تجزیه اولتراسونیک سلول ها
امواج فراصوت یک وسیله موثر برای تجزیه ساختارهای سلولی است. بنابراین، فراصوت ها به طور گسترده ای در آزمایشگاه ها برای شکستن سلول های باز، استخراج مولکول های داخل سلولی، پروتئین ها و اندامک ها برای تحقیق و تجزیه و تحلیل استفاده می شود. در مقیاس صنعتی، تجزیه اولتراسونیک و لیز استفاده می شود برای جداسازی مولکول ها از کارخانه های سلولی و یا برای ترویج هضم زیست توده.
فروپاشی اولتراسونیک چیست؟
تجزیه اولتراسونیک ، همچنین به عنوان همگن سازی اولتراسونیک شناخته می شود ، فرآیندی است که با استفاده از امواج اولتراسوند با شدت بالا و فرکانس پایین برای شکستن دیواره های سلولی و مختل کردن ساختارهای مولکولی در یک محیط مایع است. این تکنیک معمولا در کاربردهای مختلف علمی و صنعتی برای اهداف مختلفی استفاده می شود:
اختلال سلولی: تجزیه اولتراسونیک به طور گسترده ای در زیست شناسی سلولی و زیست شناسی مولکولی برای مختل کردن غشای سلولی استفاده می شود، محتوای سلولی مانند پروتئین ها، اسیدهای نوکلئیک و اندامک ها را آزاد می کند. این برای استخراج اجزای داخل سلولی برای تجزیه و تحلیل یا لیز کردن سلول ها در فرآیندهای میکروبیولوژی و بیوتکنولوژی مفید است.
- همگن: این به اختلاط یکنواخت اجزا در یک نمونه کمک می کند، به خصوص زمانی که با مایعات غیرقابل اختلاط سر و کار دارید یا زمانی که سعی می کنید به یک ترکیب ثابت از مواد دست یابید.
- استخراج پروتئین: در زیست شناسی ، پروتئومیکس علوم زیستی ، تجزیه و تحلیل پروتئین ها یک کار بسیار رایج است. قبل از اینکه پروتئین ها در سنجش ها تجزیه و تحلیل شوند، باید از داخل سلول استخراج و جدا شوند. سونیکاتورها پرکاربردترین روش برای استخراج پروتئین هستند.
- تکه تکه شدن DNA: DNA و RNA انواع متمایزی از اسیدهای نوکلئیک هستند که اطلاعات ژنتیکی را در سلول ها ذخیره و رمزگذاری می کنند. هنگامی که DNA و RNA مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرند، رشته های طولانی گاهی اوقات باید تکه تکه شوند، فرآیندی که می تواند به طور قابل اعتماد و کارآمد توسط فراصوت انجام شود.
- آماده سازی نمونه: در تحقیق و تجزیه و تحلیل، آماده سازی نمونه یک روش رایج قبل از تکنیک های مختلف تحلیلی است. تجزیه اولتراسونیک می تواند کمک به حل و یا پراکنده کردن نمونه، که ممکن است دقت و تکرارپذیری تجزیه و تحلیل را بهبود بخشد.

پروب نوع فراصوت UP200St برای تجزیه سلول، اختلال سلولی و استخراج
مزایای تجزیه اولتراسونیک
چرا از یک فراصوت از نوع پروب برای تجزیه ، اختلال سلولی و استخراج مولکول ها و پروتئین های داخل سلولی استفاده می شود؟ یک فراصوت یا dismembrator مافوق صوت ارائه می دهد مزایای بی شماری است که باعث می شود فراصوت فن آوری برتر در مقایسه با سایر روش های تجزیه مانند همگن سازی فشار بالا، فرز توپ و یا microfluidization.
- غیر حرارتی: تجزیه اولتراسونیک یک روش غیر حرارتی است، به این معنی که برای تجزیه مواد به گرما متکی نیست. این برای کاربردهایی که دمای بالا می تواند نمونه های حساس به حرارت را تخریب کند، سودمند است.
