فراصوت‌دهی برای لیز سلولی: تخریب سلولی و استخراج
لیز سلولی فراصوتی یکی از روش‌های پرکاربرد آماده‌سازی نمونه در آزمایشگاه‌های مدرن زیست‌فناوری است. هدف اصلی آن تخریب غشاهای سلولی یا کل سلول‌ها برای آزادسازی اجزای درون‌سلولی مانند پروتئین‌ها، اسیدهای نوکلئیک یا اندامک‌هاست. در کار روزمرهٔ آزمایشگاهی، این بدان معناست که فراصوت‌دهی روشی استاندارد برای تخریب کنترل‌شدهٔ سلول‌ها و استخراج کارآمد زیست‌مولکول‌هاست. مزیت اصلی سونیکاتورها توانایی تنظیم دقیق پارامترهای حیاتی فرایند، از جمله شدت فراصوت، اعمال پالس و کنترل دماست. این کنترل به پژوهشگران امکان می‌دهد ضمن به حداقل رساندن آسیب حرارتی یا مکانیکی به زیست‌مولکول‌های حساس، به لیز قابل‌اعتماد دست یابند و فرایند استخراجی ملایم و در عین حال بسیار کارآمد داشته باشند.
لیز سلولی با استفاده از سونیکاتورها
لیز سلولی فراصوتی از کاویتاسیون آکوستیکی برای تخریب غشاهای سلولی و آزادسازی مولکول‌های درون‌سلولی استفاده می‌کند. Hielscher Ultrasonics علاوه بر سونیکاتور متداولِ پروبی، سونیکاتورهای چندنمونه‌ای را نیز برای پردازش استریل عرضه می‌کند: VialTweeter برای چندین لوله و ویال و سونیکاتور پلیت 96 خانه‌ای UIP400MTP برای میکروپلیت‌های استاندارد.
Hielscher Ultrasonics سونیکاتورهای غیرتماسی قدرتمندی برای آماده‌سازی نمونه و آنالیز بالینی عرضه می‌کند. سونیکاتور پلیت چندخانه‌ای UIP400MTP, دستگاه VialTweeter, دستگاه CupHorn و سونیکاتور جریانی GDmini2 نمونه‌ها را در شرایط استریل پردازش می‌کنند.
هموژنایزرهای فراصوتی UP100H (100 وات) و UP400St (400 وات): فراصوت‌دهی برای لیز سلولی و استخراج.
هموژنایزرهای فراصوتی برای لیز سلولی و استخراج
| نوع دستگاه فراصوتی | کاربرد اصلی | حجم نمونه | کاربرد معمول | مزایا | مدل‌های نمونه |
|---|---|---|---|---|---|
| سونیکاتورهای پروبی | فراصوت‌دهی تک‌نمونه‌ای | 0٫1 mL تا ~1000 mL | لیز سلولی، استخراج پروتئین، قطعه‌قطعه‌سازی DNA/RNA | کنترل دقیق انرژی؛ سونوتْرودهای متنوع؛ بهینه برای نمونه‌های کوچک تا متوسط | UP100H, UP200St, UP400St |
| VialTweeter / CupHorn | پردازش موازی چندین ویال دربسته | 8–10 ویال (هرکدام ~1–20 mL) | لیز استانداردشدهٔ چندین سوسپانسیون سلولی | فراصوت‌دهی یکنواخت؛ جلوگیری از آلودگی متقاطع؛ نتایج تکرارپذیر | VialTweeter, CupHorn |
| سونیکاتور پلیت 96 خانه‌ای | فراصوت‌دهی پلیت‌های چندخانه‌ای و میکروتیتر | قالب میکروپلیت | غربالگری با ظرفیت بالا، پروتئومیکس، سنجش‌های سلولی | فراصوت‌دهی هم‌زمان و یکنواخت در تمام خانه‌ها؛ ایده‌آل برای گردش‌کارهای چندنمونه‌ای | UIP400MTP |
