Solujen ultraääni hajoaminen
Ultrasonication on tehokas keino hajottaa solurakenteita. Siksi sonikaattoreita käytetään laajalti laboratorioissa avoimien solujen murtamiseksi, solunsisäisten molekyylien, proteiinien ja organellien uuttamiseksi tutkimusta ja analysointia varten. Teollisessa mittakaavassa ultraäänihajoamista ja lyysiä käytetään molekyylien eristämiseen solutehtaista tai biomassan pilkkomisen edistämiseen.
Mikä on ultraäänihajoaminen?
Ultraäänihajoaminen, joka tunnetaan myös nimellä ultraäänihomogenisointi, on prosessi, joka käyttää korkean intensiteetin, matalataajuisia ultraääniaaltoja soluseinien hajottamiseksi ja molekyylirakenteiden häiritsemiseksi nestemäisessä väliaineessa. Tätä tekniikkaa käytetään yleisesti erilaisissa tieteellisissä ja teollisissa sovelluksissa useisiin tarkoituksiin:
Solun häiriöt: Ultraäänihajoamista käytetään laajalti solubiologiassa ja molekyylibiologiassa solukalvojen häiritsemiseksi, vapauttamalla solujen sisältöä, kuten proteiineja, nukleiinihappoja ja organelleja. Tämä on hyödyllistä solunsisäisten komponenttien uuttamiseksi analysointia varten tai solujen lysoimiseksi mikrobiologian ja bioteknologian prosesseissa.
- Homogenisointi: Se auttaa komponenttien tasaisessa sekoittamisessa näytteessä, varsinkin kun käsitellään sekoittumattomia nesteitä tai kun yritetään saavuttaa tasainen materiaaliseos.
- Proteiinin uuttaminen: Biologiassa, proteomiikassa, biotieteessä, proteiinien analysointi on hyvin yleinen tehtävä. Ennen kuin proteiineja voidaan analysoida määrityksissä, ne on uutettava solun sisäpuolelta ja eristettävä. Sonikaattorit ovat yleisimmin käytetty menetelmä proteiinien uuttamiseen.
- DNA: n pirstoutuminen: DNA ja RNA ovat erillisiä nukleiinihappotyyppejä, jotka tallentavat ja koodaavat geneettistä tietoa soluissa. Kun DNA: ta ja RNA: ta analysoidaan, pitkät säikeet on joskus pirstoutettava, prosessi, joka voidaan tehdä luotettavasti ja tehokkaasti sonikaatiolla.
- Näytteen valmistelu: Tutkimuksessa ja analysoinnissa näytteen valmistelu on yleinen menettely ennen erilaisia analyysitekniikoita. Ultraäänihajoaminen voi auttaa liuottamaan tai hajottamaan näytteitä, mikä voi parantaa analyysien tarkkuutta ja toistettavuutta.

