Hielscher Ultrazvočna tehnologija

Ultrazvoka Liza: Cell motnje & Pridobivanje

Dezintegracija celic ali liza je skupen del vsakodnevne priprave vzorca v biotehnoloških laboratorijih. Cilj lize je prekinitev delov celične stene ali celotne celice, da sprosti biološke molekule. Tako imenovani lizat lahko vsebujejo npr. Plazmide, receptorske teste, proteine, DNA, RNA itd. Po stopnjah lizi so frakcioniranje, izolacija organelov ali ekstrakcija in čiščenje beljakovin. Izločeni material (= lizat) je treba ločiti in je predmet nadaljnjih preiskav ali uporabe, npr. Za proteomske raziskave. Ultrazvočni homogenizatorji so skupno orodje za uspešno lizo celic. Ker se ultrazvočna intenziteta lahko prilagodi s prilagoditvijo procesnih parametrov, lahko optimalno intenzivnost soniciranja od zelo mehkega do zelo trdega nastavimo individualno za vsako snov in medij, da ustreza posebni zahtevi uporabe.

Cell Struktura

Celice so zaščiteni z polprepustna plazemske membrane, ki sestoji v fosfo-lipidni dvosloj (tudi protein lipidno dvoplastno; tvorjen s hidrofobnimi lipidov in hidrofilnih fosforja molekul z integriranimi proteinskih molekul) in ustvari pregrado med notranjostjo celic (citoplazmo) in zunajcelične okolje. Rastlinske celice in prokariontske celice obdaja celične stene. Zaradi številnih plasti stene debeline Celica celuloze, rastlinske celice težje lizira od živalskih celic. Celica notranjosti, kot organele, jedro, mitohondrijske, stabiliziramo z citoskeleta.
Z liziranje celic, je namenjen ekstrakcije in ločevanja organele, proteini, DNA, mRNA ali ostalih biomolekul.

Ultrazvoka se običajno uporablja za pripravo vzorca celic snovi.

Slika 1:. Ultrazvočno ekstrakcijo iz celic: mikroskopski prečni odsek (TS) z dne apical stebla mete (Mentha piperita) prikazuje mehanizem ukrepov med ultrazvočno ekstrakcijo celic (povečava 2000x) [vir: Vilkhu et al. 2011]

metode

Obstaja več načinov za lizat celic, ki jih lahko razdelimo na mehanske in kemične metode, ki vključujejo uporabo detergentov ali topil, z uporabo visokega tlaka, ali uporaba peščenem mlinu ali v Francoski stiskalnici. Najbolj problematična Pomanjkljivost teh metod je težko nadzor in nastavljanje procesnih parametrov in s tem vpliva.
Glavne slabosti skupnih metod liza:

Različne tehnike liza

Tabela: Običajne metode razpad celic imajo velike pomanjkljivosti

Ravno nasprotno, ultrazvoka je zelo učinkovito in zanesljivo orodje za celično razpadanja, ki omogoča popoln nadzor nad parametri ultrazvočno razbijanje. To zagotavlja visoko selektivnost na materialih sproščanje in čistost izdelka. [Balasundaram sod. 2009] je primerna za vse tipe celic in lahko uporablja v majhnem in velikem obsegu. Ultrasonicators so enostavne za čiščenje. Ultrazvočni Homogenizator vedno ima čisto-v-mestu (CIP) in funkcijo sterilizirajte-in-place (SIP). Sonotroda sestoji iz masivnega titanovega rog, ki se lahko briše ali splaknili v vodi ali topilu (odvisno od delovnega medija). Vzdrževanje ultrasonicators je zaradi svoje robustnosti skoraj zanemarljivi.

liza

Lize je občutljiv proces. Med lizo uniči zaščito celične membrane, vendar inaktivacijo, denaturacija in degradacija ekstrahiranih proteinov z nefiziološko okolja (odstopanje od vrednosti pH), je treba preprečiti. Zato je v splošnem lizo izvedemo v raztopini pufra. Večina težav nastane zaradi motenj nekontrolirane celične izhaja v neciljane sprostitev vseh znotrajcelične materiala ali / in denaturacija ciljnega produkta.

Ultrazvočni celična liza se lahko uporablja za pripravo vzorca v laboratoriju in za proizvodnjo velikih količin. Klikni za povečavo!

Slika 1:. 200 vatov močna ultrazvočno Homogenizator UP200Ht z digitalnim nadzor in avtomatsko zapisovanje podatkov za zanesljiv in ponovljiv razpad celic.

Ultrazvočni lize

Na splošno bo liza vzorcev v laboratoriju trajala od 15 sekund do 2 minut. Ker je intenzivnost sonikacije zelo enostavno prilagoditi z amplitudo, ki določa čas sonifikacije in izbiro prave opreme, je mogoče motiti celične membrane zelo nežno ali zelo nenadoma, odvisno od celične strukture in zaradi lize ( npr. ekstrakcija DNK zahteva mehko sonikacijo, dokončanje ekstrakcije bakterij beljakovin zahteva intenzivnejšo ultrazvočno zdravljenje). Temperaturo med procesom lahko spremljate s pomočjo integriranega temperaturnega senzorja, ki ga je mogoče enostavno nadzorovati s hlajenjem (ledena kopel ali tokovne celice s hladilnimi suknjiči) ali sonikacijo v impulznem načinu. Med sončenjem z impulznim načinom kratki sončni cikli, ki trajajo od 1 do 15 sekund, omogočajo odvajanje toplote in hlajenje v daljših obdobjih prekinitve.
Vse ultrazvočni pogon procesi so popolnoma ponovljiv in linearno prilagodljiva.

