Ultrazvukom za lizu: Poremećaj i ekstrakcija stanica

Dezintegracija stanica ili liza čest je dio svakodnevne pripreme uzoraka u biotehnološkim laboratorijima. Cilj lize je poremetiti dijelove stanične stijenke ili kompletne stanice kako bi se oslobodile biološke molekule. Ultrazvučni homogenizatori su naširoko koristi za uspješnu staničnu lizu. Glavna prednost sofisticiranih ultrasonicators je precizna kontrola nad procesnim parametrima kao što su intenzitet i temperatura, što omogućuje nježan, ali vrlo učinkovit poremećaj stanica i ekstrakciju.

Liza stanica pomoću ultrazvuka

Sondni ultrasonicatori kao što je UP200St pouzdani su homogenizatori tkiva i široko se koriste za pripremu uzorka u genetici, npr. za Sonication-Assisted Agrobacterium-Mediated Transformation (SAAT).Ultrazvučna stanična liza i ekstrakcija je metoda koja se koristi za razbijanje otvorenih stanica i izdvajanje sadržaja pomoću visokofrekventnih zvučnih valova, tj. Sonikacija je tehnika lize, koja se široko koristi kao uspostavljene i pouzdane metode poremećaja stanica i ekstrakcije unutarstaničnog materijala. Ultrazvučna liza je pouzdana tehnika za pripremu lizata koji sadrži npr plazmid, testove receptora, proteine, DNA, RNA itd. Kako se ultrazvučni intenzitet može izravnati podešavanjem parametara procesa, optimalni intenzitet ultrazvukom od vrlo mekog do intenzivnog može se postaviti pojedinačno za svaku tvar i medij kako bi zadovoljio specifične zahtjeve primjene. Sljedeći koraci lize su frakcioniranje, izolacija organela ili/i ekstrakcija i pročišćavanje proteina. Ekstrahirani materijal (= lizat) mora se odvojiti i podložiti daljnjim istraživanjima ili primjenama, npr. za proteomska istraživanja.

Ultrazvučni laboratorij demontaža UP100H i UP400St za pripremu uzorka (homogenizacija, liza, ekstrakcija).

Ultrazvučni homogenizatori UP100H (100 vata) i UP400St (400 W) za pripremu uzorka kao što su liza i ekstrakcija.

Zahtjev za informacijama




Primijetite naše pravila o privatnosti,


U usporedbi s drugim staničnim lizama i metodama ekstrakcije, ultrazvučna stanična liza ima nekoliko prednosti:

  1. Brzina: Ultrazvučna stanična liza i ekstrakcija je brza metoda koja može razbiti otvorene stanice u nekoliko sekundi. To je mnogo brže od drugih metoda kao što su homogenizacija, zamrzavanje-odmrzavanje ili glodanje kuglica.
  2. učinkovitost: Ultrazvučna stanična liza i ekstrakcija mogu se koristiti za liječenje malih, velikih ili višestrukih uzoraka odjednom, što ga čini učinkovitijim od ostalih metoda koje zahtijevaju individualnu obradu malih uzoraka.
  3. Bez kemikalija: Ultrazvučna stanična liza i ekstrakcija je neinvazivna metoda koja ne zahtijeva uporabu oštrih kemikalija ili enzima. To ga čini idealnim za primjene u kojima je potrebno održavati integritet sadržaja stanice. Može se izbjeći neželjena kontaminacija uzoraka.
  4. Visok prinos: Ultrazvučna stanična liza i ekstrakcija mogu izvući visok prinos staničnog sadržaja, uključujući DNK, RNA i proteine. To je zato što visokofrekventni zvučni valovi razbijaju stanične stijenke i oslobađaju sadržaj u okolnu otopinu.
  5. Kontrola temperature: Sofisticirani ultrasonciatori omogućuju preciznu kontrolu temperature uzorka. Hielscher digitalni sonicators opremljeni su pluggable senzorom temperature i softverom za nadzor temperature.
  6. Izvodljiv: Protokoli za ultrazvučnu staničnu lizu mogu se lako reproducirati, pa čak i uskladiti s različitim većim ili manjim količinama uzoraka jednostavnim linearnim skaliranjem.
  7. Svestran: Ultrazvučna stanična liza i ekstrakcija mogu se koristiti za izdvajanje širokog raspona tipova stanica, uključujući bakterije, kvasac, gljivice, biljne i sisavske stanice. Također se može koristiti za ekstrakciju različitih vrsta molekula, uključujući proteine, DNK, RNA i lipide.
  8. Istodobna priprema brojnih uzoraka: Hielscher Ultrasonics nudi nekoliko rješenja za ugodnu obradu brojnih uzoraka u potpuno istim uvjetima procesa. To čini korak pripreme uzorka lize i ekstrakcije vrlo učinkovitim i štedi vrijeme.
  9. Jednostavan za korištenje: Ultrazvučna stanična liza i oprema za ekstrakciju je jednostavna za korištenje i zahtijeva minimalnu obuku. Oprema je također ekonomična jer se radi o jedinstvenoj investiciji bez zahtjeva za ponovnu kupnju zbrinjavanja. To ga čini atraktivnim za širok raspon istraživača i laboratorija.

