세포의 초음파 붕괴

초음파는 세포 구조를 붕괴시키는 효과적인 수단입니다. 따라서 초음파 발생기는 실험실에서 열린 세포를 부수고 연구 및 분석을 위해 세포 내 분자, 단백질 및 세포 기관을 추출하는 데 널리 사용됩니다. 산업 규모에서 초음파 붕괴 및 용해는 세포 공장에서 분자를 분리하거나 바이오매스의 소화를 촉진하는 데 사용됩니다.

초음파 붕괴란 무엇입니까?

초음파 균질화라고도 하는 초음파 붕괴는 고강도, 저주파 초음파를 사용하여 세포벽을 파괴하고 액체 매체의 분자 구조를 파괴하는 과정입니다. 이 기술은 일반적으로 여러 목적으로 다양한 과학 및 산업 응용 분야에서 사용됩니다.

세포 파괴: 초음파 붕괴는 세포 생물학 및 분자 생물학에서 세포막을 파괴하여 단백질, 핵산 및 세포 소기관과 같은 세포 내용물을 방출하는 데 널리 사용됩니다. 이는 분석을 위해 세포 내 구성 요소를 추출하거나 미생물학 및 생명공학 공정에서 세포를 용해하는 데 유용합니다.

• 균질: 특히 비혼화성 액체를 다루거나 일관된 재료 혼합을 달성하려고 할 때 샘플의 성분을 균일하게 혼합하는 데 도움이 됩니다.
• 단백질 추출: 생물학, 단백질체학, 생명 과학에서 단백질 분석은 매우 일반적인 작업입니다. 분석에서 단백질을 분석하기 전에 세포 내부에서 단백질을 추출하고 분리해야 합니다. 초음파 발생기는 단백질 추출에 가장 널리 사용되는 방법입니다.
• DNA 단편화: DNA와 RNA는 세포에 유전 정보를 저장하고 암호화하는 별개의 핵산입니다. DNA와 RNA를 분석 할 때, 긴 가닥은 때때로 단편화되어야하며, 이는 초음파 처리에 의해 안정적이고 효율적으로 수행 될 수있는 과정입니다.
• 시료 전처리: 연구 및 분석에서 시료 전처리는 다양한 분석 기법에 앞서 일반적으로 사용되는 절차입니다. 초음파 붕괴는 샘플을 용해 또는 분산시키는 데 도움이 될 수 있으며, 이는 분석의 정확성과 재현성을 향상시킬 수 있습니다.

초음파 붕괴의 장점

분해, 세포 파괴 및 세포 내 분자 및 단백질 추출을 위해 프로브 형 초음파 발생기를 사용하는 이유는 무엇입니까? 초음파 발생기 또는 초음파 dismembrator는 고압 균질화, 볼 밀링 또는 미세 유체 화와 같은 다른 분해 방법과 비교할 때 초음파 처리를 우수한 기술로 만드는 수많은 이점을 제공합니다.

• 비열: 초음파 붕괴는 비열적 방법이므로 재료를 분해하기 위해 열에 의존하지 않습니다. 이는 고온이 열에 민감한 시료를 저하시킬 수 있는 응용 분야에 유리합니다.
• 정밀하고 제어됨: 이 공정은 매우 정밀하게 제어할 수 있어 특정 파괴, 혼합 또는 입자 크기 감소가 가능합니다.
• 신속하고 효율적: 초음파는 일반적으로 빠르고 효율적인 방법이므로 고처리량 응용 분야에 적합합니다.
• 화학 물질 사용 감소: 대부분의 경우 초음파 붕괴는 환경 친화적이고 화학 물질 오염의 위험을 줄일 수있는 독한 화학 물질 또는 유기 용제의 필요성을 줄일 수 있습니다.
• 밀링 매체 없음, 노즐 없음: 볼/비드 밀링 또는 고압 균질화기와 같은 대체 분해 기술에는 단점이 있습니다. 볼/비드 밀링은 밀링 매체(비드 또는 펄)를 사용해야 하며, 이를 힘들게 분리하고 세척해야 합니다. 고압 균질화기에는 막히기 쉬운 노즐이 있습니다. 대조적으로, 초음파 균질화기는 사용하기 쉽고 신뢰성이 높으며 견고하여 유지 보수가 거의 필요하지 않습니다.
• 다재: 박테리아, 식물 세포, 포유류 조직, 조류, 곰팡이 등 다양한 재료에 적용할 수 있어 다양한 분야에서 다재다능한 기술입니다.
  확장성: 초음파 기술은 산업 공정에 맞게 확장 할 수 있으므로 실험실 및 대규모 생산 응용 분야 모두에 적합합니다.

초음파 붕괴 및 세포 파괴의 작동 원리

초음파는 노출 된 액체에서 고압 및 저압 파를 번갈아 발생시킵니다. 저압 사이클 동안 초음파는 고압 사이클 동안 격렬하게 붕괴되는 액체에 작은 진공 기포를 생성합니다. 이 현상을 캐비테이션이라고 합니다. 캐비테이션 버블의 내파는 첫 번째 초음파 파공을 유발하고 이어서 세포 구조의 효율적인 파괴를 유발하는 강력한 유체역학적 전단력을 유발합니다. 세포 내 분자와 세포 소기관은 용매로 완전히 방출됩니다.

세포 구조의 초음파 붕괴

전단력은 섬유질의 셀룰로오스 물질을 미세한 입자로 분해하고 세포 구조의 벽을 파괴할 수 있습니다. 이것은 전분이나 설탕과 같은 세포 내 물질을 더 많이 액체로 방출합니다. 그 외에도 세포벽 물질이 작은 파편으로 부서지고 있습니다.

이 효과는 발효, 소화 및 기타 유기물의 변환 과정에 사용할 수 있습니다. 밀링 및 분쇄 후, 초음파는 전분과 같은 세포 내 물질과 세포벽 파편을 전분을 당으로 변환하는 효소가 사용할 수 있도록합니다. 또한 액화 또는 당화 작용 중에 효소에 노출되는 표면적을 증가시킵니다. 이는 일반적으로 효모 발효 및 기타 전환 공정의 속도와 수율을 증가시킵니다(예: 바이오매스에서 에탄올 생산을 촉진).

초음파 분해 사용 – 모든 규모에서 안정적이고 효율적으로

Hielscher 초음파 발생기는 다양한 정격 전력과 처리 용량으로 제공됩니다. 몇 마이크로 리터에서 몇 리터로 작은 생물학적 샘플을 초음파 처리하거나 생산을 위해 큰 세포 또는 바이오 매스 스트림을 처리해야하는 경우 Hielscher 초음파는 생물학적 응용 분야에 가장 적합한 초음파 분산기를 제공합니다.

• 1mL에서 약 5L까지의 실험실 규모(예) UP400St 22mm sonotrode
• 약 0.1 - 20L/min의 벤치탑 스케일(예) UIP1000hdT와 34mm sonotrode 및 플로우 셀
• 20L/min에서 시작하는 생산 규모(예: UIP4000hdt 님 또는 UIP16000hdT 님

아래 표는 실험실 크기의 초음파기의 대략적인 처리 용량을 나타냅니다.

세포 붕괴를 목적으로 초음파 장치를 사용하는 것에 관한 자세한 정보를 받으려면 아래 양식을 사용하십시오. 기꺼이 도와드리겠습니다.

아래 표는 산업용 초음파기의 대략적인 처리 용량을 나타냅니다.

문헌 / 참고문헌