Sonicación pa ar lisis celular: disrupción ne extracción celular
Ar lisis celular ultrasónica ge 'nar nt'ot'e nt'ot'e muestras ja ya laboratorios biotecnología. Ar objetivo ar alterar ya paredes celulares wa células enteras pa liberar moléculas biológicas. Ar sonicación ar usa comúnmente pa ar lisis celular, ar disrupción ar celular ne ar extracción. Ar principal ventaja ya sonicadores pa ar lisis celular radica jar control preciso ya parámetros ar proceso, komongu ar intensidad ne ar mpat'i, nä'ä permite 'nar disrupción ne extracción celular za̲tho pe ya nt'ot'e xi hño.
Lisis celular ir nge ya ultrasonidos
Ar lisis celular ultrasónica gi japu̲'be̲fi ondas sonoras mextha frecuencia pa romper ya células ne extraer ár contenido. Ar sonicación xí establecida ne ar fiable pa ar disrupción ar celular ne ar extracción hñei intracelular, komongu ar plásmidos, ensayos ar receptores, proteínas, ADN ne ar ARN. Ir nge ar za ya parámetros ar proceso, ar intensidad ultrasónica to ajustar ar ko precisión pa da tsoni ko ya requisitos específicos ya nt'ot'e, nä'ä da ndezu̲ ar sonicación za̲tho asta ar intensa. Ya pasos posteriores ar lisis da incluyen ar fraccionamiento, ar aislamiento ar orgánulos ne ar extracción ne ar purificación proteínas. Ar lisado resultante da separar ar pa investigaciones wa aplicaciones posteriores, komongu ár nthoni proteómica.
Nu'bu̲ gi uni mäs ungumfädi dige ar sonicación pa ar lisis, ar disrupción ar celular ne ar extracción, ga japi ar jar contacto ko ngekihe. Ma equipo técnico da encantado ar mpe̲fi ko nu'i ja ár 'be̲fi lisis celular.
Ventajas ar utilizar ar sonicación pa ar lisis celular
Ja ar comparación ko ma'ra ya nt'ot'e lisis ne extracción celular, ar lisis celular ultrasónica pe̲ts'i ndunthe ya ventajas:
- Velocidad: Ar lisis ne ar extracción celular ultrasónica ge 'nar nt'ot'e rápido da tsa̲ da romper ya células ja ya nt'ot'e nuya ya 'na̲te ya mfe̲ts'i. Nuna gehna xingu mäs ngutha da ma'ra ya nt'ot'e komongu ar homogeneización, ar congelación-descongelación wa ar molienda perlas.
- Eficacia: Ar lisis ne ar extracción celular ya ultrasonidos to utilizar ar pa japi muestras t'olo, dätä wa múltiples tso̲kwa la xähmä, nä'ä dá Jaki mäs xi hño da ya nt'ot'e da requieren ar procesamiento 'natho muestras t'olo.
- Dí químicos: Ar lisis ne ar extracción celular ultrasónica ge 'nar nt'ot'e hingi invasivo nä'ä hingi requiere njapu'befi productos químicos agresivos wa ya enzimas. 'Me̲hna bí thogi ideal da aplicaciones ya da ar mahyoni da zeti ar 'mui ar contenido ar célula. Ar tsa̲ da nu'bu contaminación hingi deseada ya muestras.
- Mar hñets'i rendimiento: Ar lisis ne ar extracción celular ya ultrasonidos to extraer 'nar mar hñets'i rendimiento contenidos celulares, incluidos ADN, ar ARN ne ar proteínas. 'Me̲hna ar da ne ya ondas sonoras mextha frecuencia rompen ya paredes celulares ne liberan ar contenido ár njäts'i circundante.
- Control mpat'i: Sofisticados ya ultrasonidos permiten 'nar control preciso ar mpat'i ar muestra. Ya sonicadores digitales Hielscher gi 'bu̲hu̲ equipados 'nar sensor mpat'i enchufable ne 'nar software control mpat'i.