- دقیق و کنترل شده: این فرآیند را می توان با دقت بالا کنترل کرد و امکان اختلال، اختلاط یا کاهش اندازه ذرات را فراهم می کند.
- سریع و کارآمد: اولتراسونیک به طور کلی یک روش سریع و کارآمد است که آن را برای برنامه های کاربردی با توان بالا مناسب می کند.
- کاهش استفاده از مواد شیمیایی: در بسیاری از موارد، تجزیه اولتراسونیک می تواند نیاز به مواد شیمیایی خشن یا حلال های آلی را کاهش دهد، که می تواند سازگار با محیط زیست باشد و خطر آلودگی شیمیایی را کاهش دهد.
- بدون رسانه فرز، بدون نازل: تکنیک های تجزیه جایگزین، مانند فرز توپ/مهره یا هموژنایزرهای فشار بالا، معایبی دارند. آسیاب توپ/مهره مستلزم استفاده از رسانه های فرز (مهره ها یا مرواریدها) است که باید با زحمت جدا و تمیز شوند. هموژنایزرهای فشار قوی دارای نازل هایی هستند که مستعد گرفتگی هستند. در مقابل، هموژنایزرهای اولتراسونیک آسان برای استفاده، بسیار قابل اعتماد و قوی هستند و نیاز به تعمیر و نگهداری بسیار کمی دارند.
- تنوع: می توان آن را برای طیف گسترده ای از مواد از جمله باکتری ها، سلول های گیاهی، بافت پستانداران، جلبک ها، قارچ ها و غیره اعمال کرد و آن را به یک تکنیک همه کاره در زمینه های مختلف تبدیل کرد.
مقیاس پذیری: تکنیک اولتراسونیک را می توان برای فرآیندهای صنعتی مقیاس بندی کرد و آن را برای هر دو برنامه های آزمایشگاهی و تولید در مقیاس بزرگ مناسب می کند.
اصل کار فروپاشی اولتراسونیک و اختلال سلول
امواج فراصوت تولید متناوب امواج فشار بالا و کم فشار در مایع در معرض. در طول چرخه فشار کم، امواج اولتراسونیک حباب های خلاء کوچکی را در مایع ایجاد می کنند که در طول یک چرخه فشار بالا به شدت فرو می ریزند. این پدیده کاویتاسیون نامیده می شود. انفجار حباب حفره باعث نیروهای برشی هیدرودینامیکی قوی می شود که باعث ایجاد اولین sonoporation و متعاقبا اختلال کارآمد در ساختارهای سلولی می شود. مولکول ها و اندامک های داخل سلولی به طور کامل در حلال آزاد می شوند.
تجزیه التراسونیک از ساختارهای سلولی
نیروهای برشی می توانند مواد فیبری و سلولزی را به ذرات ریز متلاشی کرده و دیواره های ساختار سلول را بشکنند. این ماده بیشتر مواد داخل سلولی مانند نشاسته یا شکر را در مایع آزاد می کند. علاوه بر این، مواد دیواره سلولی به زباله های کوچک شکسته می شود.
این اثر را می توان برای تخمیر ، هضم و سایر فرآیندهای تبدیل مواد آلی استفاده کرد. پس از فرز و سنگ زنی، امواج فراصوت باعث می شود بیشتر از مواد داخل سلولی به عنوان مثال نشاسته و همچنین بقایای دیواره سلولی در دسترس به آنزیم هایی که نشاسته را به قند تبدیل. همچنین سطح در معرض آنزیم ها در طول مایع سازی یا ساکاری را افزایش می دهد. این به طور معمول سرعت و عملکرد تخمیر مخمر و سایر فرآیندهای تبدیل را افزایش می دهد، به عنوان مثال برای افزایش تولید اتانول از زیست توده.
