Բջիջների ուլտրաձայնային քայքայում
Ուլտրաձայնային մշակումը բջջային կառուցվածքների քայքայման արդյունավետ միջոց է։ Ուստի ուլտրաձայնային սարքերը լայնորեն օգտագործվում են լաբորատորիաներում՝ բջիջները բացելու և հետազոտության ու վերլուծության համար ներբջջային մոլեկուլներ, սպիտակուցներ ու օրգանոիդներ արդյունահանելու նպատակով։ Արդյունաբերական մասշտաբով ուլտրաձայնային քայքայումն ու լիզիսը կիրառվում են բջջային գործարաններից մոլեկուլներ անջատելու կամ կենսազանգվածի մարսումը խթանելու համար։
Ի՞նչ է ուլտրաձայնային քայքայումը
Ուլտրաձայնային քայքայումը, որը հայտնի է նաև որպես ուլտրաձայնային հոմոգենացում, գործընթաց է, որի ժամանակ բարձր ինտենսիվության, ցածր հաճախականության ուլտրաձայնային ալիքներն օգտագործվում են հեղուկ միջավայրում բջջապատերը քայքայելու և մոլեկուլային կառուցվածքները խախտելու համար։ Այս մեթոդը սովորաբար կիրառվում է տարբեր գիտական և արդյունաբերական ոլորտներում՝ մի շարք նպատակներով․
Բջիջների քայքայում․ Ուլտրաձայնային քայքայումը լայնորեն կիրառվում է բջջային և մոլեկուլային կենսաբանության մեջ՝ բջջաթաղանթները քայքայելու և բջջային պարունակությունը, օրինակ՝ սպիտակուցները, նուկլեինաթթուներն ու օրգանոիդներն ազատելու համար։ Սա օգտակար է վերլուծության նպատակով ներբջջային բաղադրիչների արդյունահանման կամ մանրէաբանական և կենսատեխնոլոգիական գործընթացներում բջիջների լիզիսի համար։
- Հոմոգենացում․ Այն նպաստում է նմուշի բաղադրիչների համասեռ խառնմանը, հատկապես չխառնվող հեղուկների հետ աշխատելիս կամ նյութերի համասեռ խառնուրդ ստանալու փորձերի ժամանակ։
- Սպիտակուցների արդյունահանում․ Կենսաբանության, պրոտեոմիկայի և կյանքի մասին գիտությունների ոլորտներում սպիտակուցների վերլուծությունը շատ տարածված խնդիր է։ Նախքան փորձարկումներում սպիտակուցների վերլուծությունը, դրանք պետք է արդյունահանվեն բջջի ներսից և առանձնացվեն։ Սպիտակուցների արդյունահանման ամենալայն կիրառվող մեթոդը ուլտրաձայնային սարքերի օգտագործումն է։
- ԴՆԹ-ի ֆրագմենտացում․ ԴՆԹ-ն և ՌՆԹ-ն նուկլեինաթթուների տարբեր տեսակներ են, որոնք բջիջներում պահպանում և կոդավորում են գենետիկական տեղեկությունը։ ԴՆԹ-ի և ՌՆԹ-ի վերլուծության ժամանակ երբեմն անհրաժեշտ է երկար շղթաները բաժանել հատվածների, ինչը հնարավոր է հուսալիորեն և արդյունավետորեն իրականացնել ուլտրաձայնային մշակմամբ։
- Նմուշների նախապատրաստում․ Հետազոտության և վերլուծության մեջ նմուշների նախապատրաստումը սովորական ընթացակարգ է՝ տարբեր վերլուծական մեթոդների կիրառմանը նախորդող փուլում։ Ուլտրաձայնային քայքայումը կարող է նպաստել նմուշների լուծմանը կամ դիսպերսմանը, ինչը կարող է բարելավել վերլուծությունների ճշգրտությունն ու վերարտադրելիությունը։
UP200St զոնդային ուլտրաձայնային սարք ՝ բջիջների մասնատման, քայքայման և արդյունահանման համար
Ուլտրաձայնային քայքայման առավելությունները
Ինչո՞ւ օգտագործել զոնդային ուլտրաձայնային սարք՝ մասնատման, բջիջների քայքայման և ներբջջային մոլեկուլների ու սպիտակուցների արդյունահանման համար։ Ուլտրաձայնային սարքը կամ ուլտրաձայնային քայքայիչն ունի բազմաթիվ առավելություններ, որոնք ուլտրաձայնային մշակումը դարձնում են առավել արդյունավետ տեխնոլոգիա՝ համեմատած քայքայման այլ մեթոդների հետ, ինչպիսիք են բարձր ճնշմամբ հոմոգենացումը, գնդիկավոր աղացումը կամ միկրոհեղուկացումը։
