Gli ultrasuoni nella ricerca sui virus
La lisi e l’estrazione mediante ultrasuoni sono un metodo affidabile e consolidato da tempo per la disgregazione delle cellule e il successivo rilascio di virus, proteine virali, DNA e RNA.
Gli ultrasuoni nella ricerca sui coronavirus
L’estrazione dei virus dai tessuti degli organi è una fase essenziale della preparazione dei campioni prima dell’analisi del virus (ad es. acido nucleico, capsomeri, glicoproteine). L’omogeneizzazione a ultrasuoni è un metodo rapido, semplice e riproducibile per la preparazione dei campioni, che comprende l’omogeneizzazione dei tessuti, la lisi, la disgregazione cellulare, l’estrazione del materiale intracellulare e la frammentazione di DNA e RNA.
La preparazione dei campioni mediante ultrasuoni è una fase comune prima della reazione a catena dei polimeri (PCR).
Applicazioni degli ultrasuoni sui virus
- lisi cellulare per estrarre i virus dai tessuti e dalle colture cellulari
- dispersione degli aggregati di virus
- taglio / frammentazione di DNA e RNA
Gli ultrasuoni per la produzione di vaccini e la formulazione di farmaci antivirali
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Nanovettori per farmaci
I sistemi di somministrazione dei farmaci di dimensioni nanometriche vengono utilizzati con successo per veicolare il principio farmacologicamente attivo alle cellule, dove il farmaco può esercitare i propri effetti. Tra i comuni nanovettori per farmaci figurano nanoemulsioni, liposomi, complessi di ciclodestrine, nanoparticelle polimeriche, nanoparticelle inorganiche e vettori virali.
L’emulsificazione e la dispersione mediante ultrasuoni sono una tecnica consolidata per produrre formulazioni potenziate mediante nanotecnologie, come nanoemulsioni, liposomi, complessi di ciclodestrine e nanoparticelle (ad es. nanoparticelle nucleo-guscio) caricate con sostanze bioattive.
Virus
Processori a ultrasuoni per la lisi e l’estrazione cellulare
Hielscher Ultrasonics offre un’ampia gamma di sistemi a ultrasuoni per la sonicazione di campioni di laboratorio molto piccoli e per il trattamento di quantità molto grandi su scala industriale.
I nostri sonicatori a sonda sono disponibili con diversi livelli di potenza, per consentirci di consigliarvi il dispositivo ideale per la vostra applicazione. Un’ampia gamma di accessori, come sonotrodi di diverse dimensioni e forme, celle di flusso e reattori di varie dimensioni e geometrie e altri componenti aggiuntivi, vi consente di configurare il vostro disgregatore cellulare a ultrasuoni per ottenere la massima efficienza di processo e comodità d’uso.
Un dispositivo a ultrasuoni dal design unico per la preparazione dei campioni è il VialTweeter. Il VialTweeter di Hielscher consente la sonicazione simultanea di un massimo di 10 provette (ad es. provette Eppendorf, provette per microcentrifuga ecc.) nelle stesse condizioni di processo. Le intense onde ultrasoniche vengono trasmesse attraverso le pareti delle provette, evitando così la contaminazione crociata e la perdita di campione. Il VialTweeter è un sistema a ultrasuoni compatto, utilizzabile in qualsiasi ambiente di laboratorio. I suoi principali vantaggi sono il controllo preciso dei parametri di processo, la riproducibilità, il trattamento simultaneo di più campioni nelle stesse condizioni senza contaminazione crociata e la registrazione automatica dei dati su una scheda SD integrata. La robustezza delle apparecchiature a ultrasuoni di Hielscher consente il funzionamento 24/7 con carichi di lavoro intensi e in ambienti impegnativi.
Vantaggi dei sonicatori Hielscher
Tutte le unità a ultrasuoni Hielscher sono progettate per l’utilizzo 24/7 a pieno carico. L’affidabilità e la robustezza dei sonicatori Hielscher vi consentono di trattare i vostri materiali con elevata efficienza, ottenendo il risultato desiderato. La nostra regolazione automatica della frequenza garantisce il funzionamento continuo all’ampiezza selezionata. La scalabilità lineare facilita il passaggio a volumi di processo maggiori, mantenendo gli stessi risultati senza rischi.
A partire da 200 watt, tutti i nostri sistemi a ultrasuoni sono dotati di display touch a colori, controllo digitale, scheda SD integrata per la registrazione automatica dei dati, sensori di temperatura collegabili e sensori di pressione opzionali, e
La tabella seguente fornisce un’indicazione della capacità di trattamento approssimativa dei nostri sonicatori:
| Volume del lotto | Portata | Dispositivi consigliati |
|---|---|---|
| da 1 a 500mL | da 10 a 200mL/min | UP100H |
| da 10 a 2000mL | da 20 a 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| da 0,1 a 20L | da 0,2 a 4L/min | UIP2000hdT |
| da 10 a 100L | da 2 a 10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | da 10 a 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | superiore | gruppo di UIP16000 |
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Omogeneizzatori a ultrasuoni ad alta potenza dalla scala di laboratorio alla scala pilota e alla scala industriale.