از تجزیه اولتراسونیک استفاده کنید – قابل اعتماد و کارآمد در هر مقیاسی
فراصوت Hielscher با رتبه بندی قدرت مختلف و ظرفیت پردازش در دسترس هستند. این که آیا شما می خواهید به فراصوت نمونه های بیولوژیکی کوچک از چند میکرولیتر به چند لیتر و یا نیاز به پردازش سلول های بزرگ و یا جریان زیست توده برای تولید، Hielscher مافوق صوت به شما مناسب ترین dismembrator مافوق صوت برای کاربرد بیولوژیکی خود را ارائه.
- مقیاس آزمایشگاهی برای 1 میلی لیتر تا تقریبا 5 لیتر به عنوان مثال UP400St با سونوترود 22 میلی متر
- مقیاس بالای نیمکت تقریبا 0.1 تا 20 لیتر در دقیقه به عنوان مثال UIP1000hdT با سونوترود 34 میلی متر و فلوسل
- مقیاس تولید از 20 لیتر در دقیقه شروع می شود، به عنوان مثال UIP4000hdT یا UIP16000hdT
جدول زیر به شما نشانه ای از ظرفیت پردازش تقریبی مافوق صوت به اندازه آزمایشگاه ما می دهد:
دستگاه های توصیه شده | حجم دسته ای | نرخ جریان |
---|---|---|
UIP400MTP سونیکاتور صفحه 96 چاه | صفحات چند چاه / میکروتیتر | ن.ا. |
التراسونیک CupHorn | CupHorn برای ویال یا لیوان | ن.ا. |
GDmini2 | راکتور میکرو جریان اولتراسونیک | ن.ا. |
VialTweeter(ویال گروهی) | 0.5 تا 1.5 میلی لیتر | ن.ا. |
UP100H | 1 تا 500 میلی لیتر | 10 تا 200 میلی لیتر در دقیقه |
تا 200 هرتز، 200 خیابان | 10 تا 1000 میلی لیتر | 20 تا 200 میلی لیتر در دقیقه |
UP400St | 10 تا 2000 میلی لیتر | 20 تا 400 میلی لیتر در دقیقه |
التراسونیک غربال شاکر | ن.ا. | ن.ا. |
لطفا از فرم زیر استفاده کنید، اگر می خواهید اطلاعات بیشتری در مورد استفاده از دستگاه های اولتراسونیک به منظور تجزیه سلول ها دریافت کنید. ما خوشحال خواهیم شد که به شما کمک کنیم.
تماس با ما! / از ما بپرسید!
جدول زیر به شما نشانه ای از ظرفیت پردازش تقریبی مافوق صوت صنعتی ما می دهد:
حجم دسته ای | نرخ جریان | دستگاه های توصیه شده |
---|---|---|
200 میلی لیتر تا 5 لیتر | 00.05 تا 1 لیتر در دقیقه | UIP500hdT |
1 تا 10 لیتر | 0.1 تا 2 لیتر در دقیقه | UIP1000hdT |
5 تا 20 لیتر | 0.2 تا 4 لیتر در دقیقه | UIP2000hdT |
10 تا 100 لیتر | 2 تا 10 لیتر در دقیقه | UIP4000hdT |
15 تا 150 لیتر | 3 تا 15 لیتر در دقیقه | UIP6000hdT | ن.ا. | 10 تا 100 لیتر در دقیقه | UIP16000 |
ن.ا. | بزرگتر | خوشه ای از UIP16000 |

هموژنایزر اولتراسونیک UP400ST برای حل شدن سلول، لیز و استخراج پروتئین
ادبیات / منابع
- 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.

التراسونیک CupHorn برای فراصوت شدید لوله های بسته و ویال برای همگن سازی استریل نمونه.

Hielscher مافوق صوت تولید کننده هموژنایزرهای مافوق صوت با کارایی بالا از ازمایشگاه ها تا اندازه صنعتی.