Ултразвукова дезинтеграция на клетки
Ultrasonication е ефективно средство за разпадане на клетъчните структури. Ето защо, соникатори са широко използвани в лаборатории за разрушаване на отворени клетки, извличане на вътреклетъчни молекули, протеини и органели за изследвания и анализи. В промишлен мащаб, ултразвукова дезинтеграция и лизис се използва за изолиране на молекули от клетъчни фабрики или за насърчаване на храносмилането на биомаса.
Какво е ултразвукова дезинтеграция?
Ултразвукова дезинтеграция, известен също като ултразвукова хомогенизация, е процес, който използва висока интензивност, нискочестотни ултразвукови вълни за разрушаване на клетъчните стени и разрушаване на молекулярните структури в течна среда. Тази техника обикновено се използва в различни научни и промишлени приложения за няколко цели:
Разрушаване на клетките: Ултразвуковото разпадане се използва широко в клетъчната биология и молекулярната биология за разрушаване на клетъчните мембрани, освобождавайки клетъчно съдържание като протеини, нуклеинови киселини и органели. Това е полезно за извличане на вътреклетъчни компоненти за анализ или за лизиране на клетки в микробиологията и биотехнологичните процеси.
- Хомогенизиране: Той помага при равномерното смесване на компоненти в проба, особено когато се работи с несмесими течности или когато се опитва да постигне последователна комбинация от материали.
- Екстракция на протеин: В биологията, протеомиката на науките за живота, анализът на протеините е много често срещана задача. Преди протеините да могат да бъдат анализирани в анализи, те трябва да бъдат извлечени от вътрешността на клетката и изолирани. Соникаторите са най-широко използваният метод за извличане на протеини.
- Фрагментация на ДНК: ДНК и РНК са различни видове нуклеинови киселини, които съхраняват и кодират генетична информация в клетките. Когато се анализират ДНК и РНК, дългите нишки понякога трябва да бъдат фрагментирани, процес, който може да бъде надеждно и ефективно извършен чрез ултразвук.
- Подготовка на пробата: В изследванията и анализите подготовката на пробите е често срещана процедура преди различни аналитични техники. Ултразвуковото разпадане може да помогне за разтваряне или разпръскване на проби, което може да подобри точността и възпроизводимостта на анализите.
Сонда тип соникатор UP200St за клетъчно разпадане, разрушаване на клетките и екстракция
Предимства на ултразвукова дезинтеграция
Защо да използвате сонда тип соникатор за разпадане, разрушаване на клетките и извличане на вътреклетъчни молекули и протеини? А ултразвук или ултразвукова dismembrator предлага множество предимства, които прави ултразвук превъзходна технология в сравнение с други методи за разпадане като хомогенизиране под високо налягане, топка фрезоване или микрофлуидизация.
- Нетермични: Ултразвуковото разпадане е нетермичен метод, което означава, че не разчита на топлина за разграждане на материалите. Това е изгодно за приложения, при които високите температури могат да влошат чувствителните към топлина проби.
- Прецизно и контролирано: Процесът може да се контролира с висока точност, което позволява специфично разрушаване, смесване или намаляване на размера на частиците.
- Бързо и ефективно: Ultrasonication обикновено е бърз и ефективен метод, което го прави подходящ за приложения с висока производителност.
- Намалена употреба на химикали: В много случаи ултразвуковото разпадане може да намали необходимостта от сурови химикали или органични разтворители, които могат да бъдат екологични и да намалят риска от химическо замърсяване.
- Без фрезови носители, без дюзи: Алтернативните техники за дезинтеграция, като фрезоване на топка / топчета или хомогенизатори с високо налягане, идват с недостатъци. Фрезоването с топка / топчета изисква използването на фрезови среди (мъниста или перли), които трябва да бъдат трудоемко отделени и почистени. Хомогенизаторите с високо налягане имат дюзи, които са склонни към запушване. За разлика от тях, ултразвуковите хомогенизатори са лесни за използване, високо надеждни и здрави, изискващи много малко поддръжка.
- Гъвкавост: Може да се прилага върху широк спектър от материали, включително бактерии, растителни клетки, тъкани от бозайници, водорасли, гъбички и т.н., което го прави универсална техника в различни области.
Мащабируемост: Ултразвуковата техника може да бъде мащабирана за промишлени процеси, което я прави подходяща както за лабораторни, така и за мащабни производствени приложения.