Koettimen tyyppinen sonikaattori UP200St solujen hajoamiseen, solujen hajoamiseen ja uuttamiseen
Ultraäänihajoamisen edut
Miksi käyttää koetintyyppistä sonikaattoria hajoamiseen, solujen häiriöihin ja solunsisäisten molekyylien ja proteiinien uuttamiseen? Sonikaattori tai ultraääni dismembrator tarjoaa lukuisia etuja, jotka tekevät sonikaatiosta ylivoimaisen tekniikan verrattuna muihin hajoamismenetelmiin, kuten korkeapainehomogenisointiin, pallojyrsintään tai mikrofluidisointiin.
- Ei-terminen: Ultraäänihajoaminen on ei-terminen menetelmä, mikä tarkoittaa, että se ei ole riippuvainen lämmöstä materiaalien hajottamiseksi. Tästä on hyötyä sovelluksissa, joissa korkeat lämpötilat voivat heikentää lämpöherkkiä näytteitä.
- Tarkka ja hallittu: Prosessia voidaan ohjata erittäin tarkasti, mikä mahdollistaa erityiset häiriöt, sekoittumisen tai hiukkaskoon pienentämisen.
- Nopea ja tehokas: Ultrasonication on yleensä nopea ja tehokas menetelmä, joten se soveltuu korkean suorituskyvyn sovelluksiin.
- Vähentynyt kemikaalien käyttö: Monissa tapauksissa ultraäänihajoaminen voi vähentää kovien kemikaalien tai orgaanisten liuottimien tarvetta, mikä voi olla ympäristöystävällistä ja vähentää kemiallisen saastumisen riskiä.
- Ei jyrsintäaineita, ei suuttimia: Vaihtoehtoisilla hajoamistekniikoilla, kuten kuula/helmijyrsinnällä tai korkeapainehomogenisaattoreilla, on haittoja. Kuula-/helmijyrsintä edellyttää jyrsintäaineiden (helmien tai helmien) käyttöä, jotka on erotettava ja puhdistettava vaivalloisesti. Korkeapainehomogenisaattoreissa on suuttimia, jotka ovat alttiita tukkeutumiselle. Sitä vastoin ultraäänihomogenisaattorit ovat helppokäyttöisiä, erittäin luotettavia ja kestäviä, vaativat hyvin vähän huoltoa.
- Monipuolisuus: Sitä voidaan soveltaa monenlaisiin materiaaleihin, mukaan lukien bakteerit, kasvisolut, nisäkäskudos, levät, sienet jne., Mikä tekee siitä monipuolisen tekniikan eri aloilla.
Skaalautuvuus: Ultraäänitekniikkaa voidaan skaalata teollisiin prosesseihin, joten se soveltuu sekä laboratorio- että suuriin tuotantosovelluksiin.
Ultraäänihajoamisen ja solujen häiriöiden toimintaperiaate
Ultrasonication tuottaa vuorottelevia korkeapaineisia ja matalapaineisia aaltoja altistuneessa nesteessä. Matalapainesyklin aikana ultraääniaallot luovat nesteeseen pieniä tyhjiökuplia, jotka romahtavat voimakkaasti korkeapainejakson aikana. Tätä ilmiötä kutsutaan kavitaatioksi. Kavitaatiokuplan luhistuminen aiheuttaa voimakkaita hydrodynaamisia leikkausvoimia, jotka aiheuttavat ensin sonopuraation ja sen jälkeen solurakenteiden tehokkaan hajoamisen. Solunsisäiset molekyylit ja organellit vapautuvat kokonaan liuottimeen.
Solurakenteiden ultraäänihajoaminen
Leikkausvoimat voivat hajottaa kuitumaisen, selluloosamaisen materiaalin hienoiksi hiukkasiksi ja rikkoa solurakenteen seinämät. Tämä vapauttaa enemmän solunsisäistä materiaalia, kuten tärkkelystä tai sokeria nesteeseen. Tämän lisäksi soluseinämateriaali hajoaa pieniksi roskiksi.
Tätä vaikutusta voidaan käyttää orgaanisen aineen käymiseen, ruoansulatukseen ja muihin muuntamisprosesseihin. Jauhamisen ja jauhamisen jälkeen ultrasonication tekee enemmän solunsisäisestä materiaalista, kuten tärkkelyksestä, sekä soluseinän roskista, jotka ovat tärkkelystä sokereiksi muuntavien entsyymien käytettävissä. Se lisää myös entsyymeille altistuvaa pinta-alaa nesteytyksen tai sokeroinnin aikana. Tämä lisää tyypillisesti hiivakäymisen ja muiden muuntoprosessien nopeutta ja saantoa, esimerkiksi etanolin tuotannon lisäämiseksi biomassasta.
Käytä ultraäänihajoamista – Luotettavasti ja tehokkaasti missä tahansa mittakaavassa
Hielscher-sonikaattoreita on saatavana erilaisilla teholuokituksilla ja käsittelykapasiteeteilla. Haluatko sonikoida pieniä biologisia näytteitä muutamasta mikrolitrasta muutamaan litraan tai sinun on käsiteltävä suuria solu- tai biomassavirtoja tuotantoa varten, Hielscher Ultrasonics tarjoaa sinulle sopivimman ultraäänidismembrator biologiseen sovellukseesi.
- laboratorioasteikko 1 ml: sta noin 5 litraan, esim. UP400St 22 mm: n sonotrodilla
- penkkivaaka n. 0,1 - 20L/min esim. UIP1000hdT 34 mm: n sonotrodilla ja virtauskennolla
- tuotantomittakaava alkaen 20L/min, esim. UIP4000hdT tai UIP16000hdT
Alla oleva taulukko antaa sinulle viitteitä laboratoriokokoisten ultraäänilaitteiden likimääräisestä käsittelykapasiteetista:
Suositellut laitteet | Erän tilavuus | Virtausnopeus |
---|---|---|
UIP400MTP 96-kuoppainen levysonikaattori | monikuoppa- / mikrotiitterilevyt | n.a. |
Ultraääni CupHorn | CupHorn injektiopulloille tai dekantterilasille | n.a. |
GDmini2 | ultraääni mikrovirtausreaktori | n.a. |
VialTweeter | 0.5 - 1.5 ml | n.a. |
UP100H | 1 - 500 ml | 10 - 200 ml / min |
UP200Ht, UP200St | 10 - 1000ml | 20–200 ml/min |
UP400St | 10 - 2000ml | 20–400 ml/min |
Ultraääniseulan ravistin | n.a. | n.a. |
Käytä alla olevaa lomaketta, jos haluat saada lisätietoja ultraäänilaitteiden käytöstä solujen hajottamiseksi. Autamme sinua mielellämme.
Ota yhteyttä! / Kysy meiltä!
Alla oleva taulukko antaa sinulle viitteitä teollisten ultraäänilaitteiden likimääräisestä käsittelykapasiteetista:
Erän tilavuus | Virtausnopeus | Suositellut laitteet |
---|---|---|
200ml - 5L | 0.05 - 1 l/min | UIP500hdT |
1 - 10L | 0.1 - 2L/min | UIP1000hdT |
5 - 20L | 0.2–4 l/min | UIP2000hdT |
10-100L | 2 - 10L / min | UIP4000hdT |
15-150L | 3 - 15L / min | UIP6000hdT | n.a. | 10-100L / min | UIP16000 |
n.a. | suurempi | klusteri UIP16000 |

UP400ST ultraäänihomogenisaattori solujen liuottamiseen, lyysiin ja proteiinien uuttamiseen
Kirjallisuus / Viitteet
- 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.

Ultraääni CupHorn suljettujen putkien ja injektiopullojen voimakkaaseen sonikointiin näytteiden steriiliä homogenointia varten.

Hielscher Ultrasonics valmistaa korkean suorituskyvyn ultraäänihomogenisaattoreita laboratorio jotta Teollisuuden koko.