| راکتورهای سلول جریان | فراصوت‌دهی پیوسته برای حجم‌های بیشتر | >1 L، مقیاس‌پذیر | تخریب سلولی در مقیاس صنعتی، تولید عصاره | پردازش پیوسته؛ مقیاس‌پذیر؛ کنترل کامل فرایند (دامنه، فشار، دما) | UIP1000hdT, UIP2000hdT + سلول جریان |
| سامانه‌های فراصوت‌دهی استریل / غیرمستقیم | پردازش نمونه بدون آلودگی | بسته به ویال/لوله/میکروپلیت | نمونه‌های حساس، محیط‌های استریل، محیط‌های مشمول الزامات مقرراتی | بدون تماس پروب؛ جلوگیری از انتقال بقایای نمونه؛ حداقل نیاز به تمیزکاری | VialTweeter, CupHorn, UIP400MTP |
مزایای استفاده از فراصوت‌دهی برای لیز سلولی
لیز سلولی فراصوتی در مقایسه با سایر روش‌های لیز سلولی و استخراج، چندین مزیت دارد:
- سرعت: لیز سلولی و استخراج فراصوتی روشی سریع است که می‌تواند سلول‌ها را ظرف چند ثانیه بشکند و باز کند. این روش بسیار سریع‌تر از روش‌های دیگر مانند همگن‌سازی، انجماد و ذوب یا آسیاب‌کردن با مهره است.
- کارایی: لیز سلولی و استخراج فراصوتی را می‌توان برای پردازش نمونه‌های کوچک، بزرگ یا چندین نمونه به‌طور هم‌زمان به کار برد؛ ازاین‌رو، کارآمدتر از روش‌هایی است که به پردازش جداگانهٔ نمونه‌های کوچک نیاز دارند.
- بدون مواد شیمیایی: لیز سلولی و استخراج فراصوتی روشی غیرتهاجمی است که به استفاده از مواد شیمیایی قوی یا آنزیم‌ها نیاز ندارد. این ویژگی آن را برای کاربردهایی که در آن‌ها حفظ یکپارچگی محتویات سلول ضروری است، ایده‌آل می‌کند. می‌توان از آلودگی ناخواستهٔ نمونه‌ها جلوگیری کرد.
- بازده بالا: لیز سلولی و استخراج فراصوتی می‌تواند محتویات سلولی، از جمله DNA، RNA و پروتئین‌ها را با بازده بالا استخراج کند. دلیل آن این است که امواج صوتی پربسامد دیواره‌های سلولی را می‌شکنند و محتویات را در محلول پیرامون آزاد می‌کنند.
- کنترل دما: دستگاه‌های فراصوتی پیشرفته امکان کنترل دقیق دمای نمونه را فراهم می‌کنند. سونیکاتورهای دیجیتال Hielscher به حسگر دمای قابل‌اتصال و نرم‌افزار پایش دما مجهز هستند.
- تکرارپذیری: پروتکل‌های لیز سلولی فراصوتی را می‌توان به‌آسانی تکرار کرد و حتی با یک افزایش مقیاس خطی ساده، آن‌ها را با حجم‌های مختلفِ بزرگ‌تر یا کوچک‌تر نمونه تطبیق داد.
- چندمنظوره بودن: لیز سلولی و استخراج فراصوتی را می‌توان برای استخراج از طیف گسترده‌ای از انواع سلول، از جمله باکتری‌ها، مخمرها، قارچ‌ها و سلول‌های گیاهی و پستانداران به کار برد. همچنین می‌توان از آن برای استخراج انواع مختلف مولکول‌ها، از جمله پروتئین‌ها، DNA، RNA و لیپیدها استفاده کرد.
- آماده‌سازی هم‌زمان تعداد زیادی نمونه: Hielscher Ultrasonics راهکارهای متعددی برای پردازش آسان تعداد زیادی نمونه در شرایط فرایندی کاملاً یکسان ارائه می‌کند. این امر مرحلهٔ آماده‌سازی نمونه از طریق لیز و استخراج را بسیار کارآمد می‌کند و باعث صرفه‌جویی در زمان می‌شود.