- Reproducible: Ya protocolos pa ar lisis celular ultrasónica xi reproducir ar hingi hembi da ne 'nehe adaptar ar ja ya 'na'ño volúmenes ar muestra mäs mña dätä wa mäs t'olo ir nge 'nar simple escalado lineal.
- Versátil: Ar lisis ne ar extracción celular ya ultrasonidos to utilizar ar pa extraer 'nar nt'ot'e ho 'bui ndunthe gama xingu ya células, komongu ar bacterias, levaduras, hongos, células ya do̲ni ne ya mamíferos. 'Nehe ar tsa̲ da utilizar pa extraer Bu̲i xingu ya moléculas, incluidas proteínas, ADN, ARN ne ar lípidos.
- Nt'ot'e simultánea numerosas muestras: Hielscher Ultrasonics ofrece ndunthe ya soluciones pa procesar cómodamente numerosas muestras jar exactamente da ehese̲ ya nkohi ja ya proceso. 'Me̲hna thogi da etapa ya nt'ot'e muestras lisis ne extracción da altamente nt'ot'e xi hño ne ahorre pa.
- Hei ar zu̲di: Equipos lisis ne extracción celular ya ultrasonidos ya fáciles ar zu̲di ne requieren 'nar formación mínima. Ar equipo 'nehe ar bojä, ya da mä 'nar inversión ho̲ntho hinda 'medi da ja volver ta̲i ya desechos. 'Me̲hna bí thogi atractivo pa 'nar nt'ot'e ho 'bui ndunthe ya gama ya investigadores ne ya laboratorios.
Da general, ar lisis ne ar extracción celular ya ultrasonidos ge 'nar nt'ot'e rápido, ar xi hño, ya controlable ko ya precisión ne ya versátil pa extraer ar contenido celular. Yá ventajas dige ya nt'ot'e alternativos bí convierten ja 'nar opción atractiva pa 'nar nt'ot'e ho 'bui ndunthe gama aplicaciones industriales ne ya nthoni.
Ndui funcionamiento ar lisis celular ultrasónica
Ar lisis ne ar extracción celular ya ultrasonidos gi japu̲'be̲fi ondas sonoras mextha frecuencia pa alterar ya células ne extraer ár contenido. Ya ondas sonoras crean cambios presión jar líquido circundante, nä'ä mi thogi ke ar nt'ot'e t'olo burbujas ne colapsen proceso conocido komongu ar cavitación. Gi burbujas generan ndu mecánicas localizadas xi hmä xi romper ya células ne liberar ár contenido ár njäts'i circundante.
Lisis celular ir nge 'nar ultrasonido suele implicar nuya ya pasos:
- Ar muestra ar coloca ja 'nar tubo wa recipiente ko 'nar tampón líquido.
- Bí inserta 'nar sonda ultrasónica ja ar muestra ne ar aplican ondas sonoras mextha frecuencia ko aprox. 20 — 30 kHz.
- Ya ondas ultrasónicas provocan oscilación ne cavitación ja ar líquido circundante, generando ya ndu nzafi localizadas rompen ya células ne liberan ár contenido.
- Ar muestra ar centrifuga wa filtra pa da hñäki ya 'na residuo celular, ne ar contenido extraído ar recoge pa ár análisis 'mefa ár njäts'i Tange'u.
Desventajas ya nt'ot'e lisis pa ngatho
Nxoge ár 'be̲fi ja ya laboratorios, ar tsa̲ da ya xi experimentado ar molestia ar lisis celular utilizando protocolos hneise̲ lisis mecánica wa ya química.
- Lisis mecánica: Ya nt'ot'e lisis mecánica, komongu ar molienda mortero wa homogeneización ko 'nar prensa francesa, 'nar ju̲ni bolas wa 'nar ko ya rotor-estator, tso̲kwa menudo carecen ar opciones control ne za precisos. 'Me̲hna ir bo̲ni da njapu'befi ya molienda ne molienda to generar rápidamente pa ne ya ndu nzafi cizallamiento xi dañar jar muestra ne desnaturalizar ya proteínas. 'Nehe xi da xingu ar pa ne requerir ar dätä cantidades he̲'mi partida.
