فن آوری اولتراسوند Hielscher

فراصوت لیز: اختلال سلول & استخراج

تجزیه و یا تجزیه سلول بخشی مشترک از آماده سازی روزانه نمونه در آزمایشگاه های زیست فناوری است. هدف لیز این است که بخش هایی از دیواره سلولی یا سلول کامل را برای آزاد سازی مولکول های بیولوژیک از بین ببریم. به اصطلاح لیزات می تواند به عنوان مثال پلاسمید، تست های گیرنده، پروتئین، DNA، RNA و غیره باشد. پس از مراحل لیز، تجزیه، جدا سازی organelle و / یا پروتئین استخراج و تصفیه می شود. مواد استخراج شده (= لیسات) باید جداسازی شوند و به تحقیقات و برنامه های بیشتر، مانند تحقیقات پروتئومیک، پرداخته شود. هموژنیزاسیون التراسونیک یک ابزار رایج برای لیزینگ سلولی موفق است. از آنجائیکه شدت اولتراسونیک می تواند با تنظیم پارامترهای فرآیندی تنظیم شود، شدت بهینه سازی آداپتور از بسیار نرم تا بسیار سخت می تواند به صورت جداگانه برای هر ماده و محدوده به منظور برآورده شدن نیاز خاص برنامه تنظیم شود.

ساختار سلول

سلولها توسط یک غشای پلاسمایی نیمه تراوا که متشکل در یک لایه پشت سر هم فسفات در چربی (لایه پشت سر هم نیز پروتئین چربی؛ تشکیل شده توسط چربی آبگریز و مولکول فسفر آبدوست با مولکول های پروتئین جاسازی شده) محافظت شده و یک مانع بین فضای داخلی سلول (سیتوپلاسم) ایجاد می کند و محیط خارج سلولی. سلول های گیاهی و سلول های پروکاریوتی توسط یک دیواره سلولی احاطه شده است. با توجه به لایه های متعدد دیواره سلولی ضخیم از سلولز، سلول های گیاهی سخت تر به فروپاشی از سلول های حیوانی هستند. داخلی سلول، مانند اندامک، هسته، میتوکندری است، توسط اسکلت سلولی تثبیت شده است.
توسط lysing سلول ها، آن است که در استخراج و جدا از اندامک ها، پروتئین ها، DNA، mRNA یا مولکولهای زیستی دیگر است.

روش فراصوت است که معمولا برای آماده سازی نمونه از ماده سلولی استفاده می شود.

شکل 1: استخراج التراسونیک از سلول: Vilkhu و همکاران: بخش عرضی میکروسکوپی (TS) از ساقه آپیکال نعناع (نعناع) مکانیسم اقدامات در طول استخراج اولتراسونیک از سلول های (2000x بزرگنمایی) [منابع نشان می دهد. 2011]

مواد و روش ها

چندین روش برای عصاره سلول، که می توان به روش های مکانیکی و شیمیایی، که شامل استفاده از مواد شوینده و یا حلال، استفاده از فشار بالا، و یا استفاده از یک آسیاب مهره یا یک مطبوعات فرانسه تقسیم شده است. نقطه ضعف مشکل بسیاری از این روش کنترل دشوار و تنظیم پارامترهای فرآیند و بنابراین تاثیر است.
معایب اصلی روش لیز مشترک:

تکنیک های مختلف لیز

جدول: روش مرسوم از لیز سلولی معایب عمده

در مقابل، فراصوت یک ابزار بسیار کارآمد و قابل اعتماد برای فروپاشی سلولی که اجازه می دهد تا برای کنترل کامل بر پارامترهای فراصوت است. این امر تضمین انتخابی بالا در انتشار مواد و خلوص محصول می باشد. [Balasundaram و همکاران 2009] مناسب برای تمام انواع سلول و به راحتی در مقیاس کوچک و بزرگ قابل اجرا است. Ultrasonicators آسان برای تمیز کردن. هموژنایزر اولتراسونیک همیشه ویژگی های پاک در محل (CIP) و عملکرد استریل در محل (فکر تهیه مکان مستقل). sonotrode شامل یک شاخ تیتانیوم عظیم است که می تواند از بین برود و یا سرخ در آب یا حلال (بسته به واسطه کار). تعمیر و نگهداری از ultrasonicators است با توجه به مقاومت آنها تقریبا neglectable.