Ultrazvočne homogenizator VialTweeter za pripravo hkratno vzorca do 10 epruvete. (Kliknite za povečavo!)

Ultrazvočni naprava VialTweeter omogoča hkratno pripravo vzorca do 10 vial pod enakimi pogoji procesa.

Ultrazvočne Homogenizatorji

Različne vrste Ultrazvočne naprave omogočajo ujemanje pripravo cilj vzorca in zagotavljajo uporabniku prijazne in udobje delovanja. Sonda tipa ultrasonicators so najpogostejše naprave v laboratoriju. So najbolj primerna za izdelavo majhnih in srednje velikih vzorcih z obsegom od 0,1 ml do 1000 ml. Različne velikosti moči in sonotrodes omogočajo prilagoditev ultrasonicator volumna vzorca in posodo za najbolj učinkovitih in uspešnih rezultatov obdelamo z ultrazvokom. Ultrazvočna naprava Sonda je najboljša izbira, ko imajo posamezne vzorce je treba pripraviti.

Če je treba pripraviti več vzorcev, npr. 8 vial s celično raztopino, so najprimernejši homogenizator za lizo, npr. VialTweeter ali ultrazvočni kupkor. Hkrati je več sončnih žarkov, z enako intenzivnostjo. To prihrani ne le čas, temveč zagotavlja enako obravnavo vseh vzorcev, zaradi česar so rezultati med vzorci zanesljivi in ​​primerljivi. Poleg tega se izognemo navzkrižni kontaminaciji s potopitvijo ultrazvočne sonotrode (znan tudi kot ultrazvočna sonda, rog, vrh ali prst). Ker so viale uporabljene, se zamujajo zamudne čiščenje in izguba vzorca zaradi dekantiranja plovil.
Pri višjih količinah, npr za komercialno proizvodnjo celičnih ekstraktov, stalno ultrazvočni sistemi z reaktorjem tokom celic so najbolj primerni. Stalno in celo tok predelanega materiala zagotavlja enakomerno sonikacijo. Vsi parametri ultrazvočni proces dezintegracije je mogoče optimizirati in prilagojen zahtevam uporabe in specifično celično materiala.

Primeri Postopek za ultrazvočno lizo bakterijskih celic:

  • Priprava celične suspenzije: Celične pelete mora biti povsem suspendiramo v raztopini pufra s homogeniziranjem (izberi pufrske raztopine kompatibilen z naslednjo analizo, npr specifična kromatografska metoda). Dodajanje lizocimi in / ali drugih dodatkov, če je potrebno (morajo biti združljiva tudi ločevanje / čistilni sredstvi). Mix / homogenizira raztopino rahlo pod blagim sonificiramo, dokler ni dosežena popolna suspenzija.
  • Ultrazvočni liza: Vzorec postavimo v ledeno kopel. Za celično, sonicate vzmetenje na 60-90 drugem poruši (z uporabo načina impulzov vašega ultrasonicator je).
  • (. Npr 10 minut pri 10000 x g, pri 4degC): Ločevanje centrifugiramo lizat. Ločite supernatant iz skrbno celični pelet. Supernatant je skupna celični lizat. Po filtraciji supernatanta, ki jih dobimo očiščeno tekočino celične beljakovine topne.

Najpogostejši aplikacije za ultrasonicators v biologije in biotehnologije, so:

  • Priprava celic ekstrakt
  • Prekinitev kvasovk, bakterij, rastlinske celice, mehka & tkiva trde celic, nukleinske gradivo
  • črpanje beljakovine
  • Priprava in izolacija encimov
  • Proizvodnja antigenov
  • ekstrakcijo DNA in / ali ciljno fragmentacija
  • liposomski pripravek
Visoka moč ultrazvoka homogenizatorji kot je UIP1000hd se uporabljajo za celično in ekstrakcijo v seriji ali načinu neprekinjenega pretoka prej. (Kliknite za povečavo!)

Ultrazvočni stacionarna sistemov, kot je UIP1000hd (1kW) lahko obdelujejo večje količine biološkega materiala.

Priključne aplikacije ultrazvoka vej v sektorjih biotehnologije, Bioengineering, mikrobiologije, molekularne biologije, biokemije, imunologije, bakteriologije, virologije, proteomika, genetike, fiziologije, celične biologije, hematoloških in botanike.

Za vrednotenje in optimizacijo vlog strank, Hielscher Ultrazvočna ponuja popolnoma opremljeno Ultrazvočni Postopek Laboratorijska. Pišite nam za dodatne informacije!

Literatura / Reference

  • Balasundaram, B .; Harrison, S .; Bracewell, D. G. (2009): Napredek v strategijah za sprostitev izdelka in vpliv na oblikovanje bioprocesa. Trendi v biotehnologiji 27/8, 2009. str. 477-485.
  • Vilkhu, K .; Manase, R .; Mawson, R .; Ashokkumar, M. (2011): Ultrasonic Izterjava in sprememba sestavin hrane. V: Feng / Barbosa-Cánovas / Weiss (2011): Ultrazvok Tehnologije za prehrano in biološke preobrazbe. New York: Springer, 2011. str 345-368..

Kontaktirajte nas / Vprašajte za več informacij

Pogovorite se z nami o vaših zahtev obdelave. Mi bo priporočil najustreznejše namestitev in obdelavo parametrov za vaš projekt.





Prosimo, upoštevajte naše Politika zasebnosti.