فروپاشی مافوق صوت سلول ها
امواج فراصوت یک وسیله موثر از متلاشی ساختارهای سلولی است. بنابراین، sonicators به طور گسترده ای در ازمایشگاه 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، فروپاشی مافوق صوت و لیز استفاده می شود برای جدا کردن مولکول از کارخانه های سلولی و یا برای ترویج هضم زیست توده.
فروپاشی التراسونیک چیست؟
فروپاشی التراسونیک، همچنین به عنوان همگن اولتراسونیک شناخته می شود، فرایندی است که از امواج اولتراسوند با شدت بالا و فرکانس پایین برای شکستن دیواره های سلولی و مختل کردن ساختارهای مولکولی در یک محیط مایع استفاده می کند. این تکنیک معمولا در کاربردهای مختلف علمی و صنعتی برای چندین هدف استفاده می شود:
اختلال سلول: فروپاشی التراسونیک به طور گسترده ای در زیست شناسی سلولی و زیست شناسی مولکولی برای مختل کردن غشای سلولی استفاده می شود و محتویات سلولی مانند پروتئین ها، اسیدهای نوکلئیک و اندامک ها را ازاد می کند. این برای استخراج اجزای داخل سلولی برای تجزیه و تحلیل یا برای تجزیه و تحلیل سلول ها در فرایندهای میکروبیولوژی و بیوتکنولوژی مفید است.
- همگن: این کمک می کند تا در مخلوط کردن یکنواخت قطعات در یک نمونه، به ویژه هنگامی که برخورد با مایعات غیر قابل امتزام و یا در هنگام تلاش برای رسیدن به یک ترکیب سازگار از مواد.
- استخراج پروتئین: در زیست شناسی، علم زندگی پروتئومیکس، تجزیه و تحلیل پروتئین ها یک کار بسیار رایج است. قبل از اینکه پروتئین ها بتوانند در ازمایش ها تجزیه و تحلیل شوند، باید از داخل سلول استخراج و جدا شوند. Sonicators روش به طور گسترده ای مورد استفاده برای استخراج پروتئین است.
- 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 تجزیه و تحلیل می شوند، رشته های بلند گاهی اوقات باید تکه تکه شوند، فرایندی که می تواند به طور قابل اعتماد و کارامد با روش فراصوت انجام شود.
- اماده سازی نمونه: در تحقیق و تجزیه و تحلیل، اماده سازی نمونه یک روش معمول قبل از تکنیک های مختلف تحلیلی است. فروپاشی التراسونیک می تواند به حل یا پراکنده کردن نمونه ها کمک کند که ممکن است دقت و تکرارپذیری تجزیه و تحلیل را بهبود بخشد.
پروب نوع sonicator UP200St برای فروپاشی سلول، اختلال سلول و استخراج
مزایای استفاده از فروپاشی التراسونیک
چرا با استفاده از یک فراصوت دهنده پروب نوع برای فروپاشی، اختلال سلول و استخراج مولکول های داخل سلولی و پروتئین؟ Sonicator یا dismembrator اولتراسونیک ارائه می دهد مزایای متعدد است که باعث می شود فراصوت فن اوری برتر در مقایسه با دیگر روش های فروپاشی مانند همگن فشار بالا، فرز توپ و یا microfluidization.
- غیر حرارتی: فروپاشی التراسونیک یک روش غیر حرارتی است، به این معنی که برای شکستن مواد به گرما تکیه نمی کند. این برای برنامه های کاربردی که در ان درجه حرارت بالا می تواند نمونه های حساس به حرارت را کاهش دهد، سودمند است.
- دقیق و کنترل شده: این فرایند را می توان با دقت بالا کنترل کرد، اجازه می دهد برای اختلال خاص، مخلوط کردن، و یا کاهش اندازه ذرات.
- سریع و کارامد: امواج فراصوت به طور کلی یک روش سریع و کارامد است، و ان را مناسب برای برنامه های کاربردی با کارایی بالا.
- کاهش استفاده از مواد شیمیایی: در بسیاری از موارد، فروپاشی اولتراسونیک می تواند نیاز به مواد شیمیایی خشن یا حلال های الی را کاهش دهد که می تواند سازگار با محیط زیست باشد و خطر الودگی شیمیایی را کاهش دهد.
- بدون رسانه فرز، بدون نازل: تکنیک های فروپاشی جایگزین، مانند فرز توپ / مهره یا هموژنایزر فشار بالا، با معایب همراه است. فرز توپ / مهره نیاز به استفاده از رسانه های فرز (مهره یا مروارید)، که باید به سختی جدا و تمیز شود. اسیاب های فشار بالا دارای نازل هایی هستند که مستعد گرفتگی هستند. در مقابل، اسیاب اولتراسونیک اسان برای استفاده، بسیار قابل اعتماد و قوی، نیاز به تعمیر و نگهداری بسیار کمی است.
- تنوع: این را می توان به طیف گسترده ای از مواد، از جمله باکتری ها، سلول های گیاهی، بافت پستانداران، جلبک ها، قارچ ها و غیره اعمال کرد و ان را به یک تکنیک همه کاره در زمینه های مختلف تبدیل کرد.
