Disintegrasi Ultrasonik Sel
Ultrasonikasi adalah cara yang efektif untuk menghancurkan struktur sel. Oleh karena itu, sonicator banyak digunakan di laboratorium untuk memecahkan sel terbuka, mengekstrak molekul intraseluler, protein dan organel untuk penelitian dan analisis. Pada skala industri, disintegrasi dan lisis ultrasonik digunakan untuk mengisolasi molekul dari pabrik sel atau untuk meningkatkan pencernaan biomassa.
Apa itu Disintegrasi Ultrasonik?
Disintegrasi ultrasonik, juga dikenal sebagai homogenisasi ultrasonik, adalah proses yang menggunakan gelombang ultrasound intensitas tinggi dan frekuensi rendah untuk memecah dinding sel dan mengganggu struktur molekul dalam media cair. Teknik ini biasa digunakan dalam berbagai aplikasi ilmiah dan industri untuk beberapa keperluan:
Gangguan Sel: Disintegrasi ultrasonik banyak digunakan dalam biologi sel dan biologi molekuler untuk mengganggu membran sel, melepaskan isi seluler seperti protein, asam nukleat, dan organel. Ini berguna untuk mengekstraksi komponen intraseluler untuk analisis atau untuk melisiskan sel dalam proses mikrobiologi dan bioteknologi.
- Homogenisasi: Ini membantu dalam pencampuran komponen yang seragam dalam sampel, terutama ketika berhadapan dengan cairan yang tidak dapat bercampur atau ketika mencoba mencapai perpaduan bahan yang konsisten.
- Ekstraksi Protein: Dalam biologi, proteomik ilmu kehidupan, analisis protein adalah tugas yang sangat umum. Sebelum protein dapat dianalisis dalam pengujian, mereka harus diekstraksi dari bagian dalam sel dan diisolasi. Sonicator adalah metode yang paling banyak digunakan untuk ekstraksi protein.
- Fragmentasi DNA: DNA dan RNA adalah jenis asam nukleat yang berbeda yang menyimpan dan mengkodekan informasi genetik dalam sel. Ketika DNA dan RNA dianalisis, untaian panjang kadang-kadang harus terfragmentasi, sebuah proses yang dapat dilakukan dengan andal dan efisien dengan sonikasi.
- Persiapan sampel: Dalam penelitian dan analisis, persiapan sampel adalah prosedur umum sebelum berbagai teknik analitik. Disintegrasi ultrasonik dapat membantu melarutkan atau membubarkan sampel, yang dapat meningkatkan akurasi dan reproduktifitas analisis.