Принципът на работа на ултразвукова дезинтеграция и разрушаване на клетките
Ultrasonication генерира редуващи се вълни с високо налягане и ниско налягане в откритата течност. По време на цикъла с ниско налягане ултразвуковите вълни създават малки вакуумни мехурчета в течността, които се сриват бурно по време на цикъл с високо налягане. Това явление се нарича кавитация. Имплозията на кавитационния балон причинява силни хидродинамични сили на срязване, които причиняват първо сонопорация и последващо ефективно разрушаване на клетъчните структури. Вътреклетъчните молекули и органели се освобождават напълно в разтворителя.
Ултразвукова разпадане на клетъчните структури
Силите на срязване могат да разпаднат влакнест, целулозен материал на фини частици и да разрушат стените на клетъчната структура. Това освобождава повече от вътреклетъчния материал, като нишесте или захар в течността. В допълнение към това материалът на клетъчната стена се разбива на малки отломки.
Този ефект може да се използва за ферментация, смилане и други процеси на преобразуване на органична материя. След смилане, смилане ултразвук прави повече от вътрешно-клетъчен материал например нишесте, както и остатъците на клетъчната стена на разположение на ензими, които превръщат нишесте в захари. Той също така се увеличава площта изложени на ензимите по време на втечняване или озахаряване. Това обикновено води до увеличаване на скоростта и добива на дрожди ферментация и други процеси на преобразуване, например за увеличаване на производството на етанол от биомаса.
Използвайте ултразвукова дезинтеграция – Надеждно и ефективно във всякакъв мащаб
Hielscher соникатори са на разположение с различни мощности и капацитет за обработка. Независимо дали искате да обработвате с ултразвук малки биологични проби от няколко микролитра до няколко литра или трябва да обработвате големи клетъчни или биомаса потоци за производство, Hielscher Ultrasonics ще ви предложи най-подходящия ултразвуков дисембратор за вашето биологично приложение.
- лабораторни за 1 мл до прибл. 5L например UP400St с 22mm издатина
- настолна мащаб при прибл. 0.1 до 20L / мин например UIP1000hdT с 34 мм издатина и поточна клетка
- мащаби на производство, започващи от 20 L / мин например UIP4000hdT или 16000hdT
Таблицата по-долу ви дава индикация за приблизителния капацитет за обработка на нашите лабораторни ултразвукови апарати:
| Препоръчителни Devices | Партида том | Дебит |
|---|---|---|
| UIP400MTP 96-добре плоча соникатор | много кладенец / микротитър плочи | п.а. |
| Ултразвуков cuphorn | CupHorn за флакони или бехерова чаша | п.а. |
| GDmini2 | ултразвуков микро-поток реактор | п.а. |
| VialTweeter | 00,5 до 1,5 ml | п.а. |
| UP100H | 1 до 500mL | 10 до 200 ml / мин |
| Uf200 ः т, UP200St | 10 до 1000 мл | 20 до 200 мл / мин |
| UP400St | 10 до 2000mL | 20 до 400 ml / мин |
| ултразвукова сито шейкър | п.а. | п.а. |
Моля, използвайте формата по-долу, ако искате да получите повече информация относно използването на ултразвукови устройства за целите на разпадането на клетките. Ние ще се радваме да ви помогнем.
Свържете се с нас! / Попитай ни!
Таблицата по-долу ви дава индикация за приблизителния капацитет за обработка на нашите промишлени ultrasonicators:
| Партида том | Дебит | Препоръчителни Devices |
|---|---|---|
| от 200 мл до 5 л | 0.05 до 1 л/ мин | UIP500hdT |
| от 1 до 10L | 0от 1 до 2 л/ мин | UIP1000hdT |
| 5 до 20L | 00,2 до 4 л / мин | UIP2000hdT |
| 10 до 100L | 2 до 10 л / мин | UIP4000hdT |
| от 15 до 150L | 3 до 15L/min | UIP6000hdT | п.а. | 10 до 100 L / мин | UIP16000 |
| п.а. | по-голям | струпване на UIP16000 |
UP400St ултразвуков хомогенизатор за клетъчна разтворимост, лизис и екстракция на протеини
Литература / Препратки
- 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.
Ултразвуков cuphorn за интензивна обработка с ултразвук на затворени епруветки и флакони за стерилна хомогенизация на проби.
Hielscher Ultrasonics произвежда високопроизводителни ултразвукови хомогенизатори от лаборатория да се промишлени размери.