlarından istifadə asandır, onlar yüksək dərəcədə etibarlı və möhkəmdir və çox az texniki qulluq tələb edir.
• Çoxşaxəlilik: Bu üsul bakteriyalar, bitki hüceyrələri, məməli toxumaları, yosunlar, göbələklər və s. daxil olmaqla geniş çeşidli materiallara tətbiq edilə bilər ki, bu da onu müxtəlif sahələrdə çoxşaxəli üsula çevirir.
  Miqyasın artırılması imkanı: Ultrasəs üsulunun miqyası sənaye prosesləri üçün artırıla bilər ki, bu da onu həm laboratoriya, həm də iri miqyaslı istehsal tətbiqləri üçün uyğun edir.

Ultrasəslə dezin­teqrasiyanın və hüceyrələrin dağıdılmasının iş prinsipi

Ultrasəslə emal təsirə məruz qalan mayedə növbələşən yüksək təzyiqli və aşağı təzyiqli dalğalar yaradır. Aşağı təzyiq dövründə ultrasəs dalğaları mayedə kiçik vakuum qabarcıqları yaradır; bunlar yüksək təzyiq dövründə şiddətlə çökür. Bu hadisə kavitasiya adlanır. Kavitasiya qabarcığının içəriyə doğru çökməsi güclü hidrodinamik kəsilmə qüvvələri yaradır; bu qüvvələr əvvəlcə sonoporasiyaya, sonra isə hüceyrə strukturlarının səmərəli şəkildə dağıdılmasına səbəb olur. Hüceyrədaxili molekullar və orqanellər tamamilə həllediciyə sərbəst buraxılır.

Hüceyrə strukturlarının ultrasəslə dezin­teqrasiyası

Kəsilmə qüvvələri lifli, sellülozalı materialı xırda hissəciklərə parçalaya və hüceyrə strukturunun divarlarını dağıda bilər. Bu, nişasta və ya şəkər kimi hüceyrədaxili materialın daha çox hissəsini mayeyə sərbəst buraxır. Bundan əlavə, hüceyrə divarının materialı kiçik qalıqlara parçalanır.

Bu təsirdən üzvi maddələrin fermentasiyası, həzmi və digər çevrilmə prosesləri üçün istifadə edilə bilər. Üyütmə və xırdalamadan sonra ultrasəslə emal hüceyrədaxili materialın, məsələn, nişastanın, eləcə də hüceyrə divarının qalıqlarının daha çox hissəsini nişastanı şəkərlərə çevirən fermentlər üçün əlçatan edir. Bu, həmçinin mayeləşdirmə və ya şəkərləşdirmə zamanı fermentlərin təsirinə məruz qalan səthin sahəsini artırır. Bu, adətən maya fermentasiyasının və digər çevrilmə proseslərinin sürətini və çıxımını artırır, məsələn, biokütlədən etanol istehsalını artırmağa imkan verir.

Ultrasəslə dezin­teqrasiyadan istifadə edin – istənilən miqyasda etibarlı və səmərəli şəkildə

Hielscher sonikatorları müxtəlif nominal güclərdə və emal məhsuldarlığında mövcuddur. Bir neçə mikrolitrdən bir neçə litrə qədər kiçik bioloji nümunələri ultrasəslə emal etmək istəsəniz də, istehsal üçün böyük hüceyrə və ya biokütlə axınlarını emal etməli olsanız da, Hielscher Ultrasonics bioloji tətbiqiniz üçün sizə ən uyğun ultrasəs dezin­teqratorunu təklif edəcək.

• 1mL-dən təxminən 5L-ə qədər laboratoriya miqyası, məsələn, 22mm sonotrodlu UP400St
• təxminən 0,1–20L/min axın sürətində laboratoriya masası miqyası, məsələn, 34mm sonotrodlu və axın hüceyrəli UIP1000hdT
• 20L/min-dən başlayan istehsal miqyası, məsələn, UIP4000hdT və ya UIP16000hdT

Aşağıdakı cədvəl laboratoriya ölçülü ultrasəs cihazlarımızın təxmini emal məhsuldarlığı barədə məlumat verir:

Hüceyrələrin dezin­teqrasiyası məqsədilə ultrasəs cihazlarından istifadə barədə daha ətraflı məlumat almaq istəyirsinizsə, aşağıdakı formadan istifadə edin. Sizə kömək etməkdən məmnun olarıq.

Aşağıdakı cədvəl sənaye ultrasəs cihazlarımızın təxmini emal məhsuldarlığı barədə məlumat verir:

Ədəbiyyat / İstinadlar

• 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.