تحلیل

لیز یک فرایند حساس است. در طول لیز حفاظت از غشای سلولی از بین می رود، با این حال غیرفعال، دناتوره شدن و تخریب پروتئین استخراج شده توسط یک محیط unphysiological (انحراف از pH برابر با ارزش) باید جلوگیری کرد. بنابراین، در لیز کلی است که در یک محلول بافر انجام شده است. اکثر مشکلات از اختلال سلول های کنترل نشده و در نتیجه آزادی و بی هدف از همه مواد داخل سلولی و یا / و دناتوراسیون محصول هدف بوجود می آیند.

تحلیل سلول سونوگرافی می تواند برای آماده سازی نمونه در آزمایشگاه و برای تولید حجم زیادی استفاده می شود. برای بزرگنمایی کلیک کنید!

شکل 1: 200 وات هموژنایزر قدرتمند مافوق صوت UP200Ht با کنترل دیجیتال و ضبط خودکار داده ها برای تحلیل سلول قابل استفاده و موثر.

التراسونیک لیز

به طور کلی، تجزیه نمونه ها در آزمایشگاه بین 15 ثانیه تا 2 دقیقه طول می کشد. همانطور که شدت آشنایی با دستگاه های عصبی بسیار آسان است با تنظیم دامنه تنظیم زمان آشنایی با دستگاه و همچنین با انتخاب تجهیزات مناسب، ممكن است با توجه به ساختار سلولی و هدف لیز (غلطكی) به عنوان مثال، استخراج DNA نیاز به نرم افزاری نرمتر دارد، استخراج پروتئین کامل باکتری نیاز به درمان سونوگرافی قوی تر دارد). دما در طول فرایند می تواند توسط یک سنسور دما یکپارچه کنترل شود و می تواند به راحتی توسط خنک کننده (حمام یخ یا سلول های جریان با کولات خنک کننده) کنترل شود و یا در حالت پالس توسط دستگاه های عصبی کنترل شود. در طول دستگاه پالسی ultonic ultrasound، سیکل های سکته مغزی کوتاه مدت از 1 تا 15 ثانیه طول می کشد تا از گرمازدگی و خنک کننده در طول دوره های متناوب طولانی تر استفاده شود.
تمام فرآیندهای فراصوت رانده به طور کامل قابل تکرار و خطی مقیاس پذیر هستند.

VialTweeter هموژنایزر التراسونیک برای آماده سازی نمونه به طور همزمان تا 10 لوله های آزمایش. (برای بزرگنمایی کلیک کنید!)

دستگاه اولتراسونیک VialTweeter(ویال گروهی) اجازه می دهد تا برای آماده سازی نمونه به طور همزمان تا 10 ویال تحت شرایط همین روند.

دستگاه های هموژنایزرآلترا ساند

انواع مختلفی از دستگاه سونوگرافی اجازه می دهد برای تطبیق نمونه هدف آماده سازی و برای اطمینان، کاربر دوستی و راحتی عملیات. ultrasonicators پروب نوع دستگاه های شایع در آزمایشگاه می باشد. آنها مناسب برای آماده سازی نمونه های کوچک و اواسط اندازه با حجم 0.1mL تا به 1000mL هستند. اندازه های مختلف قدرت و sonotrodes اجازه می دهد برای انطباق ultrasonicator به حجم نمونه و کشتی برای نتایج sonicating موثر و کارآمد. این دستگاه پروب اولتراسونیک بهترین انتخاب است که نمونه های تک به آماده می شود.

اگر نمونه های بیشتری باید تهیه شوند، مثلا 8 بطری از محلول سلول، دستگاه هایی مانند VialTweeter یا Cuphorn اولتراسونیک مناسب ترین هوموژنایزر برای لیز هستند. چندین ویال در همان زمان با همان شدت در محیط کار می کنند. این صرفه جویی نه تنها زمان، بلکه تضمین همان رفتار همه نمونه ها را می دهد که نتایج آن در میان نمونه قابل اعتماد و قابل مقایسه است. علاوه بر این، آلودگی متقابل با غوطه ور کردن سوناتروده اولتراسونیک (همچنین به عنوان پروب اولتراسونیک، شاخ، نوک یا انگشت شناخته می شود) اجتناب شود. از آنجا که ویال استفاده می شود، تمیز کردن وقت گیر و از دست دادن نمونه به علت انحلال عروق حذف می شود.
برای حجم بالاتر، به عنوان مثال، برای تولید تجاری عصاره سلول، سیستم های اولتراسونیک را با یک راکتور سلول جریان مناسب ترین هستند. جریان پیوسته و حتی از مواد پردازش اطمینان حتی فراصوت. همه پارامترهای فرآیند فروپاشی اولتراسونیک می توان بهینه سازی و تنظیم به الزامات برنامه و مواد سلول خاص است.

