Ultrasonication ir efektīvs līdzeklis šūnu struktūru sadalīšanai. Tāpēc ultraskaņas aparāti tiek plaši izmantoti laboratorijās, lai izjauktu atvērtās šūnas, ekstrahētu intracelulārās molekulas, proteīnus un organellus pētniecībai un analīzei. Rūpnieciskā mērogā ultraskaņas sadalīšanu un līzi izmanto, lai izolētu molekulas no šūnu rūpnīcām vai veicinātu biomasas sagremošanu.

Kas ir ultraskaņas dezintegrācija?

Ultraskaņas dezintegrācija, kas pazīstama arī kā ultraskaņas homogenizācija, ir process, kas izmanto augstas intensitātes, zemas frekvences ultraskaņas viļņus, lai nojauktu šūnu sienas un izjauktu molekulārās struktūras šķidrā vidē. Šo metodi parasti izmanto dažādos zinātniskos un rūpnieciskos lietojumos vairākiem mērķiem:

Šūnu darbības traucējumi: Ultraskaņas sadalīšanās tiek plaši izmantota šūnu bioloģijā un molekulārajā bioloģijā, lai izjauktu šūnu membrānas, atbrīvojot šūnu saturu, piemēram, olbaltumvielas, nukleīnskābes un organellas. Tas ir noderīgi, lai iegūtu intracelulāros komponentus analīzei vai šūnu lizēšanai mikrobioloģijas un biotehnoloģijas procesos.

• Homogenizācija: Tas palīdz vienmērīgi sajaukt parauga sastāvdaļas, it īpaši, strādājot ar nesajaucamiem šķidrumiem vai mēģinot panākt konsekventu materiālu maisījumu.
• Olbaltumvielu ekstrakcija: Bioloģijā, proteomikā dzīvības zinātnē, olbaltumvielu analīze ir ļoti izplatīts uzdevums. Pirms proteīnus var analizēt testos, tie jāekstrahē no šūnas iekšpuses un jāizolē. Ultraskaņas aparāti ir visplašāk izmantotā olbaltumvielu ekstrakcijas metode.
• DNS fragmentācija: DNS un RNS ir atšķirīgi nukleīnskābju veidi, kas šūnās glabā un kodē ģenētisko informāciju. Analizējot DNS un RNS, garajiem virzieniem dažreiz jābūt sadrumstalotiem, kas ir process, ko var droši un efektīvi izdarīt ar ultraskaņu.
• Parauga sagatavošana: Pētniecībā un analīzē paraugu sagatavošana ir izplatīta procedūra pirms dažādām analītiskajām metodēm. Ultraskaņas sadalīšanās var palīdzēt izšķīdināt vai disperģēt paraugus, kas var uzlabot analīžu precizitāti un reproducējamību.

Ultraskaņas sadalīšanās priekšrocības

Kāpēc izmantot zondes tipa sonikatoru sairšanai, šūnu darbības traucējumiem un intracelulāro molekulu un proteīnu ekstrakcijai? Sonicator vai ultraskaņas dismembrator piedāvā daudzas priekšrocības, kas padara ultraskaņu par izcilu tehnoloģiju, salīdzinot ar citām sadalīšanās metodēm, piemēram, augstspiediena homogenizāciju, lodīšu frēzēšanu vai mikrofluidizāciju.

• Netermisks: Ultraskaņas sadalīšanās ir ne-termiska metode, kas nozīmē, ka tā nav atkarīga no siltuma, lai sadalītu materiālus. Tas ir izdevīgi lietojumiem, kur augsta temperatūra var pasliktināt karstumjutīgus paraugus.
• Precīzi un kontrolēti: Procesu var kontrolēt ar augstu precizitāti, ļaujot specifiski traucēt, sajaukt vai samazināt daļiņu izmēru.
• Ātri un efektīvi: Ultrasonication parasti ir ātra un efektīva metode, padarot to piemērotu augstas caurlaidspējas lietojumiem.
• Samazināts ķīmisko vielu lietojums: Daudzos gadījumos ultraskaņas sadalīšanās var samazināt nepieciešamību pēc skarbām ķimikālijām vai organiskiem šķīdinātājiem, kas var būt videi draudzīgi un samazināt ķīmiskā piesārņojuma risku.
• Nav frēzēšanas materiālu, nav sprauslu: Alternatīvām sairšanas metodēm, piemēram, lodīšu/pērlīšu frēzēšanai vai augstspiediena homogenizatoriem, ir trūkumi. Lodīšu/pērlīšu frēzēšanai ir nepieciešams izmantot frēzēšanas līdzekļus (krelles vai pērles), kas ir darbietilpīgi jānošķir un jātīra. Augstspiediena homogenizatoriem ir sprauslas, kas ir pakļautas aizsērēšanai. Turpretī ultraskaņas homogenizatori ir viegli lietojami, ļoti uzticami un izturīgi, kam nepieciešama ļoti maza apkope.
• Daudzpusība: To var pielietot visdažādākajiem materiāliem, tostarp baktērijām, augu šūnām, zīdītāju audiem, aļģēm, sēnītēm u.c., padarot to par daudzpusīgu tehniku dažādās jomās.
  Mērogojamība: Ultraskaņas tehniku var palielināt rūpnieciskiem procesiem, padarot to piemērotu gan laboratorijas, gan liela mēroga ražošanas lietojumiem.