- سهولت استفاده: کار با تجهیزات لیز سلولی و استخراج فراصوتی آسان است و به حداقل آموزش نیاز دارد. این تجهیزات از نظر اقتصادی نیز مقرون‌به‌صرفه‌اند، زیرا تنها به یک بار سرمایه‌گذاری نیاز دارند و خرید مجدد اقلام یک‌بارمصرف لازم نیست. این ویژگی آن‌ها را برای طیف گسترده‌ای از پژوهشگران و آزمایشگاه‌ها جذاب می‌کند.
در مجموع، لیز سلولی و استخراج فراصوتی روشی سریع، کارآمد، با قابلیت کنترل دقیق و چندمنظوره برای استخراج محتویات سلولی است. مزایای آن نسبت به روش‌های جایگزین، آن را به گزینه‌ای جذاب برای طیف گسترده‌ای از کاربردهای پژوهشی و صنعتی تبدیل می‌کند.
اصل عملکرد لیز سلولی فراصوتی
لیز سلولی و استخراج فراصوتی از امواج صوتی پربسامد برای تخریب سلول‌ها و استخراج محتویات آن‌ها استفاده می‌کند. امواج صوتی در مایع پیرامون تغییرات فشار ایجاد می‌کنند و باعث تشکیل و فروپاشی حباب‌های کوچک در فرایندی موسوم به کاویتاسیون می‌شوند. این حباب‌ها نیروهای مکانیکی موضعی بسیار شدیدی ایجاد می‌کنند که می‌توانند سلول‌ها را بشکنند و محتویات آن‌ها را در محلول پیرامون آزاد کنند.
لیز سلولی با استفاده از دستگاه فراصوتی معمولاً شامل مراحل زیر است:
- نمونه در یک لوله یا ظرف حاوی بافر مایع قرار داده می‌شود.
- یک پروب فراصوتی وارد نمونه می‌شود و امواج صوتی پربسامد با بسامد تقریبی 20–30 kHz اعمال می‌شوند.
- امواج فراصوت در مایع پیرامون نوسان و کاویتاسیون ایجاد می‌کنند و نیروهای موضعی حاصل، سلول‌ها را می‌شکنند و محتویات آن‌ها را آزاد می‌کنند.
- نمونه برای حذف بقایای سلولی سانتریفیوژ یا فیلتر می‌شود و محتویات استخراج‌شده برای آنالیزهای پایین‌دستی جمع‌آوری می‌شوند.
معایب روش‌های رایج لیز
ممکن است هنگام کار در آزمایشگاه، دشواری‌های لیز سلولی با استفاده از پروتکل‌های سنتی لیز مکانیکی یا شیمیایی را تجربه کرده باشید.
- لیز مکانیکی: روش‌های لیز مکانیکی، مانند ساییدن با هاون و دسته‌هاون یا همگن‌سازی با استفاده از فرنچ‌پرس، آسیاب مهره‌ای یا سامانهٔ روتور–استاتور، اغلب فاقد امکانات کنترل و تنظیم دقیق هستند. این بدان معناست که آسیاب‌کردن و ساییدن می‌توانند به‌سرعت گرما و نیروهای برشی ایجاد کنند که به نمونه آسیب می‌رسانند و پروتئین‌ها را دناتوره می‌کنند. این روش‌ها همچنین ممکن است زمان‌بر باشند و به مقادیر زیادی مادهٔ اولیه نیاز داشته باشند.
- لیز شیمیایی: روش‌های لیز شیمیایی، مانند لیز مبتنی بر شوینده، می‌توانند با تخریب دولایهٔ لیپیدی و دناتوره‌کردن پروتئین‌ها به نمونه آسیب برسانند. همچنین ممکن است به مراحل متعددی نیاز داشته باشند و آلاینده‌های باقی‌مانده‌ای بر جای بگذارند که در کاربردهای پایین‌دستی اختلال ایجاد می‌کنند. یافتن مقدار بهینهٔ شوینده نیز چالشی دیگر است.