- Ոչ ջերմային․ Ուլտրաձայնային քայքայումը ոչ ջերմային մեթոդ է, ինչը նշանակում է, որ նյութերի քայքայման համար այն չի հիմնվում ջերմության վրա։ Սա առավելություն է այն կիրառություններում, որտեղ բարձր ջերմաստիճանները կարող են վնասել ջերմազգայուն նմուշները։
- Ճշգրիտ և վերահսկելի․ Գործընթացը հնարավոր է վերահսկել բարձր ճշգրտությամբ՝ ապահովելով նպատակային քայքայում, խառնում կամ մասնիկների չափերի փոքրացում։
- Արագ և արդյունավետ․ Ուլտրաձայնային մշակումը սովորաբար արագ և արդյունավետ մեթոդ է, ինչը այն հարմար է դարձնում մեծ թվով նմուշների մշակման համար։
- Քիմիական նյութերի նվազեցված օգտագործում․ Շատ դեպքերում ուլտրաձայնային քայքայումը կարող է նվազեցնել ագրեսիվ քիմիական նյութերի կամ օրգանական լուծիչների անհրաժեշտությունը, ինչը կարող է բարենպաստ լինել շրջակա միջավայրի համար և նվազեցնել քիմիական աղտոտման վտանգը։
- Առանց աղացնող մարմինների և վարդակների․ Քայքայման այլընտրանքային մեթոդները, ինչպիսիք են գնդիկավոր աղացումը կամ բարձր ճնշմամբ հոմոգենիզատորները, ունեն թերություններ։ Գնդիկավոր աղացումը պահանջում է աղացնող մարմինների՝ գնդիկների կամ ուլունքների օգտագործում, որոնց առանձնացումն ու մաքրումը աշխատատար են։ Բարձր ճնշմամբ հոմոգենիզատորներն ունեն վարդակներ, որոնք հակված են խցանման։ Ի տարբերություն դրանց՝ ուլտրաձայնային հոմոգենիզատորները հեշտ են օգտագործման մեջ, շատ հուսալի և դիմացկուն են ու պահանջում են շատ քիչ տեխնիկական սպասարկում։
- Բազմակողմանիություն․ Այն կարելի է կիրառել նյութերի լայն շրջանակի նկատմամբ, այդ թվում՝ բակտերիաների, բուսական բջիջների, կաթնասունների հյուսվածքների, ջրիմուռների, սնկերի և այլնի, ինչը այն դարձնում է տարբեր ոլորտներում կիրառելի բազմակողմանի մեթոդ։
Մասշտաբավորման հնարավորություն․ Ուլտրաձայնային մեթոդը հնարավոր է մասշտաբավորել արդյունաբերական գործընթացների համար, ինչը այն հարմար է դարձնում ինչպես լաբորատոր, այնպես էլ լայնածավալ արտադրական կիրառությունների համար։
Ուլտրաձայնային մասնատման և բջիջների քայքայման աշխատանքի սկզբունքը
Ուլտրաձայնային մշակումը ներգործության ենթարկվող հեղուկում առաջացնում է բարձր և ցածր ճնշման հերթագայող ալիքներ։ Ցածր ճնշման ցիկլի ընթացքում ուլտրաձայնային ալիքները հեղուկում ստեղծում են փոքր վակուումային պղպջակներ, որոնք բարձր ճնշման ցիկլի ընթացքում ուժգնորեն փլուզվում են։ Այս երևույթը կոչվում է կավիտացիա։ Կավիտացիոն պղպջակի ներպայթյունն առաջացնում է հիդրոդինամիկական ուժեղ սահքային ուժեր, որոնք սկզբում առաջացնում են սոնոպորացիա, իսկ այնուհետև՝ բջջային կառուցվածքների արդյունավետ քայքայում։ Ներբջջային մոլեկուլներն ու օրգանոիդներն ամբողջությամբ ազատվում են լուծիչի մեջ։
Բջջային կառուցվածքների ուլտրաձայնային քայքայում
Սահքային ուժերը կարող են թելքավոր, ցելյուլոզային նյութը մասնատել մանր մասնիկների և քայքայել բջջային կառուցվածքի պատերը։ Դրա շնորհիվ ներբջջային նյութի, օրինակ՝ օսլայի կամ շաքարի ավելի մեծ քանակ է ազատվում հեղուկի մեջ։ Բացի այդ, բջջապատի նյութը տրոհվում է մանր բեկորների։
Այս ազդեցությունը կարելի է օգտագործել օրգանական նյութի խմորման, մարսման և փոխակերպման այլ գործընթացների համար։ Աղացումից և մանրացումից հետո ուլտրաձայնային մշակումը ներբջջային նյութի, օրինակ՝ օսլայի, ինչպես նաև բջջապատի բեկորների ավելի մեծ քանակ է հասանելի դարձնում օսլան շաքարների վերածող ֆերմենտներին։ Այն նաև մեծացնում է հեղուկացման կամ շաքարացման ընթացքում ֆերմենտների ազդեցությանը ենթարկվող մակերեսի մակերեսը։ Սա սովորաբար մեծացնում է խմորասնկային խմորման և այլ փոխակերպման գործընթացների արագությունն ու ելքը, օրինակ՝ կենսազանգվածից էթանոլի արտադրությունը խթանելու նպատակով։
