Υπερήχων αποσύνθεση των κυττάρων

Υπερήχους είναι ένα αποτελεσματικό μέσο αποσύνθεσης των κυτταρικών δομών. Ως εκ τούτου, οι υπερήχων χρησιμοποιούνται ευρέως σε εργαστήρια για να σπάσουν ανοιχτά κύτταρα, να εκχυλίσουν ενδοκυτταρικά μόρια, πρωτεΐνες και οργανίδια για έρευνα και ανάλυση. Σε βιομηχανική κλίμακα, υπερήχων αποσύνθεση και λύση χρησιμοποιείται για την απομόνωση μορίων από κυτταρικά εργοστάσια ή για την προώθηση της πέψης της βιομάζας.

Τι είναι η υπερηχητική αποσύνθεση?

Υπερήχων αποσύνθεση, επίσης γνωστή ως ομογενοποίηση υπερήχων, είναι μια διαδικασία που χρησιμοποιεί υψηλής έντασης, χαμηλής συχνότητας κύματα υπερήχων για να σπάσει τα κυτταρικά τοιχώματα και να διαταράξει τις μοριακές δομές σε ένα υγρό μέσο. Αυτή η τεχνική χρησιμοποιείται συνήθως σε διάφορες επιστημονικές και βιομηχανικές εφαρμογές για διάφορους σκοπούς:

Κυτταρική διαταραχή: Υπερήχων αποσύνθεση χρησιμοποιείται ευρέως στην κυτταρική βιολογία και τη μοριακή βιολογία για να διαταράξει τις κυτταρικές μεμβράνες, απελευθερώνοντας κυτταρικό περιεχόμενο όπως πρωτεΐνες, νουκλεϊνικά οξέα, και οργανίδια. Αυτό είναι χρήσιμο για την εξαγωγή ενδοκυτταρικών συστατικών για ανάλυση ή για τη λύση κυττάρων σε μικροβιολογικές και βιοτεχνολογικές διεργασίες.

• Ομογενοποίηση: Βοηθά στην ομοιόμορφη ανάμειξη των συστατικών σε ένα δείγμα, ειδικά όταν πρόκειται για μη αναμίξιμα υγρά ή όταν προσπαθείτε να επιτύχετε ένα συνεπές μείγμα υλικών.
• Εκχύλιση πρωτεΐνης: Στη βιολογία, πρωτεομική επιστήμη της ζωής, η ανάλυση των πρωτεϊνών είναι ένα πολύ κοινό καθήκον. Πριν οι πρωτεΐνες μπορούν να αναλυθούν σε δοκιμασίες, πρέπει να εξαχθούν από το εσωτερικό του κυττάρου και να απομονωθούν. Οι υπερήχων είναι η πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη μέθοδος εκχύλισης πρωτεϊνών.
• Κατακερματισμός DNA: Το DNA και το RNA είναι ξεχωριστοί τύποι νουκλεϊνικών οξέων που αποθηκεύουν και κωδικοποιούν γενετικές πληροφορίες στα κύτταρα. Όταν αναλύεται το DNA και το RNA, τα μακρά σκέλη πρέπει μερικές φορές να κατακερματίζονται, μια διαδικασία που μπορεί να γίνει αξιόπιστα και αποτελεσματικά με υπερήχους.
• Προετοιμασία δείγματος: Στην έρευνα και την ανάλυση, η προετοιμασία του δείγματος είναι μια κοινή διαδικασία πριν από διάφορες αναλυτικές τεχνικές. Υπερήχων αποσύνθεση μπορεί να βοηθήσει να διαλύσει ή να διασκορπίσει δείγματα, η οποία μπορεί να βελτιώσει την ακρίβεια και την αναπαραγωγιμότητα των αναλύσεων.

