कोशिकाओं का अल्ट्रासोनिक विघटन

अल्ट्रासोनिकेशन सेल संरचनाओं को विघटित करने का एक प्रभावी साधन है। इसलिए, सोनिकेटर का व्यापक रूप से प्रयोगशालाओं में खुली कोशिकाओं को तोड़ने, अनुसंधान और विश्लेषण के लिए इंट्रासेल्युलर अणुओं, प्रोटीन और जीवों को निकालने के लिए उपयोग किया जाता है। औद्योगिक पैमाने पर, अल्ट्रासोनिक विघटन और लसीका का उपयोग सेल कारखानों से अणुओं को अलग करने या बायोमास के पाचन को बढ़ावा देने के लिए किया जाता है।

अल्ट्रासोनिक विघटन क्या है?

अल्ट्रासोनिक विघटन, जिसे अल्ट्रासोनिक समरूपता के रूप में भी जाना जाता है, एक ऐसी प्रक्रिया है जो सेल की दीवारों को तोड़ने और तरल माध्यम में आणविक संरचनाओं को बाधित करने के लिए उच्च तीव्रता, कम आवृत्ति वाली अल्ट्रासाउंड तरंगों का उपयोग करती है। इस तकनीक का उपयोग आमतौर पर कई उद्देश्यों के लिए विभिन्न वैज्ञानिक और औद्योगिक अनुप्रयोगों में किया जाता है:

सेल व्यवधान: अल्ट्रासोनिक विघटन का व्यापक रूप से कोशिका जीव विज्ञान और आणविक जीव विज्ञान में कोशिका झिल्ली को बाधित करने के लिए उपयोग किया जाता है, प्रोटीन, न्यूक्लिक एसिड और ऑर्गेनेल जैसे सेलुलर सामग्री को जारी करता है। यह विश्लेषण के लिए इंट्रासेल्युलर घटकों को निकालने या माइक्रोबायोलॉजी और जैव प्रौद्योगिकी प्रक्रियाओं में कोशिकाओं को लाइसिंग करने के लिए उपयोगी है।

• समरूपीकरण: यह एक नमूने में घटकों के समान मिश्रण में मदद करता है, खासकर जब अमिश्रणीय तरल पदार्थ से निपटते हैं या सामग्री के सुसंगत मिश्रण को प्राप्त करने की कोशिश करते हैं।
• प्रोटीन निष्कर्षण: जीव विज्ञान, प्रोटिओमिक्स जीवन विज्ञान में, प्रोटीन का विश्लेषण एक बहुत ही सामान्य कार्य है। इससे पहले कि परख में प्रोटीन का विश्लेषण किया जा सके, उन्हें सेल इंटीरियर से निकाला जाना चाहिए और अलग किया जाना चाहिए। सोनिकेटर प्रोटीन निष्कर्षण के लिए सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल की जाने वाली विधि है।
• डीएनए विखंडन: डीएनए और आरएनए अलग-अलग प्रकार के न्यूक्लिक एसिड होते हैं जो कोशिकाओं में आनुवंशिक जानकारी को संग्रहीत और एन्कोड करते हैं। जब डीएनए और आरएनए का विश्लेषण किया जाता है, तो लंबे किस्में को कभी-कभी खंडित किया जाना चाहिए, एक प्रक्रिया जिसे सोनिकेशन द्वारा मज़बूती से और कुशलता से किया जा सकता है।
• नमूना तैयार करना: अनुसंधान और विश्लेषण में, विभिन्न विश्लेषणात्मक तकनीकों से पहले नमूना तैयार करना एक सामान्य प्रक्रिया है। अल्ट्रासोनिक विघटन नमूनों को भंग करने या फैलाने में मदद कर सकता है, जो विश्लेषण की सटीकता और प्रजनन क्षमता में सुधार कर सकता है।