Sve u svemu, ultrazvučna stanična liza i ekstrakcija je brza, učinkovita, precizno upravljiva i svestrana metoda za vađenje staničnog sadržaja. Njegove prednosti u odnosu na alternativne metode čine ga atraktivnim izborom za širok raspon istraživačkih i industrijskih primjena.

Princip rada ultrazvučne stanične lize

Ultrazvučna stanična liza i ekstrakcija koriste visokofrekventne zvučne valove kako bi poremetili stanice i izvukli njihov sadržaj. Zvučni valovi stvaraju promjene tlaka u okolnoj tekućini, uzrokujući stvaranje i kolaps malih mjehurića u procesu poznatom kao kavitacija. Ovi mjehurići stvaraju lokalizirane vrlo intenzivne mehaničke sile koje mogu razbiti otvorene stanice i osloboditi njihov sadržaj u okolnu otopinu.

Liza stanica pomoću ultrasonicatora obično uključuje sljedeće korake:

  • Uzorak se stavlja u cijev ili posudu s tekućim puferom.
  • Ultrazvučna sonda je umetnuta u uzorak, a primjenjuju se visokofrekventni zvučni valovi s približno 20-30 kHz.
  • Ultrazvučni valovi uzrokuju oscilaciju i kavitaciju u okolnoj tekućini, stvarajući lokalizirane sile koje razbijaju otvorene stanice i oslobađaju njihov sadržaj.
  • Uzorak se centrifugira ili filtrira kako bi se uklonili svi stanični ostaci, a izvađeni sadržaj prikuplja se za analizu nizvodno.
Ultrazvučna ekstrakcija djeluje tako da ometa stanične strukture i promiče prijenos mase

Snažni ultrazvučni valovi ometaju staničnu matricu bioloških struktura i oslobađaju bioaktivne spojeve. Intenzivira se masovni prijenos između biljnog materijala i otapala (npr. Pufer). (grafika: ©Vilkhu i dr., 2006)

Ovaj video isječak prikazuje Hielscher ultrazvučni homogenizator UP100H, ultrasonicator naširoko koristi za pripremu uzoraka u laboratorijima.

Ultrazvučni homogenizator UP100H

Minijatura videozapisa

Nedostaci uobičajenih metoda lize

Tijekom rada u laboratorijima možda ste već iskusili gnjavažu stanične lize pomoću tradicionalnih mehaničkih ili kemijskih protokola lize.