- Lisis química: Ya nt'ot'e lisis química, komongu ar lisis a base de detergente, xi dañar ar muestra ar alterar ar bicapa lipídica ne desnaturalizar ya proteínas. 'Nehe xi requerir varios pasos ne xi dejar contaminantes residuales da interfieren ko ya aplicaciones posteriores. Tingigi mbo jar dosis óptima detergente ge 'nar desafío adicional.
- Ciclos congelación-descongelación: Ciclos congelación ne descongelación xi provocar jar ruptura ya membranas celulares, pe ya ciclos repetidos 'nehe xi provocar jar desnaturalización ne degradación ya proteínas. Nuna ar nt'ot'e 'nehe tsa̲ da requerir varios ciclos, nä'ä to da xingu ar pa ne, tso̲kwa menudo, resulta jar rendimientos mäs bajos.
- Lisis enzimática: Ya nt'ot'e lisis enzimática xi da específicos ciertos xingu ya células ne requieren varios pasos, nä'ä ya xí lentos. 'Nehe generan residuos ne requieren 'nar optimización cuidadosa pa nu'bu ar degradación ar muestra. Ya kits lisis enzimática nzäm'bu̲ da caros. Nu'bu̲ ár nt'ot'e nu'bya lisis enzimática hingi xta resultados suficientes, ar to da t'uni ar sonicación komongu ya nt'ot'e sinérgico pa intensificar ar disrupción celular.
Da diferencia ya nt'ot'e convencionales lisis celular mecánicos ne químicos, ar sonicación ge 'nar herramienta xi na hño ne fiable pa ar desintegración celular da permite 'nar control completo ya parámetros sonicación. 'Me̲hna garantiza 'nar mextha selectividad ar liberación ar materiales ne ar pureza ar producto. [cf. Balasundaram et jar el., 2009]
Ar mfädi pa nga̲tho ar klase ar células ne hingi hembi da aplicable ya t'olo ne Nar dätä hño escala – nzäm'bu̲ jar nkohi controladas. Ya ultrasonidos ya fáciles ar limpiar. 'Nar homogeneizador ultrasónico nzäm'bu̲ Gi pede ko ya 'befi limpieza in situ (CIP) ne esterilización in situ (SIP). Ar sonotrodo ir bo̲ni jar 'nar bocina ar titanio maciza nä'ä to da limpiar wa enjuagar ar ko ar dehe wa disolvente (dependiendo de ar nt'uni 'be̲fi). Hño ja ya ultrasonidos ar da da robustez ár kasu̲ despreciable.
Lisis ultrasónica ne disrupción celular
Ir 'me̲t'o general, lisis ya muestras ar laboratorio tarda entre 15 ya 'na̲te ya mfe̲ts'i ne 2 t'olo ora. Dado da intensidad ar sonicación xí na hei ar ajustar ir nge ar za ar amplitud ne ar pa sonicación, nja'bu̲ ngu eligiendo ar equipo adecuado, ar tsa̲ ga alterar ya membranas celulares dets'e na za̲tho wa xi brusca, dependiendo de ar estructura celular ne ar finalidad ar lisis (nt'udi, ar extracción ADN requiere 'nar sonicación mäs za̲tho, extracción nxo̲ge proteínas bacterias requiere 'nar nt'ot'e ultrasónico mäs intenso). Ar mpat'i Nxoge ar proceso to controlar ar ir nge 'nar sensor ar mpat'i mfaxte ne tsa̲ da controlar ar hingi hembi da ir nge ya refrigeración (nsaha hielo wa celdas flujo ko da refrigeración) wa ir nge ya sonicación jar modo pulsado. Nxoge ar sonicación jar modo pulso, ya ciclos cortos ráfaga sonicación 1 — 15 ya 'na̲te ya mfe̲ts'i ar duración permiten ar disipación ar pa ne ar enfriamiento Nxoge ya tseti intermitentes mäs largos.
Ga̲tho ya procesos basados ultrasonidos ya completamente reproducibles ne linealmente escalables.
