היגישר טכנולוגיית אולטרה סאונד

Sonication ליזה: שיבוש התא & הוֹצָאָה

התפוררות תאים או תמוגה היא חלק שכיח של הכנת המדגם היומי במעבדות ביוטכנולוגיה. המטרה של תמוגה היא לשבש חלקים של קיר התא או התא המלא לשחרור מולקולות ביולוגיות. מה שנקרא lysate יכול להכיל למשל פלסמיד, מבחני קולטן, חלבונים, DNA, RNA וכו 'בעקבות השלבים של תמוגה הם שבירה, בידוד אורגני או / וחלץ מיצוי וטיהור. החומר המופק (= lysate) יש להפריד והוא כפוף לחקירות או יישומים נוספים, למשל עבור מחקר proteomic. Homogenizers Ultrasonic הם כלי נפוץ עבור תמוגה התא מוצלח. כמו עוצמת קוליים יכול להיות מפולס על ידי התאמת הפרמטרים תהליך, עוצמת sonication אופטימלי מ רך מאוד קשה מאוד ניתן להגדיר בנפרד עבור כל חומר בינוני כדי לענות על הדרישה היישום הספציפי.

מבנה התא

תאים מוגנים על ידי קרום הפלזמה חדיר למחצה אשר מורכב בתוך bilayer phospho-השומנים (גם bilayer חלבון-שומנים; נוצר על ידי שומנים הידרופובי מולקולות זרחן הידרופילי עם מולקולות חלבון מוטבע) ויוצר חיץ בין פנים התא (הציטופלסמה) ו הסביבה התאית. תאי צמח ותאי פרוקריוטים מוקפים חומת תא. בשל מספר שכבות דופן תא העבה של תאית, תאי צמח קשים יותר lyse מאשר תאים מן החי. פן התא, כגון אברונים, גרעין, מיטוכונדריון, הוא התייצב על ידי שלד התא.
על ידי lysing את התאים, זה מיועד לחילוץ והפרדת אברונים, חלבונים, DNA, ה- mRNA או במולקולות ביולוגיות אחרות.

Sonication משמש בדרך כלל להכנת המדגם של חומר התאים.

איור 1:. מיצוי אולטרסאונד מתאי: בסעיף הרוחבי המיקרוסקופי (TS) של גזע פסגה של מנטה (נענע piperita) מראה את מנגנון הפעולה במהלך חילוץ קולי מתאי (2000x הגדלה) [משאב: Vilkhu ואח. 2011]

שיטות

ישנן מספר שיטות כדי lysate תאים, אשר ניתן לחלק שיטות מכאניות וכימיות, הכוללות את השימוש בחומרי ניקוי או ממסים, הפעלת לחץ גבוה, או שימוש טחנת חרוז או של עיתונות צרפתית. החסרון הבעייתי ביותר של שיטות אלה הוא השליטה הקשה וכוונון פרמטרי תהליך ובכך ההשפעה.
החסרונות העיקריים של שיטות ימסו נפוצות:

טכניקות ימסו שונות

טבלה: בשיטות מקובלות לתמס תא יש חסרונות גדולים

נהפוך הוא, sonication הוא כלי יעיל ואמין מאוד עבור התפוררות התא המאפשר שליטה מלאה על הפרמטרים sonication. הדבר מבטיח סלקטיביות גבוהה על שחרור חומרים וטוהר מוצר. [ואח Balasundaram. 2009] הוא מתאים לכל סוגי התאים וישימים בקלות בקנה מידה קטנה וגדולה. Ultrasonicators קל לניקוי. Homogenizer קולי תמיד תכונות נקי-in-place (CIP) לעקר-in-place (SIP) פונקציה. Sonotrode מורכב קרן טיטניום מסיבית אשר יכול להימחק או סמוקה במים או בממסים (תלוי במדיום עובד). התחזוקה של ultrasonicators בשל החוסן שלהם כמעט neglectable.