  • Mehanička liza: Metode mehaničke lize, kao što su brušenje žbukom i tučkom ili homogenizacija pomoću francuske preše, mlina za perle ili rotora-statorskog sustava često nemaju mogućnosti kontrole i podešavanja. To znači da uporaba mljevenja i mljevenja može brzo stvoriti sile topline i smicanja koje mogu oštetiti proteine uzorka i denature. Oni također mogu biti dugotrajni i zahtijevaju velike količine početnog materijala.
  • Kemijska liza: Metode kemijske lize, kao što je liza na bazi deterdženta, mogu oštetiti uzorak ometanjem lipidnog dvosloja i denaturirajućih proteina. Također mogu zahtijevati više koraka i mogu ostaviti zaostale kontaminante koji ometaju primjene nizvodno. Pronalaženje optimalne doze deterdženta dodatni je izazov.
  • Ciklusi zamrzavanja i odmrzavanja: Ciklusi zamrzavanja i odmrzavanja mogu uzrokovati pucanje staničnih membrana, ali ponovljeni ciklusi također mogu uzrokovati denaturaciju i razgradnju proteina. Ova metoda također može zahtijevati više ciklusa, što može biti dugotrajno i često rezultira nižim prinosima.
  • Enzimska liza: Enzimske metode lize mogu biti specifične za određene tipove stanica i zahtijevaju više koraka, što ih čini dugotrajnim. Oni također stvaraju otpad i zahtijevaju pažljivu optimizaciju kako bi se izbjegla razgradnja uzorka. Enzimski kompleti liza često su skupi. Ako vaš trenutni enzimski postupak lize daje nedovoljne rezultate, ultrazvukom kao sinergistička metoda može se primijeniti za intenziviranje poremećaja stanica.

Za razliku od konvencionalnih mehaničkih i kemijskih metoda lize stanica, ultrazvukom je vrlo učinkovit i pouzdan alat za raspad stanica koji omogućuje potpunu kontrolu nad parametrima ultrazvukom. To osigurava visoku selektivnost oslobađanja materijala i čistoće proizvoda. Balasundaram i dr., 2009.]
Pogodan je za sve tipove stanica i lako se primjenjuje u malim i velikim razmjerima – uvijek u kontroliranim uvjetima. Ultrasonicators se lako čiste. Ultrazvučni homogenizator uvijek ima čistu funkciju na mjestu (CIP) i sterilizaciju na mjestu (SIP). Sonotrode se sastoji od masivnog titanskog roga koji se može obrisati ili isprati vodom ili otapalom (ovisno o radnom mediju). Održavanje ultrasonicators je zbog njihove robusnosti gotovo zanemariva.

 

Ovaj vodič objašnjava koja je vrsta sonikatora najbolja za vaše zadatke pripreme uzorka kao što su liza, poremećaj stanica, izolacija proteina, fragmentacija DNA i RNA u laboratorijima, analiza i istraživanje. Odaberite idealnu vrstu sonikatora za svoju primjenu, volumen uzorka, broj uzorka i propusnost. Hielscher Ultrasonics ima idealan ultrazvučni homogenizator za vas!

Kako pronaći savršen sonikator za poremećaj stanica i ekstrakciju proteina u znanosti i analizi

Minijatura videozapisa

 

Ultrazvučna liza i poremećaj stanica

Općenito, liza uzoraka u laboratoriju će trajati između 15 sekundi i 2 minute. Budući da je intenzitet ultrazvukom vrlo lako prilagoditi amplitudnim postavljanjem vremena soniciranja, kao i odabirom odgovarajuće opreme, vrlo je lako ili vrlo naglo poremetiti stanične membrane, ovisno o strukturi stanica i svrsi lize ( npr. ekstrakcija DNA traži nježniju ultrazvučnost, cjelovita proteinska ekstrakcija bakterija zahtijeva intenzivniji tretman ultrazvukom). Temperatura tijekom procesa može se pratiti integriranim temperaturnim senzorom i lako se može upravljati hlađenjem (ledena kupka ili stanice toka s hlađenjem) ili soniciranjem pulsiranim načinom rada. Tijekom ultrazvučne soniciranja, kratki ciklusi soniciranja od 1-15 sekundi omogućuju disipaciju topline i hlađenje tijekom duljih prekida.
Svi procesi ultrazvuk pogon potpuno izvodljiv i linearno prilagodljiv.

Zahtjev za informacijama




Primijetite naše pravila o privatnosti,


VialTweeter je MultiSample Ultraonicator koji omogućuje pouzdanu homogenizaciju uzorka u sterilnim uvjetima.

The VialTweeter je ultrazvučni homogenizator za istodobnu, ujednačenu i brzu sterilnu pripremu brojnih uzoraka.