Homogeneizadores ultrasónicos pa ar lisis ne ar extracción celular
Varios xingu ya dispositivos ultrasónicos permiten da tsoni ko objetivo mfädi jar muestra ne garantizar facilidad njapu'befi ne ar comodidad operación. Ya ultrasonidos ar klase sonda ge ya dispositivos pa mäs ngatho ja ar laboratorio. Ya ya mäs adecuados pa jar nt'ot'e muestras tamaño pequeño ne mediano ko volúmenes 0,1 ml asta 1000 ar ml. Ya 'na'ño tamaños nts'edi ne sonotrodos permiten adaptar ar ultrasonido ar volumen ar muestra ne ar recipiente da uni ya resultados ar sonicación mäs pädi ne eficientes. Dispositivo sonda ultrasónica ge mäs xi hño opción nu'bu mahyoni da hoki muestras Nthuts'i.
Nu'bu mahyoni da hoki mäs muestras, ngu, 8 — 10 viales ar njäts'i celular, 'nar sonicación indirecta intensa ko sistemas ultrasónicos komongu ar VialTweeter wa 'nar cuphorn ultrasónico ge ar nt'ot'e homogeneización mäs adecuado pa 'nar lisis ya nt'ot'e xi hño. Ar sonican varios viales jar xkagentho pa, ko xkagentho ar intensidad. 'Me̲hna hingi ho̲ntho ahorra pa, ho̲ntho mi 'nehe garantiza xkagentho ar nt'ot'e ya ga̲tho ya muestras, nä'ä mi thogi ne ya resultados ja ya muestras 'bu̲hu̲ fiables ne comparables. 'Nehe, Nxoge ar sonicación indirecta bí evita ar contaminación cruzada ir nge ar inmersión ar sonotrodo ultrasónico ('nehe conocido komongu ar sonda ultrasónica, bocina, nts'ä wa dedo). Dado ne ar utilizan viales xkagentho ar tamaño ar muestra individualmente da tamaño ar muestra, bí omite ar limpieza da requiere xingu ar pa ne ar pérdida muestras nu'bya ar decantación ya Baso. Pa ar sonicación uniforme placas multipocillos wa microtituladoras, Hielscher ofrece ar UIP400MTP.
Pa ar volúmenes xí altos, ngu, da producción yá 'ma extractos celulares, ya sistemas ultrasónicos continuos ko 'nar reactor celda flujo ya mäs ya adecuados. Ar flujo continuo ne uniforme ar hñei procesado asegura 'nar sonicación uniforme. Ga̲tho ya parámetros proceso desintegración ultrasónica xi optimizar da ne ajustar da requisitos ya nt'ot'e ne ar he̲'mi específico ar célula.
Nt'ot'e ejemplar pa lisis ultrasónica células bacterianas:
- Nt'ot'e ar suspensión celular: ya gránulos celulares tsa suspender ar completamente ja 'nar njäts'i tampón ir nge ya homogeneización (elija ár njäts'i tampón compatible ko ar análisis da ku̲hu̲, ngu, ar nt'ot'e cromatografía específico). Añadir lisozimas y/u ma 'ra ya aditivos, nu'bu mahyoni ('nehe tsa da ja ya xeni ya nt'ot'e separación yá purificación). Mezclar yá homogeneizar ár njäts'i suavemente jár 'nar sonicación za̲tho asta da hyoni 'nar suspensión nxo̲ge.
- Lisis ultrasónica: hoki ar muestra 'nar nsaha hielo. Pa ar disrupción celular, sonique ar suspensión ze̲di 60 — 90 ya 'na̲te ya mfe̲ts'i (usando modo pulso ár sonicador).
- Separación: Centrifugar ar lisado (nt'udi, 10 min. a 10.000 x g; a 4 °C). Separe ar sobrenadante ar célula xi cuidado. Ar sobrenadante ge ar lisado Nxoge ar célula. 'Me̲fa ar filtración ar sobrenadante, bí obtiene 'nar líquido clarificado ar proteína celular soluble.