תְמוּגָה

תמוגה הוא תהליך רגיש. במהלך תמס להגנה על קרום תא נהרסה, אולם האיון, denaturation והשפלה של החלבונים שחולצו על ידי סביבה לא פיזיולוגית (סטייה-ערך pH) יש למנוע. לכן, ב תמס כללית מתבצע פתרון חיץ. רוב הקשיים נובעים שיבוש תאים בלתי מבוקר וכתוצאה מכך שחרור לא ממוקד של כל חומר התאי או / ו denaturation של מוצר היעד.

ימס תא קולי יכול לשמש להכנת מדגם במעבדה לייצור של כמויות גדולות. לחץ להגדלה!

איור 1:. 200 וואט homogenizer קולי רב עוצמה Uf200 ः t עם שליטה דיגיטלית הקלטת נתונים אוטומטית עבור תמס תא אמין לשחזור.

תמוגה אולטרסאונד

בדרך כלל, תמוגה של דגימות במעבדה ייקח בין 15 שניות ו 2 דקות. כמו עוצמת sonication הוא קל מאוד להתאים על ידי משרעת הגדרת זמן sonication, כמו גם על ידי בחירה בציוד הנכון, אפשר לשבש את קרום התא בעדינות או בפתאומיות רבה, בהתאם למבנה התא על המטרה של תמוגה ( למשל מיצוי דנ"א דורש סוניקציה רך יותר, החלבון המלא של החילוץ של חיידקים דורש טיפול אולטרסאונד אינטנסיבי יותר). הטמפרטורה במהלך התהליך ניתן לפקח על ידי חיישן טמפרטורה משולבת וניתן לשלוט בקלות על ידי קירור (אמבט קרח או תאים זרימה עם מעילים קירור) או על ידי sonication במצב פעמו. במהלך sonication הדופק במצב, מחזורי קצר להתפוצץ sonication של 1-15 שניות משך לאפשר פיזור חום וקירור במהלך תקופות לסירוגין יותר.
כל תהליכי מונחה אולטרסאונד הם לשחזור לחלוטין וניתן להרחבה באופן ליניארי.

VialTweeter homogenizer Ultrasonic להכנת מדגם בו זמני של עד 10 מבחנות. (לחץ להגדלה!)

המכשיר הקולי VialTweeter מאפשר הכנת מדגם בו זמני של עד 10 בקבוקונים בתנאי תהליך זהים.

הומוגנייזרים אולטרסאונד

סוגים שונים של מכשירי אולטרה סאונד לאפשר התאמת מטרת הכנת המדגם כדי להבטיח נוחות ידידותית למשתמש, ואת המבצע. ultrasonicators Probe-סוג הם המכשירים הנפוצים ביותר במעבדה. הם מתאימים ביותר להכנת דגימות קטנות ובינוניות עם כרכים של 0.1mL עד 1000ml. בגדלי כוח שונים sonotrodes לאפשר להתאים את ultrasonicator נפח דגימה ואת הכלי עבור תוצאות sonicating היעילות ביותר ויעילות. מכשיר הבדיקה הקולי הוא הבחירה הטובה ביותר כאשר דגימות יחידות צריכות להיות מוכנות.

אם דוגמאות נוספות צריך להיות מוכן, למשל 8 בקבוקונים של פתרון התא, התקנים כגון VialTweeter או צופר קוליים הם homogenizer המתאים ביותר עבור תמוגה. כמה צלוחיות הם sonicated באותו זמן, באותו אינטנסיביות. זה חוסך לא רק זמן, אבל מבטיח גם את אותו הטיפול של כל הדגימות, מה שהופך את התוצאות בין דגימות אמין להשוות. יתר על כן, לחצות זיהום על ידי שקוע sonotrode קולי (הידוע גם בשם בדיקה קולי, קרן, קצה, או אצבע) הוא נמנע. מאז צלוחיות משמשים, זמן רב ניקוי למעלה מדגם הפסד עקב decanting של כלי מושמטים.
עבור אמצעי אחסון גבוה יותר, למשל: לייצור המסחרי של תמציות תא, מערכות אולטראסאונד רציפות עם כור תא זרימה הם מתאימים ביותר. זרימה רציפה ואפילו של החומר המעובד מבטיח sonication אפילו. כל הפרמטרים של תהליך ההתפוררות הקולי יכולים להיות מותאמים והותאמו לדרישות היישום ואת חומר התא הספציפי.

