Hielscher ultrazvučna tehnologija

Sonication Lysis: stanica poremećaj & Izvlačenje

Dezintegracija stanica ili liza zajednički su dio svakodnevnog pripravljanja uzoraka u biotehnološkim laboratorijima. Cilj lize je poremetiti dijelove stanične stijenke ili kompletnu ćeliju za oslobađanje bioloških molekula. Takozvani lizat može se sastojati npr. Plazmidom, testovima receptora, proteinima, DNA, RNA itd. Sljedeći koraci lize su frakcioniranje, izolacija organa ili ekstrakcija i pročišćavanje proteina. Izlučeni materijal (= lizat) mora biti odijeljen i podložan daljnjim istraživanjima ili primjenama, npr. Za proteomsko istraživanje. Ultrazvučni homogenizatori su zajednički alat za uspješnu lizu stanica. Kako se ultrazvučni intenzitet može izravnati podešavanjem parametara procesa, optimalni intenzitet ultraljubičastosti od vrlo mekih do vrlo teških može se postaviti pojedinačno za svaku tvar i medij da zadovolji specifični zahtjev aplikacije.

Struktura stanica

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.

Sonication se obično koristi za pripremu uzorka stanica materije.

Slika 1:. Ultrazvučni ekstrakcija iz stanica: mikroskopsko poprečni presjek (TS) u apikalni stabljike metvice (Mentha piperita) prikazuje mehanizam radnji tijekom ultrazvučne ekstrakcije iz stanica (povećanje 2000x) [izvor: Vilkhu sur. 2011]

metode

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.
Glavni nedostaci uobičajenih metoda lize:

Različite tehnike lize

Tablica: Konvencionalne metode razgradnje stanica ima velike nedostatke

Naprotiv, ultrazvukom je vrlo učinkovit i pouzdan alat za staničnu raspadanja koji omogućuje potpunu kontrolu nad parametrima ultrazvukom. To osigurava visoku selektivnost na materijalima objavljivanja i čistoće proizvoda. [Balasundaram et al. 2009] To je pogodan za sve tipove stanica i lako primjenjiv u malim i velikim razmjerima. Ultrasonicators se lako čisti. Ultrazvučni homogenizator uvijek ima čist-u-mjestu (CIP) i sterilizirati-in-mjesto (SIP) funkcije. Sonoroda sastoji u masivnim titan rog koji može biti ili sušenog ispran u vodi ili otapalu (ovisno o radnom mediju). Održavanje ultrasonicators je zbog svoje robusnosti gotovo zanemariva.

liza

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.

Ultrazvučno lizu stanica može se koristiti za pripremu uzorka u laboratoriju i za proizvodnju velikih količina. Klikni za veću sliku!

Slika 1:. 200 W snažan ultrazvučni homogenizator Uf200 ः t uz digitalno upravljanje i automatsko snimanje podataka za pouzdano i ponovljivo lizu stanice.

Ultrazvučno Liza

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.

Ultrazvučni homogenizator VialTweeter za istovremenu pripremu uzorka do 10 epruveta. (Kliknite za povećanje!)

Ultrazvučni uređaj VialTweeter omogućava istovremenu pripremu uzorka do 10 ampule pod jednakim uvjetima postupka.

ultrazvučni homogeniziranje

Razne vrste ultrazvučni uređaji omogućiti odgovarajući cilj priprema uzoraka i osigurati razumljivost i udobnost rada. Sonda tipa ultrasonicators su najčešći uređaji u laboratoriju. Oni su najpogodniji za pripremu malih i srednjih uzoraka s količinama 0,1 mL do 1000 mL. Različite veličine snage i sonotrode dopustiti prilagoditi ultrasonicator na volumen uzorka i posude za najučinkovitiji i učinkovit rezultate ultrazvuka. Ultrazvučni uređaj sonda je najbolji izbor kada je pojedinačni uzorci se moraju pripremiti.

Zahtjev za informacijama




Primijetite naše pravila o privatnosti,


Ako je potrebno pripremiti više uzoraka, npr. 8 bočica otopine stanica, uređaji kao što su VialTweeter ili ultrazvučna čašica su najprikladniji homogenizator za lizu. Nekoliko ampula se ultrazvučno istovremeno, istog intenziteta. To štedi ne samo vrijeme, već osigurava jednak tretman svih uzoraka, što čini rezultate među uzorcima pouzdanim i usporedivim. Nadalje, izbjegava se križna kontaminacija uranjanjem ultrazvučne sonotrode (također poznate kao ultrazvučna sonda, rog, vrh ili prst). Budući da se upotrebljavaju bočice, potrebno je odstraniti dugotrajno čišćenje i gubitak uzorka zbog dekantiranja žila.
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.

Najčešće primjene za ultrasonicators biologije i biotehnologije su:

  • Priprema ekstrakta stanica
  • prekid kvasca, bakterije, stanice biljke, meke & Teško stanica tkiva, nukleinska materijala
  • ekstrakcija proteina
  • Priprema i izolacija enzima
  • Proizvodnja antigena
  • ekstrakcija DNA i / ili ciljanih fragmentacija
  • liposomski pripravak
Ultrazvuk velike snage za homogeniziranje poput UIP1000hd se koriste za staničnu prekida i ekstrakcije u količini ili kontinuiranom modu protoka ipak. (Kliknite za povećanje!)

Ultrazvučni sustavi stacionarni kao što je su UIP1000hd (1kW) može obrađivati ​​veće količine biološkog materijala.

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

Za evaluaciju i optimizaciju aplikacija kupaca, Hielscher Ultrasonics nudi potpuno opremljenu Postupak ultrazvučni Laboratory, Molimo kontaktirajte nas za više informacija!

Literatura / Reference

  • Balasundaram, B .; Harrison, S .; BRACEWELL D. G. (2009): Napredak u strategijama puštanje proizvoda i utjecaja na bioprocesnog dizajn. Trendovi u biotehnologiji 27/8, 2009., str. 477-485.
  • Vilkhu, K .; Manaše, R .; Mawson, R .; Ashokkumar, M. (2011): Ultrazvučni oporavak i izmjena hrane sastojaka. U: Feng / Barbosa-Cánovas / Weiss (2011): Ultrazvuk Tehnologije za hranu i bioprocessing. New York: Springer, 2011. str 345-368..

Kontaktirajte nas / zatražite dodatne informacije

Razgovarajte s nama o svojim zahtjevima za obradu. Mi ćemo preporučiti najprikladnije za postavljanje i obrade parametara za svoj projekt.





Molimo, imajte na umu da je pravila o privatnosti,