Hielscher ультрадыбыстық технологиясы

Ультрадыбыспен лизис: жасушаның бұзылуы & Сору

Ұяшықтың ыдырауы немесе лизис биотехнологиялық зертханаларда күнделікті үлгі дайындаудың ортақ бөлігі болып табылады. Лизистің мақсаты биологиялық молекулаларды шығару үшін жасуша қабырғасының немесе толығымен жасушаның бөліктерін бұзу болып табылады. Лизат деп аталатын лизат, мысалы, плазмид, рецепторлық анализдер, белоктар, ДНҚ, РНҚ және т.б. болуы мүмкін. Лизис келесі сатыларында фракциялау, органелланы оқшаулау немесе ақуызды экстракциялау және тазарту болып табылады. Шығарылған материал (= лизат) бөлек болуы керек және одан әрі тергеу немесе қолдануға жатады, мысалы, протеомикалы зерттеу үшін. Ультрадыбыстық гомогенизаторлар табысты жасуша лизисінің ортақ құралы болып табылады. Ультрадыбыстық қарқындылық процестің параметрлерін түзету арқылы реттелуі мүмкін болғандықтан, өте жұмсақдан өте қиынға дейінгі оңтайлы Ультрадыбыспен қарқындылығы әрбір нақты зат пен ортаға нақты қолдану талаптарын қанағаттандыру үшін жеке белгіленуі мүмкін.

Жасуша құрылымы

Жасушалар фосфо-липидті бауырласқан (ақуыз-липидті бауырластар, гидрофобты липидтер мен гидрофильді фосфор молекулалары арқылы енгізілген ақуыз молекулалары) құрайтын жартылай өткізгіш плазмалық мембрана арқылы қорғалады және жасуша интерьерлері (цитоплазмасы) және жасушадан тыс орта. Өсімдіктер жасушалары мен прокариотикалық жасушалар жасуша қабырғасында қоршалған. Көптеген қабаттардың целлюлозаның қалың қабырғасының қабырғасына байланысты өсімдік жасушалары жануарлар ұясынан гөрі жайғастыруға қиын. Органеллалар, ядро, митохондрия сияқты жасуша интерьері цитоскелетпен тұрақтанады.
Жасушаларды лизинг арқылы органеллалар, белоктар, ДНҚ, мРНК немесе басқа биомолекулаларды алу және бөлуге бағытталған.

Ультрадыбыспен көбінесе жасушалық заттардың сынамасын дайындау үшін қолданылады.

1-сурет: Жасушалардан ультрадыбыстық экстракция: жалбыз (Mentha piperita) апикальды бағанының микроскопиялық көлденең қимасы (TS) жасушалардан ультрадыбыстық экстракция кезінде әрекеттер механизмін көрсетеді (2000x ұлғайту) [resource: Vilkhu et al. 2011]

Әдістері

Жуғыш құралдарды немесе еріткіштерді, жоғары қысымды қолдануды немесе бедерлі диірменді немесе француз баспасөзін пайдалануды қамтитын механикалық және химиялық әдістерге бөлуге болатын бірнеше жасуша әдісі бар. Осы әдістердің ең проблемалық кемшілігі технологиялық параметрлердің күрделілігін бақылау және түзету және осылайша әсер етеді.
Жалпы лизис әдістерінің негізгі кемшіліктері:

Әр түрлі лизис әдістері

Кесте: Жасуша лизисінің дәстүрлі әдістері үлкен кемшіліктерге ие

Керісінше, Ультрадыбыспен Ультрадыбыспен параметрлерін толық бақылауға мүмкіндік беретін жасуша ыдырауы үшін өте тиімді және сенімді құрал. Бұл материалдарды шығару және өнім тазалығы бойынша жоғары селективті қамтамасыз етеді. [Balasundaram et al. 2009] Барлық клеткалар үшін қолайлы және кішкене және үлкен мөлшерде оңай қолдануға болады. Ультрадыбыспен тазалау оңай. Ультрадыбыстық гомогенизатор әрдайым таза жерде орналасқан (CIP) және стерилизациялау (SIP) функциясын атқарады. Sonotrode массивный титанның мүйізінен тұрады, ол суда немесе еріткіште (жұмыс ортасына байланысты) сүртуге немесе тазартуға болады. Ультрадыбыстық қозғалтқыштарды ұстау олардың сенімділігімен байланысты емес.