- چرخه‌های انجماد و ذوب: چرخه‌های انجماد و ذوب می‌توانند باعث پارگی غشاهای سلولی شوند، اما تکرار این چرخه‌ها می‌تواند موجب دناتوراسیون و تجزیهٔ پروتئین‌ها نیز شود. این روش ممکن است به چرخه‌های متعددی نیاز داشته باشد که زمان‌بر است و اغلب به بازده کمتر منجر می‌شود.
- لیز آنزیمی: روش‌های لیز آنزیمی ممکن است مختص انواع خاصی از سلول باشند و به مراحل متعددی نیاز داشته باشند؛ به همین دلیل زمان‌بر هستند. همچنین پسماند تولید می‌کنند و برای جلوگیری از تخریب نمونه به بهینه‌سازی دقیق نیاز دارند. کیت‌های لیز آنزیمی اغلب گران‌اند. اگر روش فعلی لیز آنزیمی شما نتایج کافی به دست نمی‌دهد، می‌توان فراصوت‌دهی را به‌عنوان روشی هم‌افزا برای تشدید تخریب سلولی به کار برد.
برخلاف روش‌های متداول مکانیکی و شیمیایی لیز سلولی، فراصوت‌دهی ابزاری بسیار کارآمد و قابل‌اعتماد برای ازهم‌پاشی سلول‌هاست که امکان کنترل کامل پارامترهای فراصوت‌دهی را فراهم می‌کند. این امر گزینش‌پذیری بالای آزادسازی مواد و خلوص محصول را تضمین می‌کند. [cf. Balasundaram et al., 2009]
این روش برای همهٔ انواع سلول مناسب است و به‌آسانی در مقیاس کوچک و بزرگ کاربرد دارد – همواره در شرایط کنترل‌شده. دستگاه‌های فراصوتی به‌آسانی تمیز می‌شوند. یک هموژنایزر فراصوتی همواره از قابلیت شست‌وشو در محل (CIP) و استریل‌سازی در محل (SIP) برخوردار است. سونوتْرود از یک هورن تیتانیومی توپر تشکیل شده است که می‌توان آن را با دستمال پاک کرد یا با آب یا حلال شست‌وشو داد (بسته به محیط کاری). به‌دلیل استحکام دستگاه‌های فراصوتی، نیاز آن‌ها به نگهداری تقریباً ناچیز است.
لیز فراصوتی و تخریب سلولی
به‌طور کلی، لیز نمونه‌ها در آزمایشگاه بین 15 ثانیه و 2 دقیقه طول می‌کشد. ازآنجاکه شدت فراصوت‌دهی را می‌توان با تنظیم دامنه و زمان فراصوت‌دهی و نیز انتخاب تجهیزات مناسب به‌آسانی تنظیم کرد، می‌توان بسته به ساختار سلول و هدف لیز، غشاهای سلولی را بسیار ملایم یا بسیار ناگهانی تخریب کرد (برای مثال، استخراج DNA به فراصوت‌دهی ملایم‌تر نیاز دارد، درحالی‌که استخراج کامل پروتئین از باکتری‌ها به تیمار فراصوتی شدیدتری نیازمند است). دما را در طول فرایند می‌توان با یک حسگر دمای یکپارچه پایش کرد و به‌آسانی از طریق خنک‌کاری (حمام یخ یا سلول‌های جریان با ژاکت خنک‌کننده) یا فراصوت‌دهی در حالت پالسی کنترل کرد. در فراصوت‌دهی پالسی، چرخه‌های کوتاه اعمال فراصوت با مدت 1–15 ثانیه، امکان دفع گرما و خنک‌شدن را در فاصله‌های توقف طولانی‌تر فراهم می‌کنند.