روش نمونه برای lysing مافوق صوت از سلول های باکتریایی:

  • تهیه سوسپانسیون سلولی: سلول گلوله باید به طور کامل در یک محلول بافر شده توسط همگن (را انتخاب کنید محلول بافر خود را سازگار با تجزیه و تحلیل زیر، به عنوان مثال، روش کروماتوگرافی خاص) حالت تعلیق درآمد. اضافه کردن lysozymes و / یا سایر مواد افزودنی، در صورت نیاز (آنها باید با معنی جدایی / تصفیه سازگار باشد). مخلوط / همگن محلول را به آرامی تحت فراصوت خفیف تا تعلیق کامل به دست آورد.
  • لیز التراسونیک: محل نمونه در حمام یخ. برای اختلال همراه، sonicate که تعلیق در 60-90 انفجار دوم (با استفاده از حالت پالس ultrasonicator خود را).
  • (. به عنوان مثال، 10 دقیقه در 10000 × g به؛ در 4degC): جداسازی سانتریفوژ لیز سلولی. جدا رویی از رسوب سلول را به دقت مایع رویی لیز سلولی کل سلول ها است. پس از تصفیه از مایع رویی، شما یک مایع روشن از پروتئین سلول محلول به دست آورد.

برنامه های کاربردی رایج ترین ultrasonicators در زیست شناسی و بیوتکنولوژی می باشد:

  • عصاره همراه
  • قطع از مخمر، باکتری ها، سلول های گیاهی، نرم & بافت سلولی ماده سخت و نوکلئیک
  • استخراج پروتئین
  • آماده سازی و جداسازی آنزیم
  • تولید آنتی ژن
  • استخراج DNA و / یا تکه تکه شدن هدف قرار
  • آماده سازی لیپوزوم
اسیاب سونوگرافی با قدرت بالا مانند UIP1000hd برای اختلال سلول و استخراج در دسته ای و یا حالت جریان هر چند پیوسته استفاده می شود. (برای بزرگنمایی کلیک کنید!)

سیستم benchtop است التراسونیک مانند UIP1000hd (1KW) می توانید حجم بیشتری از مواد بیولوژیکی را پردازش کند.

برنامه های کاربردی چند برابر از شاخه سونوگرافی در بخش های بیوتکنولوژی، مهندسی زیستی، میکروب شناسی، زیست شناسی مولکولی، بیوشیمی، ایمونولوژی، باکتری، ویروس شناسی، پروتئومیکس، ژنتیک، فیزیولوژی، زیست شناسی سلولی، هماتولوژی، و گیاه شناسی.

برای ارزیابی و بهینه سازی برنامه های کاربردی مشتریان، Hielscher فرا صوت ارائه می دهد به طور کامل مجهز آزمایشگاه فرآیند التراسونیک. لطفا برای اطلاعات بیشتر با ما تماس بگیرید!

ادبیات / منابع

  • Balasundaram، B؛ هریسون، S .؛ Bracewell، D. G. (2009): پیشرفت در استراتژی عرضه محصول و تاثیر بر طراحی فرآیندهای زیستی. موضوعات داغ در بیوتکنولوژی 27/8، 2009. صص 477-485.
  • Vilkhu، K؛ منسی، R .؛ ماسون، R .؛ آشوک کومار، محمد (2011): بازیابی التراسونیک و اصلاح مواد غذایی. در: فنگ / باربوسا-Cánovas / وایس (2011): دستگاه سونوگرافی فن آوری های غذا و Bioprocessing. نیویورک: اسپرینگر، 2011. صص 345-368.

تماس با ما / درخواست اطلاعات بیشتر

با ما در مورد فرایند مورد نیاز خود صحبت کنید.





لطفا توجه داشته باشید ما سیاست حفظ حریم خصوصی.