נוהל למופת עבור lysing הקולי של תאים חיידקיים:

  • הכנת תרחיף התאים: תא כדורי חייב להיות מושעה לחלוטין פתרון חיץ ידי הומוגניות (לבחור פתרון החיץ שלך תואם הניתוח הבא, שיטת כרומטוגרפיה ספציפית למשל). להוסיף lysozymes ו / או תוספים אחרים, במידת הצורך (הם חייבים להיות גם תואם עם אמצעי הפרדה / טיהור). מערבבים / homogenize בעדינות את הפתרון תחת sonication קלה עד השעיה מלאה מושגת.
  • תמס אולטרא סאונד: מניחים את המדגם באמבט קרח. עבור הפרעת תא, sonicate על ההשעייה ב- 60-90 התפרצויות שניות (באמצעות המצב הדופק של ultrasonicator שלך).
  • (. למשל: 10 דקות ב 10,000 x ז; ב 4degC): ההפרדה צנטריפוגה lysate. הפרד את supernatant מן גלולת התא בזהירות. Supernatant הוא lysate התא הכולל. לאחר הסינון של supernatant, אתה מקבל נוזל בהיר של החלבון בתא המסיס.

היישומים הנפוצים ביותר עבור ultrasonicators בביולוגיה וביוטכנולוגיה הם:

  • Cell תמצית הכנה
  • הפרעה של שמרים, חיידקים, תאי צמח, רך & חומר קשיח רקמת התא, גרעין
  • מיצוי חלבון
  • הכנה ובידוד של אנזימים
  • הפקה של אנטיגנים
  • מיצוי DNA ו / או פיצול ממוקד
  • הכנה ליפוזום
homogenizers אולטרסאונד בעצמה הגבוה כמו UIP1000hd משמש שיבוש תא חילוץ באצווה או מצב זרימה אך רצוף. (לחץ להגדלה!)

מערכות המעבדתיים אולטרסאונד כגון UIP1000hd (1kW) יכול לעבד כמויות גדולות יותר של חומר ביולוגי.

יישומי סעפת סניפים אולטרסאונד החוצה בענפי הביוטכנולוגיה, Bioengineering, מיקרוביולוגיה, ביולוגיה מולקולרית, ביוכימיה, אימונולוגיה, בקטריולוגיה, וירולוגיה, פרוטאומיקה, גנטיקה, פיזיולוגיה, ביולוגיה תאית, המטולוגיה, ובוטניקה.

לקבלת הערכה ואופטימיזציה של יישומי לקוחות, אולטרסוניקה Hielscher מציעה מאובזרת מעבדת תהליך Ultrasonic. אנא צור איתנו קשר לקבלת מידע נוסף!

ספרות / הפניות

  • Balasundaram, B .; הריסון, S .; ברייסוול, ד ז (2009): חידושים אסטרטגיות שחרור המוצר והשפעה על עיצוב Bioprocess. מגמות ביוטכנולוגיה 27/8, 2009. עמ. 477-485.
  • Vilkhu, K .; מנשה, R .; מוסון, R .; Ashokkumar, M. (2011): שחזור אולטרסאונד ושינוי של רכיבי מזון. ב: פנג / ברבוסה-Canovas / וייס (2011): טכנולוגיות אולטרסאונד עבור המזון Bioprocessing. ניו יורק: שפרינגר, 2011. עמ '345-368..

צור קשר / בקש מידע נוסף

דבר איתנו על דרישות העיבוד שלך. נמליץ פרמטרי ההתקנה ועיבוד המתאימים ביותר עבור הפרויקט שלכם.





הינכם מתבקשים לשים לב מדיניות פרטיות.