Πλεονεκτήματα της υπερηχητικής αποσύνθεσης

Γιατί να χρησιμοποιήσετε έναν υπερηχητή τύπου καθετήρα για αποσύνθεση, κυτταρική διαταραχή και εκχύλιση ενδοκυτταρικών μορίων και πρωτεϊνών; Ένας υπερηχητικός ή υπερηχητικός dismembrator προσφέρει πολλά πλεονεκτήματα που καθιστούν την υπερήχηση την ανώτερη τεχνολογία σε σύγκριση με άλλες μεθόδους αποσύνθεσης όπως ομογενοποίηση υψηλής πίεσης, άλεση σφαιρών ή μικρορευστοποίηση.

• Μη θερμική: Η υπερηχητική αποσύνθεση είναι μια μη θερμική μέθοδος, πράγμα που σημαίνει ότι δεν βασίζεται στη θερμότητα για τη διάσπαση των υλικών. Αυτό είναι επωφελές για εφαρμογές όπου οι υψηλές θερμοκρασίες θα μπορούσαν να υποβαθμίσουν ευαίσθητα στη θερμότητα δείγματα.
• Ακριβής και ελεγχόμενη: Η διαδικασία μπορεί να ελεγχθεί με μεγάλη ακρίβεια, επιτρέποντας συγκεκριμένη διαταραχή, ανάμειξη ή μείωση μεγέθους σωματιδίων.
• Γρήγορη και αποτελεσματική: Υπερήχους είναι γενικά μια γρήγορη και αποτελεσματική μέθοδος, καθιστώντας το κατάλληλο για εφαρμογές υψηλής απόδοσης.
• Μειωμένη χρήση χημικών: Σε πολλές περιπτώσεις, υπερήχων αποσύνθεση μπορεί να μειώσει την ανάγκη για σκληρές χημικές ουσίες ή οργανικούς διαλύτες, η οποία μπορεί να είναι φιλική προς το περιβάλλον και να μειώσει τον κίνδυνο χημικής μόλυνσης.
• Χωρίς μέσα φρεζαρίσματος, χωρίς ακροφύσια: Οι εναλλακτικές τεχνικές αποσύνθεσης, όπως η άλεση σφαιρών / σφαιριδίων ή οι ομογενοποιητές υψηλής πίεσης, έρχονται με μειονεκτήματα. Η άλεση σφαιρών/σφαιριδίων απαιτεί τη χρήση μέσων άλεσης (χάντρες ή μαργαριτάρια), τα οποία πρέπει να διαχωριστούν και να καθαριστούν με κόπο. Οι ομογενοποιητές υψηλής πίεσης έχουν ακροφύσια που είναι επιρρεπή σε απόφραξη. Αντίθετα, οι ομογενοποιητές υπερήχων είναι εύχρηστοι, εξαιρετικά αξιόπιστοι και ανθεκτικοί, απαιτώντας πολύ λίγη συντήρηση.
• Ευλυγισία: Μπορεί να εφαρμοστεί σε ένα ευρύ φάσμα υλικών, συμπεριλαμβανομένων βακτηρίων, φυτικών κυττάρων, ιστών θηλαστικών, φυκών, μυκήτων κ.λπ., καθιστώντας την μια ευέλικτη τεχνική σε διάφορους τομείς.
  Επεκτασιμότητα: Η τεχνική υπερήχων μπορεί να κλιμακωθεί για βιομηχανικές διεργασίες, καθιστώντας την κατάλληλη τόσο για εργαστηριακές όσο και για μεγάλης κλίμακας εφαρμογές παραγωγής.