تمام فرایندهای مبتنی بر فراصوت کاملاً تکرارپذیر و به‌صورت خطی مقیاس‌پذیر هستند.
دستگاه VialTweeter یک هموژنایزر فراصوتی برای آماده‌سازی استریلِ هم‌زمان، یکنواخت و سریع تعداد زیادی نمونه است.
- آماده‌سازی سوسپانسیون سلولی: رسوب‌های سلولی باید با همگن‌سازی به‌طور کامل در یک محلول بافر معلق شوند (محلول بافری انتخاب کنید که با آنالیز بعدی، برای مثال روش کروماتوگرافی مشخص، سازگار باشد). در صورت نیاز، لیزوزیم‌ها و/یا سایر افزودنی‌ها را اضافه کنید (آن‌ها نیز باید با روش‌های جداسازی/خالص‌سازی سازگار باشند). محلول را به‌آرامی و تحت فراصوت‌دهی ملایم مخلوط/همگن کنید تا تعلیق کامل حاصل شود.
دربارهٔ هم‌افزایی لیزوزیم‌ها در ترکیب با فراصوت‌دهی بیشتر بخوانید! - لیز فراصوتی: نمونه را در حمام یخ قرار دهید. برای تخریب سلولی، سوسپانسیون را در نوبت‌های 60–90 ثانیه‌ای فراصوت‌دهی کنید (با استفاده از حالت پالسی سونیکاتور).
- جداسازی: لیزات را سانتریفیوژ کنید (برای مثال، 10 min. در 10٬000 x g؛ در 4degC). مایع رویی را با دقت از رسوب سلولی جدا کنید. مایع رویی، لیزات کل سلولی است. پس از فیلتراسیون مایع رویی، مایعی شفاف حاوی پروتئین محلول سلولی به دست می‌آورید.
رایج‌ترین کاربردهای دستگاه‌های فراصوتی در زیست‌شناسی و زیست‌فناوری عبارت‌اند از:
- تهیهٔ عصارهٔ سلولی
- تخریب مخمرها، باکتری‌ها، سلول‌های گیاهی، بافت سلولی نرم یا سخت و مواد هسته‌ای
- استخراج پروتئین
- تهیه و جداسازی آنزیم‌ها
- تولید آنتی‌ژن‌ها
- استخراج DNA و/یا قطعه‌قطعه‌سازی هدفمند
- تهیهٔ لیپوزوم
تخریب سلولی با دستگاه فراصوتی پروبی، روشی کارآمد برای آماده‌سازی نمونه است.
کاربردهای متنوع فراصوت حوزه‌های زیست‌فناوری، مهندسی زیستی، میکروبیولوژی، زیست‌شناسی مولکولی، بیوشیمی، ایمنی‌شناسی، باکتری‌شناسی، ویروس‌شناسی، پروتئومیکس، ژنتیک، فیزیولوژی، زیست‌شناسی سلولی، خون‌شناسی و گیاه‌شناسی را در بر می‌گیرد.
لیز: شکستن ساختارهای سلولی
سلول‌ها به‌وسیلهٔ غشای پلاسمایی نیمه‌تراوا محافظت می‌شوند که از یک دولایهٔ فسفولیپیدی تشکیل شده است (همچنین دولایهٔ پروتئین–لیپید؛ متشکل از لیپیدهای آب‌گریز و مولکول‌های فسفر آب‌دوست با مولکول‌های پروتئینی جای‌گرفته در آن) و سدی میان فضای درون سلول (سیتوپلاسم) و محیط خارج سلول ایجاد می‌کند. سلول‌های گیاهی و سلول‌های پروکاریوتی با دیوارهٔ سلولی احاطه شده‌اند. به‌دلیل دیوارهٔ سلولی سلولزی ضخیم و چندلایه، لیز سلول‌های گیاهی دشوارتر از سلول‌های جانوری است. بخش‌های داخلی سلول، مانند اندامک‌ها، هسته و میتوکندری، به‌وسیلهٔ اسکلت سلولی پایدار می‌شوند.