Ultraskaņas sadalīšanās un šūnu darbības traucējumu darba princips

Ultrasonication rada mainīgus augstspiediena un zema spiediena viļņus pakļautajā šķidrumā. Zema spiediena cikla laikā ultraskaņas viļņi šķidrumā rada mazus vakuuma burbuļus, kas augstspiediena cikla laikā vardarbīgi sabrūk. Šo parādību sauc par kavitāciju. Kavitācijas burbuļa implosija izraisa spēcīgus hidrodinamiskos bīdes spēkus, kas izraisa pirmo sonoporāciju un pēc tam efektīvu šūnu struktūru traucējumus. Intracelulārās molekulas un organellas pilnībā izdalās šķīdinātājā.

Šūnu struktūras ultraskaņas dezintegrācija

Bīdes spēki var sadalīt šķiedru, celulozes materiālu smalkās daļiņās un salauzt šūnu struktūras sienas. Tas šķidrumā izdala vairāk intracelulārā materiāla, piemēram, cietes vai cukura. Papildus tam šūnu sienas materiāls tiek sadalīts mazos gruvešos.

Šo ietekmi var izmantot fermentācijai, gremošanai un citiem organisko vielu pārveides procesiem. Pēc malšanas un slīpēšanas ultrasonication padara vairāk par intracelulāro materiālu, piemēram, cieti, kā arī šūnu sieniņu atliekas, kas pieejamas fermentiem, kas pārvērš cieti cukuriem. Tas arī palielina virsmas laukumu, kas pakļauts fermentiem sašķidrināšanas vai pārvēršanas laikā. Tas parasti palielina ātrumu un ražu rauga fermentācijas un citos konversijas procesos, piemēram, lai palielinātu etanola ražošanu no biomasas.

Izmantojiet ultraskaņas sadalīšanu – Uzticami un efektīvi jebkurā mērogā

Hielscher sonikatori ir pieejami ar dažādām jaudas pakāpēm un apstrādes jaudu. Neatkarīgi no tā, vai vēlaties apstrādāt mazus bioloģiskos paraugus no dažiem mikrolitriem līdz dažiem litriem vai nepieciešams apstrādāt lielas šūnu vai biomasas plūsmas ražošanai, Hielscher Ultrasonics piedāvās jums vispiemērotāko ultraskaņas dismembratoru jūsu bioloģiskajam pielietojumam.

• 1 ml līdz apm. 5L laboratorijas skala, piemēram, UP400St ar, 22 mm sonotrode
• skalas augšējā skala ar aptuveni 0,1 līdz 20L/min piem., UIP1000hdT ar 34mm sonotrode un flowcell
• ražošanas apjoma, sākot ar 20L/min piem., UIP4000hdT vai UIP16000hdT UIP16000hdT

Zemāk redzamajā tabulā ir sniegta norāde par mūsu laboratorijas lieluma ultrasonikatoru aptuveno apstrādes jaudu:

Lūdzu, izmantojiet zemāk esošo formu, ja jūs vēlētos saņemt vairāk informācijas par izmantošanu ultraskaņas ierīces nolūkā sabrukuma šūnu. Mēs būsim priecīgi jums palīdzēt.

Zemāk redzamajā tabulā ir sniegta norāde par mūsu rūpniecisko ultrasonikatoru aptuveno apstrādes jaudu:

Literatūra/atsauces