Կիրառեք ուլտրաձայնային քայքայումը՝ հուսալիորեն և արդյունավետորեն, ցանկացած մասշտաբով
Hielscher ուլտրաձայնային սարքերը հասանելի են հզորության տարբեր անվանական արժեքներով և մշակման տարբեր արտադրողականություններով։ Անկախ նրանից՝ ցանկանում եք ուլտրաձայնով մշակել մի քանի միկրոլիտրից մինչև մի քանի լիտր ծավալով փոքր կենսաբանական նմուշներ, թե արտադրության համար անհրաժեշտ է մշակել բջիջների կամ կենսազանգվածի մեծ հոսքեր, Hielscher Ultrasonics-ը կառաջարկի ձեր կենսաբանական կիրառության համար ամենահարմար ուլտրաձայնային քայքայիչը։
- լաբորատոր մասշտաբ՝ 1mL-ից մինչև մոտ 5L, օրինակ՝ UP400St՝ 22mm սոնոտրոդով
- սեղանային մասշտաբ՝ մոտ 0,1-ից մինչև 20L/min, օրինակ՝ UIP1000hdT՝ 34mm սոնոտրոդով և հոսքային բջջով
- արտադրական մասշտաբ՝ սկսած 20L/min-ից, օրինակ՝ UIP4000hdT կամ UIP16000hdT
Ստորև բերված աղյուսակը պատկերացում է տալիս մեր լաբորատոր ուլտրաձայնային սարքերի մշակման մոտավոր արտադրողականության մասին․
| Առաջարկվող սարքեր | Խմբաքանակի ծավալ | Ծավալային հոսքի արագություն |
|---|---|---|
| UIP400MTP ուլտրաձայնային սարք՝ 96 հորիկով թիթեղների համար | բազմահորիկ / միկրոտիտրային թիթեղներ | n.a. |
| Ուլտրաձայնային CupHorn | CupHorn՝ սրվակների կամ բաժակի համար | n.a. |
| GDmini2 | ուլտրաձայնային միկրոհոսքային ռեակտոր | n.a. |
| VialTweeter | 0,5-ից մինչև 1,5mL | n.a. |
| UP100H | 1-ից մինչև 500mL | 10-ից մինչև 200mL/min |
| UP200Ht, UP200St | 10-ից մինչև 1000mL | 20-ից մինչև 200mL/min |
| UP400St | 10-ից մինչև 2000mL | 20-ից մինչև 400mL/min |
| Ուլտրաձայնային մաղաթափահարիչ | n.a. | n.a. |
Խնդրում ենք օգտվել ստորև բերված ձևից, եթե ցանկանում եք լրացուցիչ տեղեկություններ ստանալ բջիջների քայքայման նպատակով ուլտրաձայնային սարքերի օգտագործման վերաբերյալ։ Մենք ուրախ կլինենք օգնել ձեզ։
Կապվե՛ք մեզ հետ։ / Հարցրե՛ք մեզ։
Ստորև բերված աղյուսակը պատկերացում է տալիս մեր արդյունաբերական ուլտրաձայնային սարքերի մշակման մոտավոր արտադրողականության մասին․
| Խմբաքանակի ծավալ | Ծավալային հոսքի արագություն | Առաջարկվող սարքեր |
|---|---|---|
| 200mL-ից մինչև 5L | 0,05-ից մինչև 1L/min | UIP500hdT |
| 1-ից մինչև 10L | 0,1-ից մինչև 2L/min | UIP1000hdT |
| 5-ից մինչև 20L | 0,2-ից մինչև 4L/min | UIP2000hdT |
| 10-ից մինչև 100L | 2-ից մինչև 10L/min | UIP4000hdT |
| 15-ից մինչև 150L | 3-ից մինչև 15L/min | UIP6000hdT | n.a. | 10-ից մինչև 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | ավելի մեծ | համախումբ՝ կազմված UIP16000 սարքերից |
UP400St ուլտրաձայնային հոմոգենիզատոր ՝ բջիջների լուծելիացման, լիզիսի և սպիտակուցների արդյունահանման համար
Գրականություն / Հղումներ
- 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.
Ուլտրաձայնային CupHorn ՝ փակ փորձանոթների և սրվակների ինտենսիվ ուլտրաձայնային մշակման միջոցով նմուշների ստերիլ հոմոգենացման համար։
Hielscher Ultrasonics-ը արտադրում է բարձր արդյունավետության ուլտրաձայնային հոմոգենիզատորներ՝ սկսած լաբորատոր չափերից մինչև արդյունաբերական չափեր։