هدف از لیز سلول‌ها، استخراج و جداسازی اندامک‌ها، پروتئین‌ها، DNA، mRNA یا سایر زیست‌مولکول‌هاست.
روش‌های متداول لیز سلولی و معایب آن‌ها
روش‌های متعددی برای لیز سلول‌ها وجود دارد که می‌توان آن‌ها را به روش‌های مکانیکی و شیمیایی تقسیم کرد؛ این روش‌ها شامل استفاده از شوینده‌ها یا حلال‌ها، اعمال فشار بالا یا استفاده از آسیاب مهره‌ای یا فرنچ‌پرس هستند. مشکل‌سازترین عیب این روش‌ها، دشواری کنترل و تنظیم پارامترهای فرایند و در نتیجه اثر آن‌هاست.
جدول زیر معایب اصلی روش‌های رایج لیز را نشان می‌دهد:
جدول: روش‌های متداول لیز سلولی معایب عمده‌ای دارند
روش انجام لیز
لیز فرایندی حساس است. در طول لیز، نقش حفاظتی غشای سلولی از بین می‌رود؛ بااین‌حال، باید از غیرفعال‌شدن، دناتوراسیون و تجزیهٔ پروتئین‌های استخراج‌شده بر اثر محیط غیرفیزیولوژیک (انحراف از مقدار pH) جلوگیری شود. بنابراین، لیز معمولاً در محلول بافر انجام می‌شود. بیشتر دشواری‌ها ناشی از تخریب کنترل‌نشدهٔ سلول‌هاست که به آزادسازی غیرهدفمند تمام مواد درون‌سلولی و/یا دناتوراسیون محصول هدف منجر می‌شود.
پرسش‌های متداول دربارهٔ فراصوت‌دهی و لیز سلولی
- آیا می‌توان سلول‌ها را با فراصوت‌دهی لیز کرد؟ بله، فراصوت‌دهی با استفاده از امواج فراصوت پربسامد که کاویتاسیون ایجاد می‌کنند، سلول‌ها را به‌طور مؤثر لیز می‌کند. کاویتاسیون پدیده‌ای است که در آن حباب‌های ریز بخار در سوسپانسیون سلولی تشکیل می‌شوند و به‌شدت فرو می‌پاشند. نیروهای مکانیکی حاصل، غشاهای سلولی را تخریب می‌کنند و آزادسازی اجزای درون‌سلولی در مایع را تسهیل می‌کنند.
- چگونه از سونیکاتور برای لیز سلولی استفاده کنیم؟ استفاده از سونیکاتور برای لیز سلولی شامل فروبردن پروب سونیکاتور در سوسپانسیون سلولی و تنظیم پارامترهایی مانند دامنه و مدت پالس است. فرایند باید با دقت پایش شود تا تخریب سلولی بهینه و در عین حال دناتوراسیون پروتئین و غیرفعال‌شدن آنزیم به حداقل برسد.
- اصل فراصوت‌دهی برای لیز سلولی چیست؟ فراصوت‌دهی بر اساس اصل کاویتاسیون آکوستیکی عمل می‌کند. انرژی فراصوتی به محیط مایع منتقل می‌شود و نوسان‌های سریع فشار ایجاد می‌کند که به تشکیل و فروپاشی درونی ریزحباب‌ها منجر می‌شوند. این فروپاشی‌ها نیروهای برشی شدید و دماهای بالای موضعی ایجاد می‌کنند، ساختارهای سلولی را تخریب می‌کنند و همگنی لیزات را افزایش می‌دهند.