مقیاس پذیری: تکنیک اولتراسونیک را می توان برای فرایندهای صنعتی کوچک، و ان را مناسب برای هر دو ازمایشگاه و برنامه های کاربردی تولید در مقیاس بزرگ.
اصل کار از فروپاشی التراسونیک و اختلال سلولی
امواج فراصوت تولید متناوب فشار بالا و کم فشار امواج در مایع در معرض. در طول چرخه کم فشار، امواج اولتراسونیک حباب های خلاء کوچکی را در مایع ایجاد می کنند که در طول یک چرخه فشار بالا به شدت سقوط می کنند. این پدیده کاویتاسیون نامیده می شود. انفجار حباب کاویتاسیون باعث قوی هیدرودینامیک برشی نیروهای که باعث sonoporation اول و پس از ان اختلال کارامد از ساختارهای سلولی. مولکول های داخل سلولی و اندامک ها به طور کامل به حلال ازاد می شوند.
تخریب التراسونیک ساختارهای سلولی
نیروهای برشی می توانند فیبری، مواد سلولزی را به ذرات ریز تجزیه کنند و دیواره های ساختار سلول را بشکنند. این بیشتر مواد داخل سلولی مانند نشاسته یا شکر را در مایع ازاد می کند. علاوه بر این، مواد دیواره سلولی به بقایای کوچک شکسته می شوند.
این اثر را می توان برای تخمیر، هضم و دیگر فرآیندهای تبدیل مواد آلی استفاده می شود. پس از تراش و سنگ زنی، امواج فراصوت را می سازد بیشتر از مواد درون سلولی به عنوان مثال، نشاسته و همچنین بقایای دیواره سلولی موجود به آنزیم است که تبدیل نشاسته به قند. این نیز سطح در معرض آنزیم در طول روانگرایی یا تبدیل به قند را افزایش دهد. این به طور معمول افزایش سرعت و عملکرد تخمیر مخمر و دیگر فرآیندهای تبدیل، به عنوان مثال، برای افزایش تولید اتانول از زیست توده.
استفاده از فروپاشی التراسونیک – قابل اعتماد و کارامد در هر مقیاس
Sonicators Hielscher با رتبه بندی قدرت های مختلف و ظرفیت های پردازش در دسترس هستند. این که ایا شما می خواهید به sonicate 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 فرا صوت به شما مناسب ترین dismembrator اولتراسونیک برای برنامه بیولوژیکی خود را ارائه دهد.
- مقیاس آزمایشگاهی برای به 1ml به حدود. 5L به عنوان مثال، UP400St با با 22mm sonotrode
- مقیاس بالا نیمکت در حدود. 0.1 به 20L / min و به عنوان مثال، UIP1000hdT با sonotrode 34mm و flowcell
- تولید در مقیاس شروع در 20L / min و به عنوان مثال، UIP4000hdT یا UIP16000hdT
جدول زیر به شما می دهد نشانه ای از ظرفیت پردازش تقریبی ultrasonicators ازمایشگاه اندازه ما:
| دستگاه های توصیه شده | دسته ای دوره | نرخ جریان |
|---|---|---|
| UIP400MTP 96-خوب صفحه Sonicator | چند چاه / صفحات میکروتیتر | خب |
| cuphorn التراسونیک | CupHorn برای ویال یا فنجان | خب |
| GDmini2 | راکتور میکرو جریان اولتراسونیک | خب |
| VialTweeter(ویال گروهی) | 00.5 به 1.5mL | خب |
| UP100H | 1 تا 500ML | 10 تا پوست 200ml / دقیقه |
| UP200Ht، UP200St | 10 تا 1000mL | 20 تا 200mL/min |
| UP400St | 10 به 2000mL | 20 تا 400ML / دقیقه |
| شاکر ماورای صوت | خب | خب |
لطفا از فرم زیر استفاده کنید، اگر شما می خواهم برای دریافت اطلاعات بیشتر در مورد استفاده از دستگاه های اولتراسونیک برای هدف از فروپاشی سلول. خوشحال می شویم که کمکتان کنیم.
تماس با ما! / از ما بپرسید!
جدول زیر به شما می دهد نشانه ای از ظرفیت پردازش تقریبی ultrasonicators صنعتی ما:
| دسته ای دوره | نرخ جریان | دستگاه های توصیه شده |
|---|---|---|
| 200mL تا 5L | 0.05 تا 1L/min | UIP500hdT |
| 1 تا 10 لیتر | 0.1 تا 2L/min | UIP1000hdT |
| 5 تا 20 لیتر | 00.2 به 4L / دقیقه | UIP2000hdT |
| 10 تا 100L | 2 تا 10L / دقیقه | UIP4000hdT |
| 15 تا 150L | 3 تا 15L/min | UIP6000hdT | خب | 10 تا 100L / min و | UIP16000 |
| خب | بزرگتر | خوشه UIP16000 |
UP400St هموژنایزر اولتراسونیک برای حلال سازی 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.
cuphorn التراسونیک برای فراصوت شدید لوله های بسته و ویال برای همگن سازی استریل نمونه.
Hielscher Ultrasonics تولید هموژنیزرهای مافوق صوت با کارایی بالا از ازمایشگاه ها تا اندازه صنعتی.