Ya aplicaciones mäs pa ngatho ja ya ultrasonidos jar biología ne biotecnología ge:
- Nt'ot'e ar extracto celular
- Alteración ar levaduras, bacterias, células vegetales, tejido celular blando wa me, hñei nucleico
- Extracción proteínas
- Mfädi ne aislamiento enzimas
- Producción ar antígenos
- Extracción ar ADN y/o fragmentación dirigida
- Nt'ot'e liposomas
Xtí tabla bí ofrece ar 'nar visión Nxoge HMUNTS'UJE ultrasonidos pa ar disrupción ne ar extracción celular. 'Yot'e clic jar ar klase ar dispositivo da uni mäs ungumfädi dige ya homogeneizador ultrasónico. Ma jä'i técnico, xi hño mí pe̲ts'i 're̲t'a ne ko ndunthe ya mfeni, da encantado ar bí da 'BATS'I da 'ñets'i ar ultrasonido xí adecuado pa yá muestras.
Volumen lote | Gasto | Dispositivos recomendados |
---|---|---|
Ga 10 ar viales wa ya tubos | n.d. | VialTweeter |
Placas multipocillo yá microtitulación | n.d. | UIP400MTP |
Múltiples tubos yá recipientes | n.d. | Cuphorn |
Ar 1 jar 500 ml | Ar 10 200 ml yá min | UP100H |
Ar 10 da 1000 ml | Ar 20 200 ml yá min | UP200Ht, UP200St |
Ar 10 da 2000 ml | Ar 20 400 ml yá min | UP400St |
Ya múltiples aplicaciones ya ultrasonidos ar ramifican ja ya sectores ar biotecnología, ar bioingeniería, ar microbiología, ar biología molecular, ar bioquímica, ar inmunología, ar bacteriología, ar virología, ar proteómica, ar genética, ar fisiología, ar biología celular, ar hematología ne ar botánica.
Lisis: Ruptura estructuras celulares
Ya células gi protegidas ir nge 'nar membrana plasmática semipermeable nä'ä ir bo̲ni jar 'nar bicapa fosfolipídica ('nehe bicapa proteína-lípido; formada ya lípidos hidrofóbicos ne moléculas fósforo hidrofílico ko moléculas proteicas incrustadas) ne crea 'nar barrera entre ar interior celular (citoplasma) ne ar entorno extracelular. Células ya vegetales ne ya células procariotas gi rodeadas ir nge 'nar ora Jot'i celular. Nu'bya ya múltiples capas ora Jot'i celular ya celulosa, ya células vegetales ya mäs difíciles ar lisar da células ya animales. Ar interior ar célula, komongu ya orgánulos, ar núcleo, ar mitocondria, ar estabilizado ir nge ar citoesqueleto.
Ma jar lisar ya células, ar pretende extraer ne separar ya orgánulos, proteínas, ADN, ARNm wa ma'ra ya biomoléculas.
Nt'ot'e convencionales lisis celular ne yá inconvenientes
'Bu̲i varios nt'ot'e pa lisar celdas, ne bí xi gi jar nt'ot'e mecánicos ne químicos, da incluyen njapu'befi ya detergentes wa ya solventes, ár nt'ot'e mextha presión wa njapu'befi 'nar ju̲ni bolas wa 'nar prensa francesa. Ar desventaja xí problemática nuya ya nt'ot'e xí hñembi control ne za ya parámetros jar proceso ne, ir 'me̲t'o tanto, ar ar impacto.
Xtí tabla gi 'ñudi ya ndu'mi desventajas ya nt'ot'e lisis pa ngatho:
Nt'ot'e lisis
Ar lisis ge 'nar proceso sensible. Nxoge ar lisis da destruye ár mfa̲ts'i ar membrana celular, ne nuna, da da nu'bu ar inactivación, ar desnaturalización ne ar degradación ya proteínas extraídas ja 'nar entorno hingi fisiológico (desviación ar hmädi pH). Ir da general ar lisis ar lleva da t'ot'e xi hño jar 'nar njäts'i tampón. Mäs xingu ya dificultades surgen ar disrupción celular incontrolada da resulta 'nar liberación hingi dirigida ar nga̲tho ar hñei intracelular y/o ar desnaturalización ar producto objetivo.