Ultrazvučni homogenizatori za staničnu lizu i ekstrakciju

Različite vrste ultrazvučnih uređaja omogućuju podudaranje cilja pripreme uzorka i osiguravanje jednostavnosti i udobnosti rada. Sonde tipa ultrasonicators su najčešći uređaji u laboratoriju. Oni su najprikladniji za pripremu malih i srednjih uzoraka s volumenom od 0,1mL do 1000mL. Različite veličine snage i sonotrode omogućuju prilagodbu ultrasonicator volumena uzorka i posude za najučinkovitije i najučinkovitije sondiranje rezultate. Ultrazvučni uređaj sonde je najbolji izbor kada se moraju pripremiti pojedinačni uzorci.

Ako se mora pripremiti više uzoraka, npr. 8-10 bočica stanične otopine, intenzivna neizravna ultrazvukom s ultrazvučnim sustavima kao što su VialTweeter ili ultrazvučni cuphorn najprikladnija su metoda homogenizacije za učinkovitu lizu. Nekoliko bočica je sonificirano u isto vrijeme, istim intenzitetom. To štedi ne samo vrijeme, već osigurava i istu obradu svih uzoraka, što rezultate među uzorcima čini pouzdanim i usporedivim. Nadalje, tijekom neizravne ultrazvukom unakrsna kontaminacija uranjanjem ultrazvučne sonotrode (također poznat kao ultrazvučna sonda, rog, vrh, ili prst) se izbjegava. Budući da se pojedinačno koriste bočice veličine uzorka, izostavljaju se dugotrajno čišćenje i gubitak uzorka zbog dekantacije posuda. Za ravnomjernu ultrazvukom viševalnih ili mikrotiter ploča, Hielscher nudi UIP400MTP.
Za većih količina, na primjer za komercijalnu proizvodnju staničnih ekstrakata, kontinuirana ultrazvučni sustavi s staničnom toka reaktor su najprikladnije. Kontinuirani tok, pa čak i od obrađenog materijala osigurava ravnomjernu sonikaciju. Svi parametri ultrazvučnog procesa dezintegracije može biti optimiziran i prilagođen zahtjevima primjene i specifične stanične materijala.
 
 
Primjer Postupak ultrazvučnu ližu bakterijskoj:

  • Priprema suspenzije stanica: Stanične pelete se mora u potpunosti suspendira u otopini pufera pomoću homogenizacije (odabir pufersku otopinu kompatibilan sa sljedećom analizom, na primjer specifične metode kromatografije). Dodaj lisozime i / ili druge aditive, ako je potrebno (oni moraju biti također kompatibilan sa sredstvima za odvajanje / pročišćavanje). Pomiješati / homogenizira otopine lagano uz blago sonikacijom dok se ne postigne potpuna suspenzija.
  • Ultrazvučno liza: Staviti uzorak u ledenoj kupki. Za prekid stanica, sonificira suspenzije na 60-90 sekundi rafala (pomoću svojeg ultrasonicator u modu puls).
  • (, Na primjer 10 minuta pri 10.000 x g; na 4degC) odvajanje Centrifuga lizat. Odvojiti supernatanta iz stanične pelete pažljivo. Supernatant je ukupni lizat stanica. Nakon filtracije supernatanta, te se dobije bistra tekućina proteina topljivog stanica.

 

Video prikazuje ultrazvučni sustav pripreme uzoraka UIP400MTP, koji omogućuje pouzdanu pripremu uzorka bilo koje standardne ploče s više bušotina pomoću ultrazvuka visokog intenziteta. Tipične primjene UIP400MTP uključuju lizu stanica, DNA, RNA, i kromatina striženje, kao i ekstrakciju proteina.

Ultrasonicator UIP400MTP za ultrazvukom ploča s više bušotina

Minijatura videozapisa

 
Najčešće primjene za ultrasonicators biologije i biotehnologije su:

  • Priprema ekstrakta stanica
  • Poremećaj kvasca, bakterija, biljnih stanica, mekog ili tvrdog tkiva stanica, nukleinskog materijala
  • ekstrakcija proteina
  • Priprema i izolacija enzima
  • Proizvodnja antigena
  • ekstrakcija DNA i / ili ciljanih fragmentacija
  • liposomski pripravak
Poremećaj stanica, liza i ekstrakcija ultrazvukom učinkovita je metoda pripreme uzorka u laboratorijima.