Bibliografia e riferimenti
Informazioni utili
Coronavirus
Il termine coronavirus comprende un intero ramo dell’albero genealogico dei virus, che include gli agenti patogeni responsabili della SARS (sindrome respiratoria acuta grave), della MERS (sindrome respiratoria mediorientale) e di diverse altre varianti. Parlare del “coronavirus” riferendosi a un ceppo virale pericoloso è paragonabile a dire “mammifero” intendendo “orso grizzly”. È tecnicamente corretto, ma molto poco specifico.
Virus
Un virus è una piccola particella infettiva che necessita di una cellula ospite per replicarsi. I virus invadono le cellule viventi di organismi che vanno dagli animali e dalle piante ai microrganismi, compresi batteri e archei.
Forme, dimensioni e tipi di virus
In generale, i virus sono significativamente più piccoli dei batteri. La maggior parte dei virus studiati fino a oggi ha un diametro compreso tra 20 e 300 nanometri. Poiché la maggior parte dei virus è costituita da particelle così minute, un microscopio ottico non offre un ingrandimento sufficiente a renderli visibili. Per osservare e studiare i virus sono necessari microscopi elettronici a scansione e a trasmissione (rispettivamente SEM e TEM).
Composizione di un virione
Una particella virale completa è chiamata virione. Un virione è costituito da un nucleo interno di acido nucleico, che può essere acido ribonucleico o desossiribonucleico (RNA o DNA). L’acido nucleico è circondato da un involucro proteico esterno protettivo chiamato capside. Un capside è composto da subunità proteiche identiche chiamate capsomeri. Il nucleo del virione conferisce infettività, mentre il capside conferisce specificità al virus. I prioni sono molecole proteiche infettive che non contengono DNA o RNA virale.
Virus con involucro e virus nudi
I virus che possiedono un involucro lipidico sono noti come virus con involucro. Il cosiddetto involucro è un rivestimento lipidico che circonda il capside proteico. I virus acquisiscono l’involucro dalla membrana della cellula ospite durante il processo di gemmazione. Esempi di virus con involucro sono SARS-CoV-2, HIV, HSV, SARS o vaiolo.
I virus nudi non possiedono questo involucro perché escono dalla cellula provocandone la lisi. Tuttavia, alcuni virus possono sviluppare un “quasi-involucro” che racchiude completamente il capside virale ma è privo di glicoproteine virali. Esempi di virus nudi sono poliovirus, nodavirus, adenovirus e SV40.
Morfologia dei virus
Si distinguono quattro principali tipi morfologici di virus: elicoidale, icosaedrico, prolato e involucro. Esistono inoltre le cosiddette morfologie virali complesse.
La morfologia di un virus è definita dal capside e dalla sua forma. Il capside è costituito da proteine codificate dal genoma virale. La forma del capside è alla base della distinzione morfologica. Le subunità proteiche codificate dal virus, chiamate capsomeri, si autoassemblano per formare un capside, processo che normalmente richiede la presenza del genoma virale.
Virus elicoidali: I virus elicoidali hanno un capside la cui forma può essere descritta come filamentosa o a bastoncello. La forma elicoidale presenta una cavità centrale in cui è racchiuso l’acido nucleico. A seconda della disposizione dei capsomeri, la forma elicoidale conferisce flessibilità o rigidità al capside virale.
Virus icosaedrici: Il capside del virus icosaedrico è costituito da subunità identiche (capsomeri) che formano triangoli equilateri, a loro volta disposti in modo simmetrico. La forma icosaedrica consente la formazione di un capside molto stabile, che offre ampio spazio per l’acido nucleico.
Virus prolati: La forma prolata è una variante della forma icosaedrica e si riscontra nei batteriofagi.
Virus con involucro: Alcuni virus possiedono un involucro costituito da fosfolipidi e proteine. Per assemblare l’involucro, il virus utilizza porzioni della membrana cellulare del proprio ospite. L’involucro funge da rivestimento protettivo del capside e contribuisce così a proteggere il virus dal sistema immunitario dell’ospite. L’involucro può anche contenere molecole recettoriali che consentono al virus di legarsi alle cellule ospiti e facilitano l’infezione delle cellule. Da un lato, un involucro virale facilita l’infezione delle cellule; dall’altro, rende il virus più suscettibile all’inattivazione da parte di agenti ambientali, come i detergenti (ad es. il sapone), che disgregano i componenti lipidici dell’involucro.
Virus complessi: Un virus complesso è caratterizzato da una struttura del capside che non è né puramente elicoidale né puramente icosaedrica. Inoltre, i virus complessi possono presentare componenti aggiuntivi, come code proteiche o una parete esterna complessa. Molti batteriofagi sono noti per la loro struttura complessa, che combina una testa icosaedrica con una coda elicoidale.
Genoma dei virus
Le specie virali presentano un’enorme varietà di strutture genomiche. Il gruppo delle specie virali presenta una diversità strutturale genomica maggiore rispetto a piante, animali, archei o batteri. Esistono milioni di tipi diversi di virus, sebbene finora solo circa 5.000 tipi siano stati descritti in dettaglio. Ciò lascia un enorme spazio alla futura ricerca sui virus.