- فراصوت‌دهی برای لیز سلولی چقدر طول می‌کشد؟ مدت فراصوت‌دهی برای لیز سلولی می‌تواند بسته به عواملی مانند نوع سلول، تراکم سلولی، توان سونیکاتور و پروتکل مشخصِ مورد استفاده، تفاوت چشمگیری داشته باشد. روش‌های معمول ممکن است از چند ثانیه تا چند دقیقه طول بکشند و اغلب به‌صورت چرخه‌ای انجام می‌شوند تا تولید گرما مدیریت و تخریب یکنواخت سلول‌ها تضمین شود.
- هدف فراصوت‌دهی در استخراج پروتئین چیست؟ در استخراج پروتئین، فراصوت‌دهی برای پاره‌کردن کارآمد غشاهای سلولی و محلول‌سازی پروتئین‌ها به کار می‌رود. این روش به‌ویژه برای آزادسازی پروتئین‌ها از محفظه‌های درون‌سلولی مفید است و ازاین‌رو برای تهیهٔ لیزات‌هایی که قرار است پروتئین‌های آن‌ها خالص‌سازی یا آنالیز شوند، ضروری است.
- چرا از فراصوت‌دهی برای استخراج استفاده می‌شود؟ فراصوت‌دهی به‌دلیل عملکرد سریع و توانایی اعمال هدفمند انرژی، روشی مطلوب برای استخراج است. این روش ساختارهای سلولی را برای آزادسازی مولکول‌های زیست‌فعال تجزیه می‌کند، بدون آنکه از تیمارهای شیمیایی قوی استفاده شود؛ در نتیجه یکپارچگی عملکردی ترکیبات استخراج‌شده حفظ می‌شود.
- آیا فراصوت‌دهی برهم‌کنش‌های پروتئین–پروتئین را مختل می‌کند؟ اگرچه فراصوت‌دهی می‌تواند غشاهای سلولی را به‌طور مؤثر تخریب کند، ممکن است برهم‌کنش‌های پروتئین–پروتئین را نیز مختل کند. میزان این اختلال به شدت فراصوت‌دهی و مدت مواجهه بستگی دارد و ممکن است به دناتوراسیون یا تفکیک کمپلکس‌های پروتئینی منجر شود؛ امری که می‌تواند بر مطالعات تحلیلی یا عملکردی بعدی تأثیر بگذارد.
- آیا می‌توان از فراصوت‌دهی برای لیز E. coli استفاده کرد؟ سونیکاتورهای Hielscher به‌ویژه برای لیز سلول‌های باکتریایی مانند E. coli که دیواره‌های سلولی مستحکمی دارند، مؤثرند. این تکنیک روشی فیزیکی برای برش دیواره و غشای سلولی فراهم می‌کند و به همین دلیل، روشی ترجیحی برای تهیهٔ لیزات‌های باکتریایی در آزمایشگاه‌های زیست‌شناسی مولکولی و بیوشیمی است.
- پس از مرحلهٔ فراصوت‌دهی چه فرایندهایی انجام می‌شوند؟
مراحل پایین‌دستی پس از لیز فراصوتی معمولاً شامل جزءبندی لیزات، جداسازی هدفمند اندامک‌ها و استخراج یا خالص‌سازی بیشتر پروتئین است.
سپس لیزات پردازش‌شده جداسازی و برای کاربردهای تحلیلی یا عملکردی، مانند پروتئومیکس با تفکیک‌پذیری بالا، ترانسکریپتومیکس یا مطالعات اتصال به گیرنده، آماده می‌شود.
منابع علمی/مراجع
- Balasundaram, B.; Harrison, S.; Bracewell, D. G. (2009): Advances in product release strategies and impact on bioprocess design. Trends in Biotechnology 27/8, 2009. pp. 477-485.
- Vilkhu, K.; Manasseh, R.; Mawson, R.; Ashokkumar, M. (2011): Ultrasonic Recovery and Modification of Food ingredients. In: Feng/ Barbosa-Cánovas/ Weiss (2011): Ultrasound Technologies for Food and Bioprocessing. New York: Springer, 2011. pp. 345-368.
- 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.