Poremećaj stanica s ultrasonicatorom tipa sonde učinkovita je metoda pripreme uzorka.

Tablica u nastavku daje vam pregled naših ultrasonicators za poremećaj stanica i ekstrakciju. Kliknite na vrstu uređaja da biste dobili više informacija o svakom ultrazvučnom homogenizatoru. Naše dobro obučeno i dugogodišnje iskustvo tehničko osoblje rado će vam pomoći u odabiru najprikladnijeg ultrasonicatora za vaše uzorke!
 

Batch Volumen Protok Preporučeni uređaji
do 10 bočica ili cijevi N.a. VialTweeter
multiwell / mikrotiter ploče N.a. UIP400MTP
više cijevi / plovila N.a. Cuphorn
1 do 500 mL 10 do 200 mL / min UP100H
10 do 1000mL 20 do 200mL/min Uf200 ः t, UP200St
10 do 2000 ml 20 do 400 mL / min UP400St

Kontaktirajte nas / zatražite dodatne informacije

Razgovarajte s nama o svojoj staničnoj lizi i procesu ekstrakcije. Preporučit ćemo vam najprikladniji ultrasonicator i obradu parametara za poremećaj stanica.





Molimo, imajte na umu da je pravila o privatnosti,


 

Za procjenu i optimizaciju aplikacija kupaca, Hielscher Ultrasonics nudi potpuno opremljen ultrazvučni procesni laboratorij. Molimo vas da nas kontaktirate za dodatne informacije!
Ovaj video prikazuje 100 W ultrazvučni homogenizator UP100H za ekstrakciju botanike.

Ultrazvučna ekstrakcija bioaktivnih spojeva

Minijatura videozapisa



Mnogostruke primjene ultrazvučnih grana u sektorima biotehnologije, bioinženjeringa, mikrobiologije, molekularne biologije, biokemije, imunologije, bakteriologiju, virologiju, proteomike, genetike, fiziologije, stanične biologije, hematoloških i botanike.

Liza: Razbijanje staničnih struktura

Stanice su zaštićeni membrane polupropusne plazma koja se sastoji u fosfo-lipida dvosloja (također protein lipidnog dvosloja; oblikuju hidrofobne lipide i hidrofilnih fosfor molekula s ugrađenim proteinskih molekula) i stvara barijeru između staničnih unutrašnjosti (citoplazmi) i izvanstanični okoliš. Biljne stanice i prokariotske stanice okružene su stanične stijenke. Zbog višestrukih slojeva stanične stijenke celuloze debljine, biljne stanice su teže liziraj od životinjske stanice. Unutrašnjost stanica, kao što su organele, jezgra, mitohondrija, stabilizirana citoskeleta.
Liziranjem stanica, je usmjeren na vađenje i odvajanje organela, proteine, DNA, mRNA ili drugih biomolekula.

Konvencionalne metode stanične lize i njihovi nedostaci

Postoji nekoliko načina za produkt raspadanja stanica, koje se mogu podijeliti u mehaničkim i kemijskim metodama, koje uključuju upotrebu deterdženata ili otapala, primjenu visokog tlaka, ili korištenje mlinu ili francuskog tiska. Najproblematičniji Nedostatak ove metode je težak za kontrolu i podešavanje parametara procesa, a time i utjecaj.
Tablica u nastavku prikazuje glavne nedostatke uobičajenih metoda lize:

Tablica navodi konvencionalne poremećaje stanica i metode lize i pokazuje glavne nedostatke svake metode.

Tablica: Konvencionalne metode razgradnje stanica ima velike nedostatke

 

Postupak lize

Liza je osjetljiv postupak. Vrijeme razgradnje zaštita stanične membrane je uništen, međutim inaktivacija, denaturacije i razgradnja ekstrahiranih proteina pomoću nefizološkom okoline (odstupanje od pH-vrijednosti) se mora spriječiti. Stoga, u općem lizi vrši se u otopini pufera. Većina poteškoća s poremećajem stanica nekontroliranog rezultira neciljane puštanje svih intracelularne materijala ili / i denaturacije ciljnog proizvoda.

Literatura / Reference

Rado ćemo razgovarati o vašem procesu.

Stupimo u kontakt.