अल्ट्रासोनिक विघटन के लाभ

विघटन, सेल व्यवधान और इंट्रासेल्युलर अणुओं और प्रोटीन के निष्कर्षण के लिए जांच-प्रकार के सोनिकेटर का उपयोग क्यों किया जा रहा है? एक सोनिकेटर या अल्ट्रासोनिक डिमेब्रेटर कई फायदे प्रदान करता है जो उच्च दबाव समरूपीकरण, बॉल मिलिंग या माइक्रोफ्लुइडाइजेशन जैसे अन्य विघटन विधियों की तुलना में सोनिकेशन को बेहतर तकनीक बनाता है।

• गैर-थर्मल: अल्ट्रासोनिक विघटन एक गैर-थर्मल विधि है, जिसका अर्थ है कि यह सामग्री को तोड़ने के लिए गर्मी पर भरोसा नहीं करता है। यह उन अनुप्रयोगों के लिए फायदेमंद है जहां उच्च तापमान गर्मी-संवेदनशील नमूनों को नीचा दिखा सकता है।
• सटीक और नियंत्रित: प्रक्रिया को उच्च परिशुद्धता के साथ नियंत्रित किया जा सकता है, जिससे विशिष्ट व्यवधान, मिश्रण या कण आकार में कमी की अनुमति मिलती है।
• तीव्र और कुशल: अल्ट्रासोनिकेशन आम तौर पर एक तेज और कुशल तरीका है, जो इसे उच्च-थ्रूपुट अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाता है।
• रासायनिक उपयोग में कमी: कई मामलों में, अल्ट्रासोनिक विघटन कठोर रसायनों या कार्बनिक सॉल्वैंट्स की आवश्यकता को कम कर सकता है, जो पर्यावरण के अनुकूल हो सकता है और रासायनिक संदूषण के जोखिम को कम कर सकता है।
• कोई मिलिंग मीडिया नहीं, कोई नोजल नहीं: वैकल्पिक विघटन तकनीक, जैसे बॉल/बीड मिलिंग या उच्च दबाव वाले होमोजेनाइज़र, नुकसान के साथ आते हैं। बॉल/बीड मिलिंग के लिए मिलिंग मीडिया (मोती या मोती) के उपयोग की आवश्यकता होती है, जिसे श्रमसाध्य रूप से अलग और साफ किया जाना चाहिए। उच्च दबाव वाले होमोजेनाइज़र में नोजल होते हैं जो क्लॉगिंग के लिए प्रवण होते हैं। इसके विपरीत, अल्ट्रासोनिक होमोजेनाइज़र का उपयोग करना आसान है, अत्यधिक विश्वसनीय और मजबूत है, जिसके लिए बहुत कम रखरखाव की आवश्यकता होती है।
• बहुमुखी प्रतिभा: इसे बैक्टीरिया, पौधों की कोशिकाओं, स्तनधारी ऊतकों, शैवाल, कवक आदि सहित सामग्रियों की एक विस्तृत श्रृंखला पर लागू किया जा सकता है, जिससे यह विभिन्न क्षेत्रों में एक बहुमुखी तकनीक बन जाती है।
  अनुमापकता: अल्ट्रासोनिक तकनीक को औद्योगिक प्रक्रियाओं के लिए बढ़ाया जा सकता है, जिससे यह प्रयोगशाला और बड़े पैमाने पर उत्पादन अनुप्रयोगों दोनों के लिए उपयुक्त हो जाता है।

अल्ट्रासोनिक विघटन और सेल व्यवधान का कार्य सिद्धांत

अल्ट्रासोनिकेशन उजागर तरल में बारी-बारी से उच्च दबाव और कम दबाव तरंगें उत्पन्न करता है। कम दबाव चक्र के दौरान, अल्ट्रासोनिक तरंगें तरल में छोटे वैक्यूम बुलबुले बनाती हैं जो उच्च दबाव चक्र के दौरान हिंसक रूप से ढह जाती हैं। इस घटना को गुहिकायन कहा जाता है। कैविटेशन बुलबुले का विस्फोट मजबूत हाइड्रोडायनामिक कतरनी-बलों का कारण बनता है जो पहले सोनोपोरेशन और बाद में सेल संरचनाओं के कुशल व्यवधान का कारण बनता है। इंट्रासेल्युलर अणु और ऑर्गेनेल पूरी तरह से विलायक में जारी किए जाते हैं।