Sonikator tipe probe UP200St untuk disintegrasi sel, gangguan dan ekstraksi sel
Keuntungan dari Disintegrasi Ultrasonik
Mengapa menggunakan sonicator tipe probe untuk disintegrasi, gangguan sel dan ekstraksi molekul dan protein intraseluler? Sonikator atau dismembrator ultrasonik menawarkan banyak keuntungan yang menjadikan sonikasi sebagai teknologi unggul jika dibandingkan dengan metode disintegrasi lainnya seperti homogenisasi tekanan tinggi, penggilingan bola atau mikrofluidisasi.
- Non-Termal: Disintegrasi ultrasonik adalah metode non-termal, yang berarti tidak bergantung pada panas untuk memecah bahan. Ini menguntungkan untuk aplikasi di mana suhu tinggi dapat menurunkan sampel yang sensitif terhadap panas.
- Tepat dan Terkontrol: Proses ini dapat dikontrol dengan presisi tinggi, memungkinkan gangguan tertentu, pencampuran, atau pengurangan ukuran partikel.
- Cepat dan Efisien: Ultrasonikasi umumnya merupakan metode yang cepat dan efisien, sehingga cocok untuk aplikasi throughput tinggi.
- Mengurangi Penggunaan Bahan Kimia: Dalam banyak kasus, disintegrasi ultrasonik dapat mengurangi kebutuhan akan bahan kimia keras atau pelarut organik, yang dapat ramah lingkungan dan mengurangi risiko kontaminasi bahan kimia.
- Tidak Ada Media Penggilingan, Tanpa Nozel: Teknik disintegrasi alternatif, seperti penggilingan bola/manik-manik atau homogenizer tekanan tinggi, memiliki kelemahan. Penggilingan bola/manik-manik memerlukan penggunaan media penggilingan (manik-manik atau mutiara), yang harus dipisahkan dan dibersihkan dengan susah payah. Homogenizer bertekanan tinggi memiliki nozel yang rentan terhadap penyumbatan. Sebaliknya, homogenizer ultrasonik mudah digunakan, sangat andal dan kuat, membutuhkan sedikit perawatan.
- Fleksibilitas: Ini dapat diterapkan pada berbagai bahan, termasuk bakteri, sel tumbuhan, jaringan mamalia, ganggang, jamur dll menjadikannya teknik serbaguna di berbagai bidang.
Skalabilitas: Teknik ultrasonik dapat ditingkatkan untuk proses industri, sehingga cocok untuk aplikasi produksi laboratorium dan skala besar.
Prinsip Kerja Disintegrasi Ultrasonik dan Gangguan Sel
Ultrasonikasi menghasilkan gelombang tekanan tinggi dan tekanan rendah bergantian dalam cairan yang terpapar. Selama siklus tekanan rendah, gelombang ultrasonik menciptakan gelembung vakum kecil dalam cairan yang runtuh dengan keras selama siklus tekanan tinggi. Fenomena ini disebut kavitasi. Ledakan gelembung kavitasi menyebabkan gaya geser hidrodinamik yang kuat yang menyebabkan sonoporasi pertama dan selanjutnya gangguan struktur sel yang efisien. Molekul dan organel intraseluler dilepaskan sepenuhnya ke dalam pelarut.
Ultrasonik Disintegrasi untuk Struktur Sel
Gaya geser dapat menghancurkan bahan berserat dan selulosa menjadi partikel halus dan memecahkan dinding struktur sel. Ini melepaskan lebih banyak bahan intra-seluler, seperti pati atau gula ke dalam cairan. Selain itu, bahan dinding sel dipecah menjadi puing-puing kecil.
Efek ini dapat digunakan untuk fermentasi, pencernaan dan proses konversi lainnya dari bahan organik. Setelah penggilingan dan grinding, ultrasonikasi membuat lebih banyak bahan intra seluler misalnya tepung serta serpihan dinding sel yang tersedia untuk enzim yang mengkonversi tepung menjadi gula. Ini juga meningkatkan luas permukaan yang terkena enzim selama pencairan atau saccharification. Ini biasanya meningkatkan kecepatan dan hasil fermentasi ragi dan proses konversi lainnya, misalnya untuk meningkatkan produksi etanol dari biomassa.
Gunakan Disintegrasi Ultrasonik – Andal dan Efisien pada Skala Segala
Sonikator Hielscher tersedia dengan peringkat daya dan kapasitas pemrosesan yang berbeda. Apakah Anda ingin sonikasi sampel biologis kecil dari beberapa mikroliter hingga beberapa liter atau perlu memproses sel besar atau aliran biomassa untuk produksi, Hielscher Ultrasonics akan menawarkan dismembrator ultrasonik yang paling cocok untuk aplikasi biologis Anda.
- Laboratorium skala 1 ml untuk approx. 5L misalnya UP400St dengan sonotrode 22mm
- bangku atas skala di sekitar 0,1 hingga 20L/min misalnya UIP1000hdT dengan sonotrode dan flowcell 34mm
- skala produksi mulai dari 20L/min misalnya UIP4000hdT atau UIP16000hdT
Tabel di bawah ini memberi Anda indikasi perkiraan kapasitas pemrosesan ultrasonicator ukuran lab kami:
Direkomendasikan perangkat | Batch Volume | Flow Rate |
---|---|---|
UIP400MTP Sonicator Pelat 96-Sumur | Pelat multi-sumur / mikrotiter | n.a. |
Ultrasonik CupHorn | CupHorn untuk botol atau gelas kimia | n.a. |
GDmini2 | reaktor aliran mikro ultrasonik | n.a. |
VialTweeter | 0.5 untuk 1.5mL | n.a. |
UP100H | 1 hingga 500mL | 10-200mL/min |
UP200Ht, UP200St | 10 hingga 1000mL | 20 hingga 200mL / mnt |
UP400St | 10-2000mL | 20 hingga 400mL/min |
Pengocok Saringan Ultrasonik | n.a. | n.a. |
Silakan gunakan formulir di bawah ini, jika Anda ingin menerima informasi lebih lanjut mengenai penggunaan perangkat ultrasonik untuk disintegrasi sel. Kami akan senang hati membantu Anda.
Hubungi Kami! / Tanya Kami!
Tabel di bawah ini memberi Anda indikasi perkiraan kapasitas pemrosesan ultrasonicator industri kami:
Batch Volume | Flow Rate | Direkomendasikan perangkat |
---|---|---|
200mL hingga 5L | 005 hingga 1L / mnt | UIP500hdT |
1 hingga 10L | 0.1 hingga 2L/mnt | UIP1000hdT |
5 hingga 20L | 0.2 sampai 4L/min | UIP2000hdT |
10 sampai 100L | 2-10L/min | UIP4000hdT |
15 hingga 150L | 3 hingga 15L / mnt | UIP6000hdT | n.a. | 10 sampai 100L/menit | UIP16000 |
n.a. | kristal yang lebbig | cluster UIP16000 |

UP400ST homogenizer ultrasonik untuk pelarutan sel, lisis dan ekstraksi protein
Literatur / Referensi
- 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.

Ultrasonik CupHorn untuk sonikasi intens tabung dan botol tertutup untuk homogenisasi sampel steril.

Hielscher Ultrasonics memproduksi homogenizer ultrasonik berkinerja tinggi dari laboratorium hingga ukuran industri.