Ya nt'a̲ni frecuentes dige ar sonicación ne ar lisis celular
- ¿Da xi lisar células ko ya sonicación? Hä, ar sonicación lisa eficazmente ya células utilizando ondas ultrasónicas ar mextha ar frecuencia da inducen ar cavitación, fenómeno nä'ä o̲t'e diminutas burbujas vapor da colapsan violentamente mbo jar suspensión celular. Ya ndu nzafi mecánicas da t'ot'e 'na alteran ya membranas celulares ne facilitan ar liberación componentes intracelulares ja ar líquido.
- ¿Tema utilizar 'nar sonicador pa ar lisis celular? Utilización 'nar sonicador pa ar lisis celular implica sumergir ar sonda ar sonicador 'nar suspensión celular ne ajustar parámetros komongu ar amplitud ne ar duración ar pulso. Ar proceso da da monitoreado ar getu'bu̲ pa optimizar ar disrupción celular ne minimizar ar desnaturalización ar proteínas ne ar inactivación enzimas.
- ¿Teme ra ndui sonicación pa ar lisis celular? Ar sonicación funciona nä'ä mä ndui ar cavitación acústica. Ar energía ar ultrasónica ar transmite ya ar made líquido, nä'ä provoca rápidas fluctuaciones presión da conducen ya ar formación ne ar implosión microburbujas. Gi implosiones generan hmä ya ndu nzafi cizallamiento ne altas temperaturas localizadas, alterando ya estructuras celulares ne mejorando ar homogeneidad ar lisado.
- ¿Tengu ya pa tarda ar sonicación ar lisis celular? Ar duración ar sonicación pa ar lisis celular to variar significativamente ir nge ar factores komongu ar klase ar célula, ar densidad celular, ár nts'edi ar sonicador ne ar Nthuts'i nkohi específico utilizado. Ya nt'ot'e wa ya nza̲those̲ xi durar ndezu̲ varios ya 'na̲te ya mfe̲ts'i asta 'ra pocos ya t'olo ora, tso̲kwa menudo realizados jar ciclos pa gestionar generación pa ne garantizar 'nar interrupción celular uniforme.
- ¿Teme ra objetivo ar sonicación ar extracción proteínas? Ja ar extracción proteínas, ar sonicación mahyoni da romper eficazmente ya membranas celulares ne solubilizar ya proteínas. Nuna ar nt'ot'e ar particularmente útil pa liberar proteínas ndezu̲ ar interior ya compartimentos celulares, nä'ä ar esencial pa jar nt'ot'e lisados a partir de ya ne nuya da da purificar wa analizar ya proteínas.
- ¿Yogo'ä ar gi japu̲'be̲fi ar sonicación pa ar extracción? Ar sonicación ar gi hyandi favorecida pa extracción nu'bya ngut'a ár nt'ot'e ne mfeni pa da t'uni energía específica, rompiendo ya estructuras celulares pa liberar moléculas bioactivas hinda njapu'befi ya tratamientos químicos agresivos, preservando nja'bu̲ ya 'mui funcional ja ya compuestos extraídos.
- ¿Ar sonicación k'ats'i ma ya interacciones proteína-proteína? Anke ar sonicación to alterar eficazmente ya membranas celulares, 'nehe tsa̲ da alterar ya interacciones proteína-proteína. Ar perturbación bi jagu̲ju̲ intensidad ar sonicación ne ar duración ar exposición, nä'ä to da t'ot'e jar desnaturalización wa disociación ya complejos proteicos, nä'ä dar tsa̲ to da ya Nsadi analíticos wa funcionales posteriores.
- ¿Ar tsa̲ da utilizar ar sonicación da lisar ar E. coli? Ya sonicadores Hielscher ya hontho pädi pa lisar células bacterianas komongu ar E. coli, mi pe̲ts'i paredes celulares robustas. Ar técnica proporciona 'nar nt'ot'e físico pa tu̲ki Jot'i celular ne ar membrana, nä'ä dá bi pa̲ti ja 'nar nt'ot'e Temu pa ndi hoki lisados bacterianos jar laboratorios biología molecular ne bioquímica.
Bibliografía yá Referencias
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- 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.
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