лизис

Лизис - сезімтал процесс. Лизис кезінде клетка мембранасының қорғауы бұзылады, бірақ экстракцияланбаған протеиндердің деформациялануын, денатурациялануын және дефизиологиялық ортаны (рН мәнінен ауытқу) алдын алу керек. Демек, тұтастай лизис буферлік ерітіндіде жүзеге асырылады. Көптеген қиындықтар бақыланбайтын ұяшықтың бұзылуынан туындайды, нәтижесінде барлық жасуша материалының мақсатты түрде босатылуына және / немесе мақсатты өнімнің денатурациялануына әкеледі.

Ультрадыбыстық жасуша лизисі лабораторияда және үлкен көлемде өндіру үшін үлгі дайындау үшін пайдаланылуы мүмкін. Үлкейту үшін басыңыз!

Сур.1: 200 ватт қуатты ультрадыбыстық гомогенизатор Uf200 ः T сандық басқару және сенімді және жаңғыртылатын жасуша лизисіне арналған автоматты жазба.

Ультрадыбыстық лизис

Әдетте зертханаға үлгілерді лизис 15 секундтан 2 минутқа дейін созылады. Ультрадыбыстың қарқындылығы амплитудасы қондырғысы арқылы Ультрадыбыспен уақытты орнату арқылы, сондай-ақ дұрыс жабдықты таңдау арқылы өте оңай, себебі жасуша құрылымына және лизис мақсатына байланысты ұялы мембраналарды өте нашар немесе өте күрт бұза алады ( мысалы, ДНҚ экстракциясы жұмсақ Ультрадыбыспені талап етеді, бактериялардың толық протеин экстракциясы ультрадыбыстық емдеуді қажет етеді). Процесс барысында температураны интеграцияланған температура датчигі арқылы бақылауға болады және салқындату (салқындатқыш курткалармен мұзды ванна немесе ағымдық ұяшықтар) немесе импульсті режимде Ультрадыбыспен оңай басқаруға болады. Импульстік-режимдегі Ультрадыбыспен жұмыс істеген кезде, қысқа Ультрадыбыспен бөліну циклдары 1-15 секундтық ұзақтығы ұзақ уақыт аралығы кезінде жылудың таралуына және салқындатуға мүмкіндік береді.
Барлық ультрадыбысты басқару процестері толығымен ойнатылады және сызықтық кеңейтіледі.

10 сынақ құбырларына бір мезгілде үлгіні дайындау үшін ультрадыбыстық гомогенизаторы VialTweeter. (Click to enlarge!)

Ультрадыбыстық құрылғы VialTweeter бірдей процедуралар жағдайында 10 флаконға дейін бір мезгілде үлгіні дайындауға мүмкіндік береді.

Ультрадыбыстық гомогенизаторлар

Түрлі түрлері Ультрадыбыстық құрылғылар үлгіні дайындау мақсатын сәйкестендіруге және пайдаланушының ыңғайлылығы мен жұмыс істеуге ыңғайлылығын қамтамасыз етуге мүмкіндік береді. Приборлы ультраизаторлар зертхананың ең кең таралған құрылғылары болып табылады. Олар шағын және орташа өлшемді үлгілерді дайындауға ең қолайлы болып табылады, олар 1000 мкл дейін 0,1 мл. Түрлі қуат өлшемдері мен sonotrodes ultrasonicator ең тиімді және тиімді sonicating нәтижелер үшін үлгі көлемі мен кеме бейімдеуге мүмкіндік береді. Ультрадыбыстық зондтау құрылғысы бір үлгілерді дайындау кезінде ең жақсы таңдау болып табылады.

Егер көптеген үлгілерді дайындау қажет болса, мысалы, 8 цифрлы жасуша ерітіндісі, VialTweeter немесе ультрадыбыстық күкірт сияқты құрылғылар лизге арналған ең қолайлы гомогенизатор болып табылады. Бірнеше шиша бір мезгілде бірдей қарқындылықпен Ультрадыбыспен. Бұл уақытты үнемдейді, бірақ барлық сынамалардың бірдей емделуін қамтамасыз етеді, бұл үлгілердің нәтижелерін сенімді және салыстырмалы түрде жасайды. Сонымен қатар ультрадыбыстық sonotrode (ақ ультрадыбыстық зонд, мүйіз, ұшы, немесе саусақ ретінде белгілі) импорттау арқылы cross ластануы аулақ. Шишаларды қолданғаннан кейін, кемелерді ығыстырумен байланысты уақытты тазарту және іріктеу жоғалуы мүмкін.
Үлкен көлемдер үшін, мысалы, жасушалық сығындыларды коммерциялық өндіру үшін, ағындық ұялы реакторы бар үздіксіз ультрадыбыстық жүйелер өте қолайлы. Өңделген материалдың үзіліссіз және тіпті ағымы тегіс Ультрадыбыспен қамтамасыз етеді. Ультрадыбыстық дезинтеграция процесінің барлық параметрлері оңтайландырылып, қолданба талаптарына және нақты жасушалық материалға реттелуі мүмкін.