सेल संरचनाओं के अल्ट्रासोनिक विघटन

कतरनी बल रेशेदार, सेल्यूलोसिक सामग्री को ठीक कणों में विघटित कर सकते हैं और कोशिका संरचना की दीवारों को तोड़ सकते हैं। यह तरल में स्टार्च या चीनी जैसे इंट्रा-सेलुलर सामग्री का अधिक रिलीज करता है। इसके अलावा, सेल दीवार सामग्री को छोटे मलबे में तोड़ा जा रहा है।

इस प्रभाव का उपयोग किण्वन, पाचन और कार्बनिक पदार्थों की अन्य रूपांतरण प्रक्रियाओं के लिए किया जा सकता है। मिलिंग और पीसने के बाद, अल्ट्रासोनिकेशन इंट्रा-सेलुलर सामग्री जैसे स्टार्च के साथ-साथ सेल दीवार मलबे को एंजाइमों के लिए उपलब्ध कराता है जो स्टार्च को शर्करा में परिवर्तित करते हैं। यह द्रवीकरण या सैक्रीफिकेशन के दौरान एंजाइमों के संपर्क में आने वाले सतह क्षेत्र को भी बढ़ाता है। यह आम तौर पर खमीर किण्वन और अन्य रूपांतरण प्रक्रियाओं की गति और उपज में वृद्धि करता है, उदाहरण के लिए बायोमास से इथेनॉल उत्पादन को बढ़ावा देने के लिए।

अल्ट्रासोनिक विघटन का प्रयोग करें – किसी भी पैमाने पर मज़बूती से और कुशलता से

Hielscher sonicators विभिन्न शक्ति रेटिंग और प्रसंस्करण क्षमताओं के साथ उपलब्ध हैं। चाहे आप कुछ माइक्रोलीटर से कुछ लीटर तक छोटे जैविक नमूनों को सोनिकेट करना चाहते हैं या उत्पादन के लिए बड़े सेल या बायोमास धाराओं को संसाधित करने की आवश्यकता है, Hielscher Ultrasonics आपको अपने जैविक अनुप्रयोग के लिए सबसे उपयुक्त अल्ट्रासोनिक डिमेब्रेटर प्रदान करेगा।

• 1 एमएल से लगभग 5 एल के लिए प्रयोगशाला स्केल उदा। UP400St 22 मिमी सोनोट्रोड के साथ
• बेंच टॉप स्केल लगभग 0.1 से 20 एल/मिनट उदा। UIP1000hdT 34mm sonotrode और flowcell के साथ
• उत्पादन पैमाने 20 एल / मिनट से शुरू होता है उदा। यूआईपी4000एचडीटी नहीं तो यूआईपी16000एचडीटी

नीचे दी गई तालिका आपको हमारे प्रयोगशाला आकार के अल्ट्रासोनिकेटर की अनुमानित प्रसंस्करण क्षमता का संकेत देती है:

कृपया नीचे दिए गए फॉर्म का उपयोग करें, यदि आप कोशिकाओं के विघटन के उद्देश्य से अल्ट्रासोनिक उपकरणों के उपयोग के बारे में अधिक जानकारी प्राप्त करना चाहते हैं। हमें आपकी सहायता करने में खुशी होगी।

नीचे दी गई तालिका आपको हमारे औद्योगिक अल्ट्रासोनिकेटर की अनुमानित प्रसंस्करण क्षमता का संकेत देती है:

साहित्य/सन्दर्भ