Η αρχή λειτουργίας της υπερηχητικής αποσύνθεσης και της κυτταρικής διαταραχής

Υπερήχους δημιουργεί εναλλασσόμενα κύματα υψηλής πίεσης και χαμηλής πίεσης στο εκτεθειμένο υγρό. Κατά τη διάρκεια του κύκλου χαμηλής πίεσης, τα υπερηχητικά κύματα δημιουργούν μικρές φυσαλίδες κενού στο υγρό που καταρρέουν βίαια κατά τη διάρκεια ενός κύκλου υψηλής πίεσης. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται σπηλαίωση. Η κατάρρευση της φυσαλίδας σπηλαίωσης προκαλεί ισχυρές υδροδυναμικές δυνάμεις διάτμησης που προκαλούν πρώτα sonoporation και στη συνέχεια την αποτελεσματική διάσπαση των κυτταρικών δομών. Τα ενδοκυτταρικά μόρια και οργανίδια απελευθερώνονται πλήρως στο διαλύτη.

Υπερήχων αποσύνθεση των κυτταρικών δομών

Οι δυνάμεις διάτμησης μπορούν να αποσυνθέσουν ινώδες, κυτταρινικό υλικό σε λεπτά σωματίδια και να σπάσουν τα τοιχώματα της κυτταρικής δομής. Αυτό απελευθερώνει περισσότερο από το ενδοκυτταρικό υλικό, όπως άμυλο ή ζάχαρη στο υγρό. Επιπλέον, το υλικό του κυτταρικού τοιχώματος σπάει σε μικρά συντρίμμια.

Αυτό το φαινόμενο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για ζύμωση, πέψη και άλλες διαδικασίες μετατροπής οργανικής ύλης. Μετά την άλεση και λείανση, υπερήχους κάνει περισσότερο από το ενδοκυτταρικό υλικό, π.χ. άμυλο, καθώς και τα συντρίμμια κυτταρικού τοιχώματος διαθέσιμα στα ένζυμα που μετατρέπουν το άμυλο σε σάκχαρα. Αυξάνει επίσης την επιφάνεια που εκτίθεται στα ένζυμα κατά τη διάρκεια της υγροποίησης ή της σακχαροποίησης. Αυτό συνήθως αυξάνει την ταχύτητα και την απόδοση της ζύμωσης ζύμης και άλλων διαδικασιών μετατροπής, π.χ. για την ενίσχυση της παραγωγής αιθανόλης από βιομάζα.

Χρησιμοποιήστε υπερήχων αποσύνθεση – Αξιόπιστα και αποτελεσματικά σε οποιαδήποτε κλίμακα

Hielscher υπερήχων είναι διαθέσιμα με διαφορετικές βαθμολογίες ισχύος και δυνατότητες επεξεργασίας. Είτε θέλετε να υπερήχων μικρά βιολογικά δείγματα από λίγα μικρόλιτρα σε λίγα λίτρα ή πρέπει να επεξεργαστείτε μεγάλα ρεύματα κυττάρων ή βιομάζας για παραγωγή, Hielscher Υπέρηχοι θα σας προσφέρει το πιο κατάλληλο υπερήχων dismembrator για τη βιολογική εφαρμογή σας.

• εργαστηριακή κλίμακα από 1mL έως περίπου 5L π.χ. UP400St με sonotrode 22mm
• κλίμακα πάγκου σε περίπου 0,1 έως 20L / min π.χ. UIP1000hdT με sonotrode 34mm και flowcell
• κλίμακα παραγωγής που ξεκινά από 20L / min π.χ. UIP4000hdT ή UIP16000hdT

Ο παρακάτω πίνακας σας δίνει μια ένδειξη της κατά προσέγγιση ικανότητας επεξεργασίας των υπερήχων εργαστηριακού μεγέθους μας:

Χρησιμοποιήστε την παρακάτω φόρμα, εάν θέλετε να λάβετε περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τη χρήση συσκευών υπερήχων με σκοπό την αποσύνθεση των κυττάρων. Θα χαρούμε να σας εξυπηρετήσουμε.

Ο παρακάτω πίνακας σας δίνει μια ένδειξη της κατά προσέγγιση ικανότητας επεξεργασίας των βιομηχανικών υπερήχων μας:

Βιβλιογραφία / Αναφορές