Бактериялық жасушалардың ультрадыбыстық лизисіне арналған үлгілік процедура:

  • Жасуша суспензиясын дайындау: Жасуша түйіршіктерін гомогенизациялау арқылы буферлік ерітіндіде толығымен тоқтатылуы керек (өзіңіздің аралық шешіміңізді келесі талдаумен үйлесімді, мысалы, арнайы хроматография әдісі). Қажет болса, лизосималар және / немесе басқа қоспалар қосыңыз (олар бөлу / тазалау құралдарымен үйлесімді болуы керек). Толық суспензияға жеткенше ерітінді жұмсақ Ультрадыбыспен жұмсақ түрде араластырыңыз / гомогенге келтіріңіз.
  • Ультрадыбыстық лизис: мұзды ваннада үлгіні орналастырыңыз. Ұяшықтың бұзылуы үшін суспензияны 60-90 секундтық жарылыстар кезінде Ультрадыбыспен сіңдіруге болады.
  • Бөлу: Лизатты центрифуга (мысалы, 10 мин. 10 000 хг, 4 дэг). Сұйықтықты ұялы гранттан бөліп алыңыз. Супернатант толық жасушалық лизат болып табылады. Сұйықтықты сүзгеннен кейін, сіз еритін жасуша белоктарының тазартылған сұйықтығын аласыз.

Биология және биотехнологиядағы ультраизаторларға арналған ең көп таралған бағдарламалар:

  • Жасуша сығындысы
  • Үзіліс ашытқы, бактериялар, өсімдік жасушалары, жұмсақ & қатты жасушалық мата, нуклеиндік материал
  • Протеинді алу
  • Ферменттерді дайындау және оқшаулау
  • Антигендерді өндіру
  • ДНҚ алу және / немесе мақсатты фрагментация
  • липосома дайындау
UIP1000hd сияқты жоғары қуатты ультрадыбыстық гомогенизаторлар ұяшықтың үзілуіне және үзіліссіз немесе үзіліссіз режимде өндіруге қолданылады. (Click to enlarge!)

Ультрадыбыстық стендтік жүйелер сияқты UIP1000hd (1кВт) биологиялық материалдардың үлкен көлемін өңдей алады.

Биотехнология, биоинженерия, микробиология, молекулярлық биология, биохимия, иммунология, бактериология, вирусология, протеомика, генетика, физиология, жасушалық биология, гематология және ботаника секцияларында ультрадыбыстық бөлімшелердің алуан түрлі қосымшалары.

Клиенттердің өтініштерін бағалау және оңтайландыру үшін Hielscher Ultrasonics толық жабдықталған Ультрадыбыстық процестер зертханасы. Қосымша ақпарат алу үшін бізге хабарласыңыз!

Әдебиеттер / әдебиеттер

  • Баласундарам, Б .; Харрисон, С .; Bracewell, DG (2009): Өнімді босату стратегияларындағы және биопроцесстің дизайны әсеріндегі жетістіктер. Биотехнологиядағы үрдістер 27/8, 2009. с. 477-485.
  • Вильху, К .; Менаше, Р .; Моусон Р .; Ashokkumar, M. (2011): Азық-түлік ингредиенттерін ультрадыбыстық қалпына келтіру және модификациялау. В: Feng / Barbosa-Cánovas / Weiss (2011): Азық-түлік және биопроцессорлық үшін ультрадыбыстық технологиялар. Нью-Йорк: Springer, 2011. с. 345-368.

Кері байланыс / қосымша ақпарат алу үшін сұраңыз

Егер қайта өңдеу талаптары туралы бізге әңгімелестік. Біз сіздің жобасы үшін ең қолайлы орнату және өңдеу параметрлері ұсынамыз.





Біздің ескеріңіз құпиялылық саясаты.